激活多发动机飞行器的混合动力设备中的电动机的方法以及飞行器技术

激活多发动机飞行器的混合动力设备中的电动机的方法，所述飞行器(1)具有至少两个燃料燃烧发动机(10)和适合于驱动所述旋翼(2)转动的电动机(50)。通过一起使用所述发动机(10)来驱动所述旋翼(2)。仅仅在至少一个预定飞行阶段期间产生授权，所述授权许可电动机(50)的使用以驱动所述旋翼(2)转动。在所述授权有效的同时并且如果所述发动机(10)的一个失效的话，则产生操作命令以要求所述电动机(50)操作。在所述操作命令有效时，通过未失效的每个发动机(10)连同所述电动机(50)一起驱动所述旋翼(2)。本发明专利技术还涉及一种具有至少一个旋翼(2)的飞行器(1)。

【技术实现步骤摘要】

相关申请的交叉引用本申请要求2015年5月15日提交的法国专利申请FR 1501001的优先权，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。本专利技术涉及一种激活多发动机飞行器的混合动力设备中的电动机的方法，并且涉及应用上述方法的飞行器。飞行器可具有混合动力设备，该混合动力设备具有多个发动机/电机。具体地说，旋翼飞行器设有至少一个发动机，该至少一个发动机经由至少一个主动力传递齿轮装置驱动至少一个旋翼转动。动力设备可例如具有至少两个燃料燃烧发动机。此外，动力设备能可选地装配有适合于输送附加动力的至少一个电动机。因此，此种动力设备由于发动机和电动机的存在而称为“混合”动力设备。电动机在交通工具上且尤其是在飞行器上的使用会产生难题。电能仅仅能够存储在电池中，但是电池具有不利的重量。在这些情形下，由电动机输送的额外电力会受到对于此种电动机供电所需的重型电池的存在的影响。
技术介绍
文献FR 2 998 542描述了一种具有三个电机/发动机的旋转机翼飞行器以及控制该飞行器的方法。具体地说，飞行器具有两个主发动机和主调节器系统，该主调节器系统应用可变速度设定值来调节主发动机。该飞行器还包括次级电机以及次级调节器系统，该次级调节器系统应用恒定设定值来调节次级电机。次级调节器系统独立于主调节器系统。两个主发动机是燃料燃烧发动机，而次级电机可以是电动机。次级电机可在飞行期间持续地起动或使用，或者可采用替代程序间断地使用。具体地说，在飞行器以高于速度阈值的行进速度飞行的同时，次级电机在飞行期间禁用。文献FR 2 962 404描述了一种用于具有混合动力设备的旋转机翼飞行器的架构。该架构具有连接于主动力传递齿轮装置的燃料燃烧发动机。该架构也包括电气机器，该电气机器类似地与主齿轮装置机械地接合。文献WO 2014/009620描述了一种具有两个主发动机的架构。该架构还包括连接于两个主发动机的辅助发动机。文献US 8 727 271描述一种飞行器，该飞行器具有涡轮轴发动机。涡轮轴发动机连接于发电机。该发电机则对电动机供电，该电动机适合于使得旋翼或推进器转动。此外，该飞行器具有适合于对电动机供电的电池。文献EP 2 148 066描述一种动力设备，该动力设备具有起动涡轮轴发动机的电动机。电动机在飞行中能以发电机模式操作以产生电力，或者在电机模式中操作以有助于驱动主动力传递齿轮装置。文献FR 2 978 124描述了一种控制发动机组的方法，该发动机组产生驱动旋翼所需的动力。该发动机组具有至少一个电气部件、电力存储装置以及第一数量的燃料燃烧发动机，该第一数量大于或等于二。处理器单元执行用于评估主要条件的指令，藉此发动机组能在如下情形下产生所需的动力：使得其中一个燃料燃烧发动机休止的同时、并且在合适的情形下使得一个发动机休止并使得第二数量的非休止发动机加速以及用于使得电气部件在电机模式中操作、且如果需要的话当存储装置被放电时使得电气部件暂时以发电机模式操作。文献FR 2 997 382描述了一种管理具有混合动力设备的旋转机翼飞行器上的发动机失效的方法，该混合动力设备具有至少两个燃料燃烧发动机、至少一个电气机器以及主动力传递齿轮装置。