在飞机中提供预定的驱动特性的方法和配属的驱动设备技术

本发明专利技术涉及一种用于在飞机中提供预定的额定驱动特性(38，50)的方法，其特征在于以下步骤：-通过电机驱动飞机的推力产生元件，该电机具有实际驱动特性(34)，其至少部分地包含额定驱动特性(38，50)，但是也与其有部分地不同；并且-仅根据额定驱动特性(38，50)，通过控制装置设定电机的工作点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在飞机中提供预定的驱动特性的方法和配属的驱动设备
本专利技术涉及一种用于在飞机中提供预定的额定驱动特性的方法，其推力产生元件、即例如其螺旋桨通过电机来驱动。相应的、用于借助于电机旋转地驱动推力产生元件的电驱动设备也属于本专利技术。最后，飞机、特别是具有根据本专利技术的驱动设备的固定翼飞机也属于本专利技术。
技术介绍
在飞机中，对机动化的飞机来说，目前通常通过内燃发动机实现推进部件、即例如螺旋桨或涡轮风扇的驱动。根据结构类型和规格，这种内燃发动机具有特有的驱动特性。其特征首先在于可能的、能采用的转矩转速工作点，并且此外在于特有的响应特性。能由确定的驱动发动机采用的转矩转速工作点的整体限定转矩转速特征曲线族。响应特性是驱动发动机的动力，即驱动发动机的转速的时间上的变化和/或在操作推进杆时由驱动发动机生成的转矩的时间上的变化，也就是说，在给定的推进杆的输出位置和相同的负载中，不同的内燃发动机具有既在加速时又在延迟时的转矩和转速的不同的时间上的变化曲线。一些内燃发动机对功率要求反应的较慢，而另外的反应的较快(不同的响应特性)。 在如今的飞行员培训中，飞行员学员利用训练飞机训练，该训练飞机具有确定的内燃发动机作为驱动。因此，飞行员学员习惯于这种内燃发动机的驱动特性。然而，飞行员培训中重要的组成部分在于，飞行员也要学习评估，在不同的演习中如何对其引导的飞机做出动作。如果飞行员例如必须着陆，并且因此必须再次为了第二次着陆加速越过跑道，那么在此决定性的是，飞行员正确地评估内燃机发动机的响应特性，以便不处于危险中。飞行员同样必须能够评估的是，当其设定在确定位置上的推进杆时，内燃机发动机采用哪个工作点。 因此，通常作为飞行员培训的组成部分的是，在飞行员培训结束时，飞行员学员不仅能够驾驶其训练飞机，还要能够驾驶这样类型的飞机，即飞行员学员在将来想要驾驶的飞机。这种应当用给飞行学员做培训的目标飞机的驱动特性不能利用训练飞机来模拟，因为训练飞机和目标飞机比起来通常具有其他的内燃机发动机。 至今必须接受的是，训练飞机和目标飞机比起来通常具有其他的驱动特性。这具有的结果是，必须完成另外的训练。大的目标飞机意味着更高的燃料消耗，并且因此也关系着更高的环境污染。此外，目标飞机必须提供训练目的，并且必须对此存在有必须的基础设施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，使得各种涡轮驱动、涡轮螺旋桨驱动和活塞式发动机驱动的特性对飞行学员来说是能简单地掌握和能够进行训练的。 该目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求4所述的驱动设备以及根据权利要求13所述的飞机来实现。本专利技术的有利改进方案通过从属权利要求给出。 通过本专利技术能够实现的是，能够利用唯一的训练飞机模拟多个关于驱动特性方面的目标飞机。对此，根据本专利技术的方法能够实现的是，在飞机中提供预定的额定驱动特性，就像其在目标飞机中所预期的那样，应当针对该目标飞机培训飞行员学员。在此，额定驱动特性能够包括转速转矩特征曲线族或者响应特性的数据，或者具有这两者。此外，根据本专利技术的方法设置为，通过电机驱动飞机的推力产生元件，该电机具有实际驱动特性，其至少部分地包含额定驱动特性。同样地，实际驱动特性通常并不是对立于额定驱动特性，而是更确切的说，实际驱动特性与额定驱动特性有部分的不同，因为例如利用电机能够设定转矩转速组合，其并没有出现在额定驱动特性中，或者因为与通过额定驱动特性预定的动力相比，电机具有更大的动力。 因此，根据本专利技术的方法具有第二步骤，根据该步骤，仅根据额定驱动特性，通过控制装置设定电机的工作点。换句话说，在电机的运行中大体上限制其额定驱动特性，电机从飞行员学员的角度表现的像是完全其他的具有转矩转速特征曲线族和/或响应特征的发动机一样，该转矩转速特征曲线族和/或响应特征例如通过额定驱动特性预定。 通过根据本专利技术的方法，能够以有利的方式借助于其他的目标飞机执行飞行训练。因此，在目标飞机上的飞行训练能够由在训练飞机上的相应的训练来代替，其中，基于额定驱动特性设定训练飞机的驱动特性。大的目标飞机意味着少的燃料消耗，并且因此也关系着少的环境污染。这也不必再提供如此多的目标飞机以及为此必须的用于训练的基础设施。 根据本专利技术的驱动设备能够实现根据本专利技术的方法的实施。在此，驱动设备具有用于生成推力的推力产生元件，其特别地具有自由运动的螺旋桨或者涵道螺旋桨(涡轮风扇)。此外提供了用于旋转地驱动推力产生元件的电机。控制装置设计用于设定电机的工作点。控制装置能够例如是变流器和所属的控制器，其中，通过变流器从直流电压供应中为电机生成三相交流电，其中，取决于控制器的控制信号地设定交变频率。 