用于确定涡轮轴发动机的限制参数的方法和仪器技术

本发明专利技术涉及用于确定涡轮轴发动机的监视参数的限制裕度的方法和仪器。在一个初试阶段中，一个辅处理器装置（１１）可确定一个初试的舒适裕度。然后，在一个主阶段中，它从初试的舒适裕度估算一个实用的舒适裕度，随后估算所述监视参数的实时值和限制值之间的一个视在差值，以及最后通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度来估算限制裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够确定和显示旋翼飞行器的限制参数的方法和仪器，特别是一种第一限制仪器。
技术介绍
旋翼飞行器在飞行中，飞行员要监视仪表板上的许多仪表，这些仪表中的大多数指示旋翼飞行器的发动机装置的工作状态。出于各种实际的原因，飞行员在飞行中时时刻刻需要考虑许多限制。各种限制一般是取决于飞行的阶段和外部条件。旋翼飞行器一般设有至少一台有一个自由涡轮机的涡轮轴发动机。动力是取自这一自由涡轮机的低压级，而自由涡轮机的转速一般是在20,000到50,000转每分钟(rpm)范围内。由于旋翼飞行器的提供升力和推进力的主旋翼的转速一般是在200到400rpm范围内，所以，需要用一个齿轮箱把自由涡轮机连接于主旋翼，通常将这一齿轮箱称为主齿轮箱(MGB)。发动机的热限制和主齿轮箱的扭矩限制用来定义涡轮轴发动机的三个正常使用额定值·起飞额定值，其可被使用5到10分钟，对应于齿轮箱的一个扭矩值以及对应于发动机的一个热状态，这个扭矩值和热状态在一个有限的时间长度内是可以接受的而不会造成明显的损坏这是最大起飞功率(PMD)；·最大连续额定值，在这一额定值下，在任何时间，主齿轮箱的容量不会被超过，以及由在自由涡轮机的第一级的高压叶片的上游连续可接受的最高热状态产生的容量也不会被超过这是最大连续功率(PMC)；以及·最大瞬时额定值，这一额定值可通过调节来设定其被称为最大瞬时功率(PMT)；此外还存在用于双旋翼飞行器的超紧急额定值，它们在两个发动机中的一个失效时采用·超紧急额定值，在这一额定值下，进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的热容量都被用到最大值其被称为超应急功率(PSU)，其可被连续地使用最多30秒，并且在一次飞行中只能用3次。如果使用了PSU，那么必须把涡轮轴发动机拆下来进行大修；·超紧急额定值，在这一额定值下，进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的容量都被用得非常充分这被称为最大应急功率(PMU)，其可被紧接在PSU之后用2分钟或连续使用最多2分30秒；以及·超紧急额定值，在这一额定值下，进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的热容量都可被无损坏地使用这被称为中等应急功率(PIU)，其可被用30分钟或在涡轮发动机已经发生故障之后连续使用余下的飞行时间。发动机制造厂家通过计算和试验来绘制出涡轮轴发动机的可用功率曲线，其作为飞行高度和外界温度的函数，对上述每一额定值都这样做。此外，发动机制造厂家确定涡轮轴发动机的各种限制，这些限制使得可以得到用于以上规定的每一额定值和可接受的寿命的最小功率，这一最小功率具体地对应于一台用过的，即已经达到其最大寿命的涡轮轴发动机发出的功率。这些限制值一般是用发动机的三个监视参数来监测发动机燃气发生器的转速、发动机的扭矩、以及发动机的自由涡轮机的进口处的燃气喷射温度。熟悉本
的人都知道，这几个参数分别称为Ng、Cm、以及T45。法国专利文件FR2749545揭示了一种飞行驾驶指示器，其可标识涡轮轴发动机的最接近其限制值的各监视参数。这样，就把与应该遵守的限制值相关的信息分成组一并显示在一个显示器上，借以首先可得到一个概观并仅展现概观的结果，以简化飞行员的观看，以及其次可节省仪器板上的空间。这可在发动机的各监视参数中间产生一个“限制参数”，也就是，这个参数的实时值最接近对应的限制值。这就是下文将把这样一个指示器也称为第一限制指示器或“IPL”的原因。还有，这样一个IPL的各种变型方案可把所述限制参数的数值显示为一个等量的功率，即用功率裕度来表示，诸如PMD的+10％，或显示为一个俯仰裕度，这里的俯仰表示旋翼飞行器的旋翼叶板相对于来流空气流的位置。因此，各IPL可显示所述限制参数在给定时刻的实时值并可有利地限制用于监测一个涡轮轴发动机所需要的仪器的数目，从而大大地减轻飞行员的工作。然而，在制造厂家不选择对飞行驾驶来说是一个优选的监视参数时，制造厂家可为在飞行员控制下的各额定值，即起飞和最大连续额定值建立各固定的限制值，同时其它的额定值可借助各停止值来管理。