在该方法中，在每次飞行期间监测发动机的操作以检测这些发动机中任何一个的失效。文献US 2014/0034781也是众所周知的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激活混合动力设备中电动机的方法。因此，本专利技术提供一种驱动飞行器的旋翼转动的方法，该飞行器具有至少两个燃料燃烧发动机以及适合于驱动旋翼转动的电动机。本方法的特点具体在于，依次执行以下步骤：通过一起使用发动机来驱动该旋翼；仅仅在至少一个预定飞行阶段期间产生授权，该授权许可电动机的使用以驱动旋翼转动；在所述授权有效的同时，如果其中一个发动机被认为失效的话，则产生操作命令以要求电动机操作；以及在操作命令有效的同时，通过未被认为失效的每个发动机并连同电动机一起驱动旋翼。因此，该飞行器具有至少两个燃料燃烧发动机以及一个电动机，所有这些部件均有助于驱使旋翼运动。此种旋翼是适合于有助于为飞行器提供升力和/或推进力的旋翼。本专利技术的方法精确地确定使用电动机以有助于驱动旋翼转动的条件。该方法并不规定通过使用电动机来永久地驱动旋翼。此外，该方法并不规定在发动机失效之后必须利用至少一个电动机来驱动旋翼。类似地，该方法并不规定当飞行器处于预定飞行阶段时、必须利用至少一个电动机来驱动旋翼。根据本专利技术，旋翼在正常条件下由发动机驱动。在简称为“初始”步骤的步骤期间，发动机均用于驱使旋翼运动。在评估飞行阶段的步骤期间，飞行器的系统都确定飞行器是否在预定飞行阶段飞行。预定飞行阶段表示电动机能够产生有利的动力增大的飞行器阶
段。制造商能通过测试、模拟、计算或经验来确定这类飞行阶段的性质。因此在此类预定飞行阶段期间仅仅能使用电动机。然而，该条件并不足以激活电动机。在这些情形下，在飞行器于预定飞行阶段中飞行的同时，评估飞行阶段的步骤单单包含产生授权以使用电动机。该授权仅仅意味着如果需要的话能使用电动机。因此，在评估发动机的状况的步骤期间，飞行器的系统确定发动机是否应被认为失效。应广义地解释术语“如果发动机被认为失效”。该术语意味着发动机例如由于输送的动力低于正常应由该发动机输送的动力而无法良好地操作。因此，如果发动机无意地停机、如果发动机自发地停机或者如果检测到故障，则发动机被认为失效。因此，术语“如果发动机被认为失效”在含义上接近于术语在航行中“滞航”。如果发动机被认为失效并且如果已给出授权来使用电动机，则操作命令就绪。然后，将该操作命令传递至电动机，以在混动期间要求电动机操作以驱动旋翼转动。因此，本专利技术的方法提出清晰的启动顺序，使得电动机仅仅在特定情形下操作。为了使用电动机需要同时满足两个条件，即考虑当前飞行阶段的第一条件和考虑发动机操作的第二条件。本专利技术一方面包含检测发动机是否并非良好地操作，而另一方面检测当前飞行阶段是否是需要提供附加动力的飞行阶段。需要将这两个条件进行组合以激活电动机。因此，仅仅在飞行中偶尔发生的特定条件下，能在电机模式中使用电动机来驱动旋翼。具体地说，如果并不需要由电动机产生的动力贡献，则并不使用电动机来驱动旋翼。在这些情形下，电动机能定尺寸成在大小上较小并且仅仅消耗少
量的电能。因此，与可能常常使用电动机的布置相比，本专利技术的方法使得电动机能以从重量的角度以及在大小的方面较不会不利的方式设置在飞行器上。该方法还可包括一个或多个以下特征。例如，该飞行器对于每个发动机均具有一个管理系统并且具有与该管理系统通信的航空电子系统，授权由该航空电子系统产生，且该授权被传递至每个管理系统，而操作命令由管理系统发出并传递至电动机。按照惯例，发动机可由管理系统控制。例如，用于涡轮轴发动机的管理系统具体地包括计算机和燃料计量单元。此种管理系统则可以是称为全权限数字发动机控制(FADEC)的系统。飞行器还具有有时称为其“航空电子”系统的系统。航空电子系统包括辅助驾驶飞行器的电子、电气以及计算机设备。在这些情形下，该航空电子系统的功能是检测飞行器是否在预定飞行阶段中飞行，在该预定飞行阶段中能许可电动机的操作。如果是，则该航空电子系统将授权发送给管理系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动飞行器(1)的旋翼(2)转动的方法，所述飞行器(1)具有至少两个燃料燃烧发动机(10)以及适合于驱动所述旋翼(2)转动的电动机(50)，其中按序地执行以下步骤：通过一起使用所述发动机(10)来驱动所述旋翼(2)；仅仅在至少一个预定飞行阶段期间产生授权，所述授权许可所述电动机(50)的使用以驱动所述旋翼(2)转动；在所述授权有效的同时，当其中一个发动机(10)被认为失效的话，则产生操作命令以要求所述电动机(50)操作；以及在所述操作命令有效的同时，通过未被认为失效的每个发动机(10)并连同所述电动机(50)一起驱动所述旋翼(2)。

【技术特征摘要】
2015.05.15 FR 15/010011.一种驱动飞行器(1)的旋翼(2)转动的方法，所述飞行器(1)具有至少两个燃料燃烧发动机(10)以及适合于驱动所述旋翼(2)转动的电动机(50)，其中按序地执行以下步骤：通过一起使用所述发动机(10)来驱动所述旋翼(2)；仅仅在至少一个预定飞行阶段期间产生授权，所述授权许可所述电动机(50)的使用以驱动所述旋翼(2)转动；在所述授权有效的同时，当其中一个发动机(10)被认为失效的话，则产生操作命令以要求所述电动机(50)操作；以及在所述操作命令有效的同时，通过未被认为失效的每个发动机(10)并连同所述电动机(50)一起驱动所述旋翼(2)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行器(1)对于每个发动机(10)均具有一个管理系统(20)并且具有与所述管理系统(20)通信的航空电子系统(30)，所述授权由所述航空电子系统(30)产生，且所述授权被传递至每个管理系统(20)，而所述操作命令由所述管理系统(20)发出并传递至所述电动机(50)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当发动机(10)未被认为失效并且当还未给出所述授权，则所述电动机(50)并不用于驱动所述旋翼(2)。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个预定飞行阶段是要求给定动力以驱动所述旋翼(2)的飞行阶段，所述给定动力小于当其中一个发动机(10)被认为失效时由所述发动机(10)所输送的最大动力。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述飞行器(1)立于所述地面(400)上时，禁止所述授权。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个预定飞行阶段包括以低速飞行的阶段，在所述飞行阶段期间，所述飞行器(1)所具有的行进速度小于阈值行进速度。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对于所述飞行器(1)的
\t行进速度确定“当前”速度，并且将所述当前速度与所述阈值行进速度进行比较，如果所述当前速度小于所述阈值行进速度时给出所述授权。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预定飞行阶段是具有较小动力边际的飞行期间，在所述飞行阶段期间，至少一个发动机(10)具有相对于预定动力限值的动力边际，所述动力边际小于动力阈值。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预定飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·罗斯奥托，
申请(专利权)人：空客直升机，
类型：发明
国别省市：法国;FR