最后，根据本专利技术的驱动设备还包括用于通过飞行员来选择工作点的操纵装置。操纵装置特别地包括推杆。根据本专利技术，控制装置现在设计为，以电机的实际驱动特性为基础，模拟预定的额定驱动特性(即例如确定的目标飞机这样的)，并且为此在操作操纵装置时，仅根据额定驱动特性设定工作点。 在此，根据额定驱动特性设置工作点能够包括两个方面，即能够设定哪些工作点(转矩转速组合)的问题，和利用哪个动力在当前的工作点和新的工作点之间变换的问题。 根据本专利技术的方法的改进方案在这一点上设置为，通过两个驱动特性、即实际驱动特性和额定驱动特性分别限定多个能设定的工作点，这些工作点示出了转速值和转矩值的每一种组合。根据本专利技术的方法的改进方案设置为，通过控制装置只设定共同地具有两种驱动特性的工作点。换句话说，通过预定的额定驱动特性来预定共同的、能由电机采用的工作点的子集，然后也基于该子集，通过控制装置限制电机的运行。在本方法的这种改进方案中优选的是，飞行员学习利用可能的工作点的界定的范围来引导飞机。 符合目的的，在根据本专利技术的驱动装置中，转矩转速特征曲线族存储在控制装置中。该特征曲线族能够由多个针对可能的、能采用的工作点的转矩转速值对组成。然而，该特征曲线族也能够通过参数的、数学上的函数来描述。此外，控制装置对此方便地设计为，根据操纵装置、即例如推杆的位置地从转矩转速特征曲线族中选择工作点，并且在电机中以自我已知的方式设定这些工作点。 本方法的另一个改进方案设置为，通过两种驱动特性分别限定驱动动力，在将当前工作点变换为新的工作点时，通过该驱动动力得出电机的转矩和/或转速的确定的时间上的改变。此外，本方法的这种改进方案设置为，仅利用这种驱动动力通过控制装置运行电机，该驱动动力通过额定驱动特性来预定。当然，这发生在通过实际驱动特性而能实际上实现的电机的驱动动力的范畴内。本方法的这个改进方案具有的优点是，飞行员学习评估不同的目标飞机的响应特性。 符合目的的，在根据本专利技术的驱动装置中，用于驱动动力的数据存储在控制装置中，其中，控制装置随后设计用于，在操作操纵装置时，根据数据地随时间改变电机的转矩和/或转速。数据能够是点状地限定的特征曲线或者是参数的、数学上的函数，其中通过数据作为驱动动力的描述所规定的是，在改变操纵装置的操控部件的位置时，如何从确定的工作点出发随着时间增大或减小转矩和/或转速。 预定的额定驱动特性优选地包括确定的发动机类型的转矩转速特征曲线族、优选是内燃发动机、特别是活塞式发动机驱动、涡轮驱动或者涡轮螺旋桨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在飞机中提供预定的额定驱动特性(38，50)的方法，其特征在于以下步骤：‑通过电机(16)驱动所述飞机的推力产生元件(12)，所述电机具有实际驱动特性(34)，所述实际驱动特性至少部分地包含额定驱动特性(38，50)，但是也与所述额定驱动特性有部分地不同；并且‑仅根据所述额定驱动特性(38，50)，通过控制装置(30)设定所述电机(16)的工作点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.12 DE 102012209803.81.一种用于在飞机中提供预定的额定驱动特性(38，50)的方法，其特征在于以下步骤: -通过电机(16)驱动所述飞机的推力产生元件(12)，所述电机具有实际驱动特性(34)，所述实际驱动特性至少部分地包含额定驱动特性(38，50)，但是也与所述额定驱动特性有部分地不同；并且-仅根据所述额定驱动特性(38，50)，通过控制装置(30)设定所述电机(16)的工作点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述驱动特性(34，38或34，35)分别固定多个能设定的工作点，通过转速值(η)和转矩值(M)的组合限定能设定的所述工作点中的每一个，其特征在于，通过所述控制装置(30)只设定共同具有两个所述驱动特性(34，38或34，35)工作点。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过两个所述驱动特性分别确定驱动动力，在将当前工作点变换为新的工作点时，通过所述驱动动力描述所述电机(16)的转矩和/或转速的时间上的变化，其特征在于，仅利用驱动动力通过所述控制装置(30)运行所述电机(16)，所述驱动动力通过所述额定驱动特性预定。4.一种用于飞机的驱动设备(10)，具有 -用于生成推力的推力产生元件(12)， -用于旋转地驱动所述推力产生元件(12)的电机(16) -用于设定所述电机(16)的工作点的控制装置(30)，以及 -用于通过飞行员选择工作点的操纵装置， 其特征在于，所述控制装置(30)设计用于，以所述电机的实际驱动特性(34)为基础模拟预定的额定驱动特性(38，50)，并且此外在操作所述操纵装置时，仅根据所述额定驱动特性(38，50)设定工作点。5.根据权利要求4所述的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·安东，斯文·格迪加，约翰内斯·沃伦贝格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE