直升机降落后快速停止旋翼的方法技术

公开了一种用于在着陆后快速停止直升机的推进旋翼的方法，包括在直升机飞行员快速停止发动机的请求(100)之后，由涡轮发动机的控制单元管理的以下步骤：检测(110)至少一个涡轮发动机的燃气发生器不存在热稳定阶段；控制至少一个涡轮发动机的燃气发生器的燃烧室的熄灭(130)；通过至少一个电机维持其燃烧室熄灭的燃气发生器(140)旋转，以使燃气发生器通风；以及通过机械制动器停止(160)直升机的主旋翼。旋翼。旋翼。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直升机降落后快速停止旋翼的方法


[0001]本专利技术涉及直升机涡轮发动机的一般领域，更具体地涉及用于在着陆后快速停止主旋翼，即提供直升机推进力的旋翼的方法。

技术介绍

[0002]着陆阶段通常包括静止阶段，该阶段需要在构成直升机发动机的涡轮发动机处处理高动力。
[0003]在该着陆阶段之后，飞行员寻求快速停止直升机的主旋翼，以便能够让乘客或伤员下机。
[0004]由于发动机或单发动机直升机已在高动力设置下使用，突然停止对发动机有害。为避免损坏发动机，通常会指示飞行员在所谓的怠速下观察热稳定阶段几分钟，以保护自己免受机械应力的影响，例如差异膨胀或机油结焦，这与动力需求的剧烈变化有关。事实上，发动机的机油或燃油在发动机的高温部分存在结焦的风险，例如在发动机燃烧室的喷油器处。
[0005]该热稳定阶段的持续时间通常根据发动机的类型预先确定，并且通常介于30秒和2分钟之间。
[0006]当涉及快速直升机时，这个等待时间可能特别关键，其目标是能够快速完成给定任务，从而限制停机时间。
[0007]安装在直升机上的涡轮发动机通常是自由涡轮发动机类型，即它们包括燃气发生器和不与燃气发生器机械连接的涡轮机。自由涡轮允许通过主变速箱向直升机的旋翼提供机械动力。燃气发生器包括压缩机、燃烧室和涡轮机，涡轮机通过涡轮机和压缩机的旋转部件共用的轴与压缩机机械连接。位于燃气发生器涡轮下游的自由涡轮在机械上独立于燃气发生器的轴。
[0008]但是，只要自由涡轮式发动机保持怠速，燃气发生器的气体就会对自由涡轮施加一定的动力，从而通过动力变速箱在旋翼上施加扭矩。这涉及在制动器尺寸设计中的高机械应力，为了制动旋翼，必须抵消由自由涡轮的剩余动力提供的扭矩。
[0009]除了停止旋翼的解决方案，包括在地面上最多2分钟内将发动机稳定在怠速状态，可以考虑但无法实现的第二种解决方案包括通过制动器阻塞自由涡轮，方法是将发动机定位在足够低的怠速，以最小化制动扭矩。着陆后使用制动器可以使发动机热稳定并快速阻塞旋翼。然而，它的尺寸仍然很精细，因为它可以抵消自由涡轮的剩余动力并制动旋翼。
[0010]该解决方案可能满足单发动机应用，但对双发动机安装有很大影响。事实上，制动器的尺寸必须能够制动旋翼并阻塞两个自由涡轮。这种类型的尺寸设计存在过度影响制动器的体积和质量的风险。