因此，对于每个监视参数，假设涡轮轴发动机是在发出全部可用于一个给定的额定值的功率，而得到不应被超过的限制值。例如，如果发动机是在发出100％的PMD，那么各监视参数必定不会超过它们的限制值，这些限制值是由制造厂家为一台发动机工作在起飞额定值所设定的。遍及整个飞行包络线，飞行员必须根据相关的额定值、燃气发生器的转速Ng、温度T45、以及涡轮轴发动机的扭矩Cm，小心地避免超过规定的有关功率、PMC或PMD的限制值。结果，如果考虑一台新的涡轮轴发动机的工作状态，那么其用于具体地确定所述限制参数的Ng裕度或T45裕度很可能是很高。一旦转换成功率裕度，其可能大于真正可用的功率裕度并可能诱导飞行员产生差错。若是飞行员用足显示的裕度，那将导致超过批准的功率限制值并将严重损伤发动机。这将引起许多后果，应能容易地理解，例如，发动机的寿命将因此而缩短，这将使用户的维修费用增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于确定旋翼飞行器的监视参数的可用裕度的方法，以及也提供一种采用这种方法并用来显示上述IPL限制值的主动的“第一限制”仪器，以避免显示的功率裕度大于涡轮轴发动机可无损伤地发出的裕度。按照本专利技术，用于确定以给定速度工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和由制造厂家为其设定的限制值之间的限制裕度的方法，在这台发动机是用过的发动机时这个监视参数达到保证值，该方法值得注意的是执行以下的步骤 a)在初试阶段中，从等于发动机监视参数的所述实时值减去其保证值的实际差值确定初试的舒适裕度；以及b)在主阶段中b1)从所述的初试舒适裕度(comfort parameter)确定实用的舒适裕度；b2)确定所述监视参数的实时值和其限制值之间的视在差值(apparentdifference)；以及b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度来确定所述限制裕度。作为监视参数的性质的函数，这个保证值-在监视参数是发动机的燃气发生器的转速时，对应于假如这台发动机是一台用过的旧发动机时这个转速将达到的值；-在监视参数是发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时，对应于假如这台发动机是一台用过的旧发动机这个温度将达到的值；以及-在监视参数是发动机的扭矩时，对应于所述扭矩在发动机的工作转速下的限制值。在限制裕度是例如被一个第一限制仪器利用时，所述主阶段在旋翼飞行器处于飞行中时连续地执行。相反，初试阶段是只在对发动机的健康状况做现场检查时执行。发动机制造厂家通常都建议对发动机的健康状况进行定期检查，以验证旋翼飞行器发动机的性能是否好于或等于所要求的性能水平。这样，在这样的检查过程中可以清楚地确定实际差值。因此，这种方法可用来定义监视参数的限制裕度，而不会有将其估算过高的危险，尤其是不会使飞行员认为有一个不代表实际情况的功率裕度可用。限制裕度最终主要是被确定为旋翼飞行器发动机的监视参数的保证值的函数，而不是作为各限制值的函数，那些限制值在某些情况中可能大于发动机的实际容量。在一个第一实施方式中，初试的舒适裕度等于所述实际差值，于是实用的舒适裕度是等于初试的舒适裕度。在一个第二实施方式中，初试的舒适裕度是等于调制的差值。在步骤a)中，根据所考虑的监视参数，用一个变换关系把调制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法，在所述发动机是用过的发动机时，所述监视参数达到保证值，这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤：ａ）在初试阶段中，从等于所述实时值减去所述保证值的 实际差值确定初试的舒适裕度；以及ｂ）在主阶段中：ｂ１）从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度；ｂ２）确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值；以及ｂ３）通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确 定所述限制裕度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FX高尔明，L艾拉多，
申请(专利权)人：尤洛考普特公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]