双涡轮螺旋桨飞行器中的单杆控制制造技术

本发明专利技术涉及双涡轮螺旋桨飞行器中的单杆控制，本文中具体提供了用于控制飞行器的第一螺旋桨的操作的方法和系统，第一螺旋桨与第一发动机相关联，飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨。获得用于第一发动机的第一所请求的发动机功率。获得用于第二发动机的第二所请求的发动机功率。通过基于第一和第二所请求的发动机功率设定用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令来使第一螺旋桨与第二螺旋桨同步，并且发送用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令。

【技术实现步骤摘要】
双涡轮螺旋桨飞行器中的单杆控制相关申请的交叉引用本申请要求2017年2月22日提交的美国临时专利申请第62/462,090号的权益，所述专利申请的内容通过引用整体地并入本文中。
本公开一般地涉及发动机控制，并且更具体地，涉及飞行器中的发动机和螺旋桨控制。
技术介绍
螺旋桨驱动式飞行器动力装置由两个主要的且截然不同的部件组成：发动机和螺旋桨。发动机控制系统用于调整发动机的功率输出，例如通过控制至发动机的燃料流。类似地，螺旋桨控制系统用于调整由螺旋桨产生的推力，例如通过改变螺旋桨转速和/或螺旋桨桨叶桨距（pitch）。在传统的螺旋桨驱动式飞行器中，发动机控制系统和螺旋桨控制系统中的每一者由飞行员或其他操作者使用针对这些动力装置部件中的每一者的相应的杆（lever）来操作：因此，油门杆用于设定所期望的发动机功率输出，并且状态杆（conditionlever）用于设定所期望的螺旋桨转速和桨叶桨距角（pitchangle），由此调整推力输出。另外，现代涡轮螺旋桨驱动式飞行器以预定的固定螺旋桨转速操作螺旋桨，所述螺旋桨转速相对于飞行器的飞行阶段被最优化。然而，存在用于每个动力装置的每个主要部件的多个杆会对飞行员造成额外的工作负担，尤其是在飞行器具有多个发动机的情况下，诸如在双涡轮螺旋桨飞行器的情况下。就这点而言，存在改进的空间。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种用于控制飞行器的第一螺旋桨的操作的方法，所述第一螺旋桨与第一发动机相关联，飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨。获得用于第一发动机的第一所请求的发动机功率。获得用于第二发动机的第二所请求的发动机功率。通过基于第一和第二所请求的发动机功率设定用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令来使第一螺旋桨与第二螺旋桨同步，并且发送用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令。在另一个方面中，提供一种用于控制飞行器的至少第一螺旋桨的操作的系统，第一螺旋桨与第一发动机相关联，飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨。所述系统包括至少一个处理单元和非暂时性计算机可读存储器，非暂时性计算机可读存储器具有存储在其上的程序指令。程序指令能够由至少一个处理单元执行以用于：获得用于第一发动机的第一所请求的发动机功率；获得用于第二发动机的第二所请求的发动机功率；通过基于第一和第二所请求的发动机功率设定用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令来使第一螺旋桨与第二螺旋桨同步；以及发送用于第一螺旋桨的第一螺旋桨命令。在另外的方面中，提供一种飞行器子系统，所述飞行器子系统包括：第一发动机、第一螺旋桨、以及与第一发动机和第一螺旋桨相关联的第一一体化控制杆；第二发动机、第二螺旋桨、以及与第二发动机和第二螺旋桨相关联的第二一体化控制杆；第一发动机控制系统，第一发动机控制系统配置成用于基于来自第一一体化控制杆的第一命令来控制第一发动机和第一螺旋桨；以及第二发动机控制系统，第二发动机控制系统配置成用于基于来自第二一体化控制杆的第二命令来控制第二发动机和第二螺旋桨。第一发动机控制系统和第二发动机控制系统中的至少一者配置成用于使用来自第一一体化控制杆的第一命令和来自第二一体化控制杆的第二命令来使第一螺旋桨与第二螺旋桨同步。附图说明现在参考附图，在附图中：图1是飞行器的示例发动机的示意性截面图；图2A到图2D是示例动力装置控制系统配置的框图；图3是示例的所请求的功率曲线和所请求的螺旋桨调速曲线的图形表示；图4是图示依照实施例的用于控制飞行器的螺旋桨的操作的示例方法的流程图；以及图5是依照实施例的用于实施图2A到图2D的动力装置控制系统的示例计算系统的示意图。将注意到的是，贯穿附图，相似的特征由相似的附图标记识别。具体实施方式参考图1，图示了用于如下类型的飞行器的涡轮螺旋桨动力装置100，所述类型的飞行器优选地被提供使用在亚音速飞行中，涡轮螺旋桨动力装置100大体上包括发动机110和螺旋桨120。螺旋桨120转换来自发动机110的轴的旋转运动，从而为飞行器提供推进力（也称为推力）。图1的动力装置100是涡轮螺旋桨发动机（turboprop），但发动机110也可以是与螺旋桨120配对的任何其他类型的发动机，诸如活塞发动机等等。可以由飞行员或其他操作者借助于各种动力装置控制来调节发动机110和螺旋桨120的操作。传统上，涡轮螺旋桨驱动式飞行器提供有：油门杆（也称为动力杆），其用于调节发动机110的输出功率；以及状态杆，其用于调节螺旋桨转速和桨叶桨距角，由此调整由螺旋桨120产生的推力。例如，飞行器可以对于每个动力装置100包括一个油门杆和一个状态杆。例如，具有两个单独动力装置100的双涡轮螺旋桨飞行器可以具有两个油门杆和两个状态杆。本公开考虑使用一体化控制杆（UCL）来控制发动机110的输出功率与由螺旋桨120产生的推力两者。参考图2A，示出了第一动力装置控制系统（PCS）2001和第二PCS2002。PCS2001、2002配置成用于分别控制飞行器动力装置1001和1002的操作，每个飞行器动力装置具有发动机110、160和螺旋桨120、170。PCS2001配置成用于从第一UCL202和从第二UCL204接收输入，第一UCL202与第一动力装置1001相关联，第二UCL204与第二动力装置1002相关联。类似地，PCS2002配置成用于从第一UCL202和从第二UCL204接收输入。可选地，PCS2001、2002还配置成用于从驾驶舱控制装置206接收额外的输入。UCL202、204各自例如基于杆相对于预定参考位置的角度将相应的杆位置提供到PCS2001、2002。另外，在一些实施例中，驾驶舱控制装置206包括按钮、开关、刻度盘、或其他分立型输入机构，其可位于UCL202、204上或接近于UCL202、204并且其可以将额外的输入提供到PCS2001、2002。例如，分立型输入机构可以提供关于螺旋桨参考速度、燃料接通/关闭、螺旋桨顺桨/解除顺桨等等的信息。可以使用任何合适的信令协议并且经由任何合适的通信介质将杆位置以及可选地来自驾驶舱控制装置206的额外的输入提供到PCS2001、2002中的每一者。在一些实施例中，PCS2001、2002中的每一者经由一个或多个线缆接收或者作为数字信号或者作为电模拟信号的杆位置和额外的输入。在其他实施例中，UCL202、204可以经由一个或多个无线传输协议将杆位置传送到PCS2001、2002，并且驾驶舱控制装置206可以经由一个或多个无线传输协议将额外的输入传送到PCS2001、2002。在一些实施例中，飞行器将对于每个发动机动力装置具有一个UCL。PCS2001、2002各自包括发动机控制器210、260和螺旋桨控制器220、270。发动机控制器210、260配置成用于从UCL202、204中的每一者接收杆位置以及可选地从驾驶舱控制装置206接收额外的输入。可以以任何合适的方式并且使用任何合适的通信协议将杆位置和额外的输入从UCL202、204和从驾驶舱控制装置206传输到发动机控制器210、260。以下讨论集中于发动机控制器中的一者（即，发动机控制器210）的操作，但是应理解的是，发动机控制器260可配置成执行类似的操作。发动机控制器210配置成用于处理关联的UCL202的杆位置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制飞行器的至少第一螺旋桨的操作的方法，所述第一螺旋桨与第一发动机相关联，所述飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨，所述方法包括：获得用于所述第一发动机的第一所请求的发动机功率；获得用于所述第二发动机的第二所请求的发动机功率；通过基于所述第二所请求的发动机功率设定用于所述第一螺旋桨的第一螺旋桨命令来使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨同步；以及发送用于所述第一螺旋桨的所述第一螺旋桨命令。

【技术特征摘要】
2017.02.22 US 62/462090;2017.03.15 US 15/4597421.一种用于控制飞行器的至少第一螺旋桨的操作的方法，所述第一螺旋桨与第一发动机相关联，所述飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨，所述方法包括：获得用于所述第一发动机的第一所请求的发动机功率；获得用于所述第二发动机的第二所请求的发动机功率；通过基于所述第二所请求的发动机功率设定用于所述第一螺旋桨的第一螺旋桨命令来使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨同步；以及发送用于所述第一螺旋桨的所述第一螺旋桨命令。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述第一所请求的发动机功率包括：接收第一油门命令，所述第一油门命令基于与所述第一发动机相关联的第一油门杆的杆角度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，获得所述第二所请求的发动机功率包括：接收第二油门命令，所述第二油门命令基于与所述第二发动机相关联的第二油门杆的杆角度。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一油门是第一一体化控制杆，所述第一一体化控制杆也与所述第一螺旋桨相关联。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二油门是第二一体化控制杆，所述第二一体化控制杆也与所述第二螺旋桨相关联。6.根据权利要求1所述的方法，其中，设定所述第一螺旋桨命令包括：基于所述第二所请求的发动机功率将所述第一螺旋桨命令设定成匹配用于所述第二螺旋桨的第二螺旋桨命令。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：发送用于所述第二螺旋桨的所述第二螺旋桨命令。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在与所述第一螺旋桨相关联的第一发动机控制系统中执行所述方法。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一发动机控制系统包括发动机控制器和螺旋桨控制器。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一螺旋桨是多个第一螺旋桨，所述第一发动机是多个第一发动机，所述第一螺旋桨中的每一者与相应的第一发动机相关联；其中，所述第二螺旋桨是多个第二螺旋桨，所述第二发动机是多个第二发动机，所述第二螺旋桨中的每一者与相应的第二发动机相关联；其中，使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨同步包括：通过基于所述第二所请求的发动机功率设定用于所述多个第一螺旋桨的多个第一螺旋桨命令来使所述多个第一螺旋桨与所述多个第二螺旋桨同步；以及发送用于所述多个第一螺旋桨的所述多个第一螺旋桨命令。11.一种用于控制飞行器的至少第一螺旋桨的操作的系统，所述第一螺旋桨与第一发动机相关联，所述飞行器还包括与第二发动机相关联的第二螺旋桨，所述系统包括：至少一个处理单元；以及非暂时性计算机可读存储器，所述非暂时性计算机可读存储器具有存储在其上的程序指令，所述程序指令能够由所述至少一个处理单元执行以用于：获得用于所述第一发动机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C里斯奥，
申请(专利权)人：普拉特惠特尼加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA