一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法
【專利摘要】本發明屬于發動機控制系統，本發明提供一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，包括：在飛行狀態下，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，保持當前兩臺發動機輸出的總功率或者總扭矩不變，提高被檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到被檢發動機監控參數目標值，同時降低備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到備檢發動機監控參數目標值。
【專利說明】一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于發動機控制系統，涉及一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法。
【背景技術】
[0002]對于雙發直升機，判斷發動機性能指標的最重要的監控參數是渦輪進口溫度TET和功率W。很多發動機通過測量自由渦輪進口溫度T45來間接反映TET。現代直升機的發動機通常需定期進行功率裕度和熱裕度檢查，以確定發動機的功率裕度和熱裕度，以監控發動機的性能變化和故障。
[0003]按照在發動機功率裕度和熱裕度檢查中兩臺發動機的功率分配情況分類，現有的發動機功率裕度和熱裕度檢查可以分為三種方法。
[0004]第一種方法，在直升機巡航飛行中，兩臺發動機功率相等，進行發動機功率裕度和熱裕度檢查。這種方法的優點是可以在正常飛行中進行檢查，不影響任務的執行。但是這種方法存在顯著的缺點，即此時發動機功率較低，在此功率下進行發動機功率裕度和熱裕度檢查結果不準確。并且，這種方法檢查不出發動機是否能夠達到應急狀態下的最低保證功率。進行發動機功率裕度和熱裕度檢查時，應當以盡量接近應急狀態的功率進行檢查，對于雙發直升機應當在起飛功率下進行。但是在巡航飛行中不可能達到起飛功率。
[0005]第二種方法，直升機以最大連續狀態飛行，兩臺發動機功率相等，進行發動機功率裕度和熱裕度檢查。這種方法的優點是，可以在較大的功率進行檢查，因而檢查結果較為準確。但是在這種狀態下，直升機的速度較大，振動和噪聲強烈，因而可能引起乘客的不滿。并且，通常需要提高飛行高度和直升機重量，使直升機功率增大到接近起飛功率，這就可能需要專門安排飛行任務進行功率裕度和熱裕度檢查。
[0006]第三種方法，使一臺發動機功率減小到零，另一臺發動機增加到起飛功率。這種方法的優點是只要控制得當，一定能夠達到起飛功率，因此檢查結果較為準確。這種方法可以人工操縱直升機實現，也可以通過自動控制裝置實現，實現起來比較簡單，這種方法的缺點是單發飛行具有一定風險，一旦被檢查發動機失效，兩臺發動機即失去功率，在另一臺發動機加速并提供足夠功率之前，直升機將進入自轉下滑，如果直升機高度較低或有障礙物等情況，將危急飛行安全。另外，現代直升機一般均有功率損失探測系統，當兩臺發動機監控參數(功率W、扭矩C或燃氣發生器渦輪轉速Ng)差異超出一定數值時，直升機可以探測到功率損失，并發出紅色告警信號，通知飛行員進行著陸甚至迫降。按照第三種方法檢查，則能夠導致出現這種紅色告警情況，在此情況下，飛行員必需無視這些紅色告警信號，并在規定時間內執行一系列的操作，這將嚴重增加飛行員的工作負荷，在此過程中，容易導致出現錯誤操作，對飛行安全和發動機的安全是有害的。鑒于上述情況，在直升機上有乘客的情況下按此方法進行發動機功率裕度和熱裕度檢查是不適當的。必須安排專門的飛行任務進行檢查。
[0007]現代直升機的發動機通常要求每20小時?25小時進行功率裕度和熱檢查。因此，安排專門的飛行任務進行檢查，顯著的增加了直升機的維護費用，并且，降低了直升機的任務出勤時間。
【發明內容】
[0008]本發明的目的:提出一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，使機組人員能夠在不需要專門飛行，不影響直升機正常執行任務的情況下，完成準確有效的發動機功率裕度和熱裕度檢查。
[0009]本發明的技術方案:一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，包括:
[0010]在飛行狀態下，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，保持當前兩臺發動機輸出的總功率或者總扭矩不變，提高被檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到被檢發動機監控參數目標值，同時降低備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到備檢發動機監控參數目標值。
[0011]本發明的優點:采用本發明所述的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，可以使機組人員能夠在不需要專門飛行，不影響直升機正常執行任務的情況下，完成準確有效的發動機功率裕度和熱裕度檢查。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0012]圖1為實現本發明所述方法的一種裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0013]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述。
[0014]本發明一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，包括:
[0015]S101、在飛行狀態下，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，保持當前兩臺發動機輸出的總功率或者總扭矩不變，提高被檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到被檢發動機監控參數目標值，同時降低備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到備檢發動機監控參數目標值。
[0016]S102、設置告警極限差值，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，如果被檢發動機與備檢發動機的功率或者扭矩或者燃氣發生器渦輪轉速目標值差值會達到所述告警極限差值，則禁止用戶進行檢測，并提示用戶允許進行檢測所需兩臺發動機輸出的總功率或者扭矩。
[0017]S103、檢查完畢后，被檢發動機和備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速恢復到檢查前。
[0018]下面以實施例1對本發明進行進一步說明:
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，雙發直升機具有兩臺發動機，I (發動機I)和2 (發動機2)，它們分別被3 (發動機I的電子控制器)和4 (發動機2的電子控制器)所控制。直升機上具有一個5 (功率裕度和熱裕度檢查控制盒)用于進行功率裕度和熱裕度檢查。5包含6 (主模塊)、7(參數采集和輸出顯示模塊)和8 (計算模塊)。8也可以包含在3和4中。
[0021]6用于重新設置發動機的DifPM (告警極限值)，確定在功率裕度和熱裕度檢查過程中I和2的監控參數Pmi和Pm2的目標值Pmi目#和Pm2 并通過控制3和4來控制I和2，
使Pmi和Pm2達到Pmi目標和Pm2目標。
[0022]7用于在功率裕度和熱裕度檢查之前和檢查過程中I和2參數的采集和計算結果的輸出顯示。
[0023]8用于功率裕度和熱裕度的計算。
[0024]在功率裕度和熱裕度檢查之前，I和2的功率分別為W1和W2,功率和為W1+2，在功率裕度和熱裕度檢查過程中，在I和2的功率分別達到W1目#和W2
[0025]如果不滿足檢查條件，計算并告知機組人員監控參數應達到的數值PM’。
[0026]計算的功率裕度為Λ W，熱裕度為Λ T45。
[0027]飛行機組人員通過5選擇對I或2執行功率裕度和熱裕度檢查(例如可通過5上設置的開關或按鈕等方式)，直升機自動執行下列步驟:
[0028]a.通過5重新設置兩臺發動機之間的告警極限差值DifPM，例如正常工作時告警極限值是雙發Ng相差3% (DifPM=3%)，將進行功率裕度和熱裕度檢查時的告警極限值調整為DifPM=5%。
[0029]b.獲取檢查前兩臺發動機的參數，計算雙發功率W (或扭矩)之和W1+2，例如檢查前W1=SOOkw, W2=810kw，其他參數略，W1+2=1620kw。
[0030]c.確定被檢查發動機在檢查過程中要達到的監控參數目標值Pmi目#，例如Ng1目#=98%，此參數對應于在當地大氣條件(包括溫度、壓力等)下起飛功率狀態的Ng值。
[0031]d.確定備檢發動機在檢查過程中要達到的監控參數目標值Pm2 例如Ng2=93.5%，此時 W1 目標+W2 目標=1100kw+520kw=1620kw=W1+2。
[0032]e.如果被檢發動機目標值與備檢發動機目標值之差小于按照a.設置的告警極限差值，那么執行g.條。例如哚1目標-呢2目標=98%-93.5%=4.5%〈0丨4，滿足條件，執行8.條。
[0033]f.如果被檢發動機目標值與備檢發動機目標值之差超過按照a.設置的告警極限差值，例如在d.中計算的Ng2目標==92%，則Ng1目標-Ng2目標=98%_92%=6%>DifNg，則通知飛行員檢查條件不滿足要求，并告知飛行員在進行功率檢查時監控參數應達到的數值PM’，例如W1+2應在1800?1900kw (或兩發Ng應為94%?96%，并退出檢查程序。這時，飛行員可以提高飛行速度等方法達到檢查要求，然后再次執行檢查。
[0034]g.控制被檢查發動機，使該發動機監控參數增加，在檢查過程中達到被檢發動機目標值。控制備檢發動機，使該發動機監控參數下降，在檢查過程中達到備檢發動機目標值，例如 Ngl=98%, Ng2=93.5%。
[0035]h.當兩臺發動機監控參數達到各自的目標值并穩定時，獲取發動機的幾組參數。
[0036]1.進行發動機功率裕度和熱裕度計算，并輸出發動機功率裕度和熱裕度結果。例如Λ ff=+50kw和Λ T45=+35°C，兩者均是正值，表明發動機性能正常。
[0037]j.退出檢查程序:控制被檢查發動機，使該發動機監控參數減小，返回到檢查前狀態，控制備檢發動機，使該發動機監控參數增加，返回到檢查前狀態。例如，Wl=800kw,W2=810kw，其他參數略。
[0038]從上述執行步驟可以看出，本發明所述方法包含重新設置兩臺發動機之間的告警極限差值，確定被檢發動機目標值和備檢發動機目標值，控制發動機達到相應數值，進行功率裕度和熱裕度計算等。
[0039]實施本方法時，發動機的監控參數可以是功率(或扭矩)，也可以是發動機燃氣發生器渦輪轉速，等等。
[0040]機組人員選擇執行發動機功率裕度和熱裕度檢查時，通過重新設置發動機的告警極限值，保證兩臺發動機之間的功率(或扭矩、燃氣發生器渦輪轉速)差值不超出告警極限值，有效避免紅色告警信號。通過控制單元，調整兩臺發動機的功率分配，使一臺發動機功率減小(但仍有一定功率)，另一臺發動機功率增加到起飛功率(也可以是發動機廠家同意的其他功率狀態)，并使兩臺發動機的功率之和在功率裕度和熱裕度檢查前后維持不變。
[0041]采用本發明所述的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，可以使機組人員能夠在不需要專門飛行，不影響直升機正常執行任務的情況下，完成準確有效的發動機功率裕度和熱裕度檢查。
[0042]采用本發明所述的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，由于雙發功率之和維持不變，直升機能維持原有的姿態，重新設置了告警極限值，能夠避免出現發動機紅色告警情況，因此不需飛行員進行多余的操縱，不會引起飛行員緊張和應急處置，因而可以使機組人員能夠在不需要專門飛行，不影響直升機正常執行任務的情況下，執行發動機功率裕度和熱裕度檢查。對于飛行安全和發動機的安全是非常有利的，同時可以有效減少維護工作，降低運營成本。
[0043]而且，由于一臺發動機可以達到起飛功率，可得到準確可信的發動機功率裕度和熱裕度檢查結果。另一臺發動機仍保持有一定功率，一旦被檢查發動機失效并失去功率時，備檢發動機可以很快加速并提供功率，可以避免險情出現，提高了直升機的安全性。
【權利要求】
1.一種雙發直升機的發動機功率裕度和熱裕度檢查方法，其特征在于，包括: 在飛行狀態下，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，保持當前兩臺發動機輸出的總功率或者總扭矩不變，提高被檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到被檢發動機監控參數目標值，同時降低備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速到備檢發動機監控參數目標值。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 設置告警極限差值，當用戶選擇對兩臺發動機中的一臺進行檢查時，如果被檢發動機與備檢發動機的功率或者扭矩或者燃氣發生器渦輪轉速目標值差值會達到所述告警極限差值，則禁止用戶進行檢測，并提示用戶允許進行檢測所需兩臺發動機輸出的總功率或者扭矩。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 檢查完畢后，被檢發動機和備檢發動機功率或者扭矩或燃氣發生器渦輪轉速恢復到檢查前。
【文檔編號】G01M15/00GK104515683SQ201310460171
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】羅道國, 李東瑩, 趙沛然 申請人:哈爾濱飛機工業集團有限責任公司
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