技术实现思路

[0011]为此，本专利技术提出了一种用于快速停止旋翼的方法，特别是允许在着陆开始时不
再向旋翼提供动力，因此能够在保持涡轮发动机的燃气发生器的热稳定阶段的同时快速停止旋翼。
[0012]在本专利技术的一个目的中，提出了一种用于在着陆后快速停止主旋翼，即直升机的推进和/或提升旋翼的方法。直升机包括用于推进直升机的主旋翼、至少一个涡轮发动机、主变速箱、涡轮发动机控制单元和电力供应网络，以及至少一个连接到电力网络的电机，所述至少一个涡轮发动机包括配备有机械轴的燃气发生器、通过主变速箱连接到主旋翼并且机械独立于所述燃气发生器的机械轴的自由涡轮，以及配置为将所述电机机械连接到所述燃气发生器的系统。
[0013]根据本专利技术的一般特征，方法包括以下步骤，其发生在由直升机飞行员请求发动机快速停止以导致至少一个涡轮发动机的燃气发生器的燃烧室熄灭的步骤之后：
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检测所述至少一个涡轮发动机的燃气发生器不存在热稳定阶段，以确认停止发动机的请求是快速停止主旋翼的请求，
[0015]‑
在不存在热稳定阶段的情况下，通过所述至少一个机械连接到燃气发生器并由电网供电的电机，使燃烧室熄灭的每个涡轮发动机的燃气发生器维持旋转，以在直升机飞行员决定快速停止旋翼时，继续对燃气发生器进行通风，以及
[0016]‑
通过制动器停止直升机的主旋翼。
[0017]停止直升机的发动机，即在自由涡轮上施加零动力并熄灭燃烧室，结合使用仅用于制动推进旋翼的制动器的尺寸，允许飞行员快速处置旋翼零速度，从而为飞行员提供更好的操作能力，以快速完成给定任务，例如让乘客下机和/或登机。
[0018]燃气发生器的通风因此基于涡轮发动机上已经存在的电机来完成，而不会影响直升机旋翼的速度，因为自由涡轮没有被驱动，并且其启动不需要飞行员的动作。此外，由于燃烧室熄灭，燃气发生器的通风更加有效。
[0019]通风的持续时间可以是几分钟，并能够限制旋翼阻塞或轴承润滑剂结焦的风险。如果是多发动机直升机，即至少配备两台涡轮发动机，发动机必须同时通风。
[0020]在用于快速停止直升机旋翼的方法的第一方面，由所述至少一个电机驱动的熄灭燃气发生器的旋转可以在从燃烧室熄灭开始的预定通风时段内维持，并且可以在通风期结束时停止电机的供电。
[0021]在用于快速停止直升机旋翼的方法的第二方面，只要燃气发生器的至少一个测量温度大于第一阈值和/或测量的温度梯度的绝对值大于第二阈值，就可以维持所述至少一个电机对熄灭燃气发生器的旋转。
[0022]在一个方面，熄灭燃气发生器的旋转因此可以维持预定的通风期，但是一旦燃气发生器的测量温度低于第一阈值，就可以在该通风期到期之前关闭。
[0023]在用于快速停止直升机旋翼的方法的第三方面，直升机的电网也可以由至少一个由辅助电源单元(APU)驱动的交流发电机供电。
[0024]电网然后由至少一个辅助电源单元供电，为所述至少一个电机供电以使所述至少一个涡轮发动机的燃气发生器通风所需的能量可以来自由辅助电源单元驱动的交流发电机以及可能的至少一个电池。
[0025]在着陆之后的热稳定阶段期间由辅助电源单元提供的电机的电源还可以允许在至少一个电池中保持足够的电能用于紧急起飞。
[0026]在用于快速停止直升机旋翼的方法的第四方面，其中直升机包括至少两个涡轮发动机，每个涡轮发动机具有通过主变速箱连接到主旋翼的自由涡轮，该方法还可以包括，在请求快速停止发动机的步骤之前，请求所述至少一个涡轮发动机在辅助电源单元模式下运行的步骤，驱动由所述涡轮发动机的控制单元管理的以下步骤：
[0027]‑
增加至少一个涡轮发动机的扭矩，直到至少一个其他涡轮发动机向主变速箱提供零扭矩，
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断开所述至少一个提供零扭矩的涡轮发动机，和
[0029]‑
在辅助电源单元模式下运行，所述至少一个断开的涡轮发动机为直升机的电网供电。
[0030]直升机飞行员请求快速停止发动机的步骤导致仍与主变速箱接合的每个涡轮发动机的燃气发生器的燃烧室熄灭，并且检测热稳定阶段不存在的步骤适用于仍与主变速箱接合的每个涡轮发动机的燃气发生器。
[0031]方法的该第四方面允许在停止时继续通风的同时熄灭每个仍处于接合状态的涡轮发动机，以及在热稳定阶段使用断开的涡轮发动机作为辅助电源单元，为打算为熄灭涡轮发动机的燃气发生器通风的电机供电，因此不会从电池中汲取为该供电所需的电能。用作辅助电源单元的涡轮发动机仍然可以正常运行其热稳定，因为它只提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种直升机降落后快速停止主旋翼的方法，直升机包括用于推进直升机(1)的主旋翼(2)、至少一个涡轮发动机(4)、连接在所述至少一个涡轮发动机(4)和所述主旋翼(2)之间的主变速箱(5)、涡轮发动机控制单元和电力供应网络，以及至少一个连接到电力网络的电机，所述至少一个涡轮发动机(4)包括配备有机械轴的燃气发生器(12)、通过所述主变速箱(5)连接到所述主旋翼(4)并且机械独立于所述燃气发生器(12)的机械轴的自由涡轮(13)，以及配置为将所述电机机械连接到所述燃气发生器(12)的系统，所述方法的特征在于，其包括在由直升机(1)的飞行员请求(100、200)发动机快速停止，导致所述至少一个涡轮发动机(4)的燃气发生器(12)的燃烧室熄灭的步骤之后，由所述涡轮发动机的控制单元管理的以下步骤：
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检测(110、210)所述至少一个涡轮发动机(4)的燃气发生器(12)不存在热稳定阶段，以确认停止发动机的所述请求是快速停止所述主旋翼(2)的请求，
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在不存在热稳定阶段的情况下，通过所述至少一个机械连接到燃气发生器并由电网供电的电机，使燃烧室熄灭的每个涡轮发动机(4)的燃气发生器(12)维持(140、240)旋转，以对所述燃气发生器(12)进行通风，以及
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通过制动器停止(160、260)所述直升机(1)的主旋翼(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，熄灭气体发生器(12)的所述至少一台电机的旋转被维持预定的通风周期，所述周期从燃烧室熄灭开始，并且所述电机的供电在所述通风期结束时停止。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，只要所述燃气发生器的至少一个测量温度大于第一阈值，和/或测量的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维尔，
申请(专利权)人：赛峰直升机发动机，
类型：发明
国别省市：