CN116034218B 控制能够悬停的飞行器的方法和相关飞行器 （列奥纳多股份公司）

2023.02.03PCT/IB2021/0569782021.07.30WO2022/029581EN2022.02.10控制能够悬停的飞行器的方法和相关飞行器描述了一种控制能够悬停的飞行器(1)的方少一个旋翼(3)；以及介于第一和第二发动机装置(8)包括分别连接至第一发动机(10a)的第一输出构件(11a)和第二发动机(10b)的第二输方法包括将飞行器(1)设置为第一和第二发动机一配置或第一发动机(10a)向第一输入件(12a)提供比第一功率值(P1)更大的第三功率值(P3)并且第二发动机(10b)向第二输入件(12b)输送括，其特征在于其包括检测与飞行器状态有关的一系列参数的步骤ii)以及在参数呈现出相应的第一值时使飞行器(1)能够从第一配2操作性地连接至所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)的至少一个旋翼(3)；介于所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)与所述旋翼(3)之间的传动装置所述传动装置(8)包括分别连接至所述第一发动机(10a)的第一输出构件(11a)和所述第二发动机(10b)的第二输出构件(11b)的第一第一配置，其中所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)分别向所述传动装置(8)的所述第一输入件(12a)和所述第二输入件(12b)提供基本彼此相等的第一功率值(P1)第二配置，其中所述第一发动机(10a)向所述第一输入件(12iii)在所述参数呈现出相应的第一值时使所述飞行器(1)能够从所述第一配置转变为外部温度(OAT)被包含在第一操作值与所述旋翼(3)的角速度被包含在最小的第七操作值与最大的第八操作值之间，其中所述第七操作值为标称角速度的0.85倍与1倍之间并且所述第八操作值被包含在前述标称角指示速度(IAS)被包含在第九值与第十值之间，其中所述第九值被包含在要求水平最所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)输送的扭矩被包含在第十一操作值与3升降速度(Vz)被包含在第十三操作值与第十四操作值之间，执行所述飞行器(1)从所述第二配置到所述第一配执行所述飞行器从所述第二配置到所述第一配在至少一个所述参数呈现出与所述第一值不同的相应的第二值时执行所述飞行器(1)在所述飞行器(1)的不要求自动紧急脱离的轻微异常的情况下执行所述飞行器(1)从其中受控的所述非紧急转变和所述自动非紧急转变进行的时间比所述自动紧急转变2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至第一值不同的相应的第二值时，防止所述飞行器(1)从所述第一配置转变为所述第二配置viii)在所述趋势导致至少一些所述参数呈现出与所述第一值不同的第二值的情况6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其包括控制所述关的第二输出构件(11b)在所述第二配置中以7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，置时并且在所述第二发动机(10b)故障的情况下通过单向离合器(13)在所述第二输出构件所述单向离合器(13)包括与相关的所述第二输入件(12b)旋转地整合的第一元件(16)以及与所述第二输出构件(11b)旋转地整合的第二元件(15)，所述离合器(13)在所述第一元件(16)以低于所述第二元件(15)的速度旋转时使所述第二输入件(12b)与所述第二输出构件(11b)旋转地解耦，并且在所述第一元件(16)和所述第二元件(15)以相同角速度旋转时使所述第二输入件(12b)与所述第二输出构件(114xvii)根据从所述第二配置到所述第一配置的转变类型在所述第一元件(16)与所述第xviii)根据从所述第二配置到所述第一配置的转变类型产生在所述单向离合器(13)将所述第二输入件(12b)与所述第二输出构件(11b)耦合后可分别由所述第一发动机(10a)xix)将第一发电机(102a)机械连接至所述第一发动机(10a)的所述第一输出构件xx)在所述飞行器(1)处于所述第一配置时通过所述第一发电机(102a)为第一电气负xxi)将第二发电机(102b)机械连接至所述第二发动机(10b)的所述第二输出构件xxii)在所述飞行器(1)处于所述第一配置时通过所述第二发电机(102b)为第二电气xxiii)在所述飞行器(1)处于所述第二配置时关闭所述第二发电机(102b)及所述第二操作性地连接至所述第一发动机(10a)和所述第传动装置(8)，其介于所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)间并且包括分别连接至所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)的第一输入件(12a)被编程为将所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)设置为以下配置的控制单第一配置，其中它们分别向相应的所述第一输入件(12a)和所彼此相等的第一功率值(P1)和第二功率值(P2)，所述第一功率值(P1)和所述第二功率值第二配置，其中所述第一发动机(10a)向所述第一输入件(12在与所述飞行器(1)的操作状态相关的一系列参数呈现出第一值时实现从所述第一配在与所述飞行器(1)的操作状态相关的至少一个所述参数呈现出与所述第一值不同的5外部温度(OAT)被包含在第一操作值与所述旋翼(3)的角速度被包含在最小的第七操作值与最大的第八操作值之间，其中第指示速度(IAS)被包含在第九值与第十值之间，其中所述第九值被包含在要求水平最所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)输送的扭矩被包含在第十一操作值与升降速度(Vz)被包含在第十三操作值与第十四操作值之间，执行所述飞行器(1)从所述第二配置到所述第一配执行所述飞行器从所述第二配置到所述第一配在至少一个所述参数呈现出与所述第一值不同的相应的第二值时执行所述飞行器从在所述飞行器(1)的在使用中不要求自动紧急脱离的轻微异常的情况下执行所述飞行器(1)从所述第二配置到所述第一配置的其中受控的所述非紧急转变和所述自动非紧急转变在使用中进行的时间比所述自动被配置为控制所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)且由所述控制单元控制其特征在于，其包括由所述控制单元控制且被配置为向机组表示包括所述第一发动机(10a)和所述第二发动机(10b)的所述飞行器(1)处于要在6表示能够进行从所述第一配置到所述第二配置的转变的事实的第二信号(ACR表示所述飞行器(1)在使用中在所述第二配置7[0006]已知类型的直升机还包括发动机系统以及用于将运动从发动机系统的输出轴传率值的55％的值与80％的值之间的相应的[0016]然而，使涡轮轴发动机关闭的这种飞行模式仅能在直升机的确定操作状态下实8[0019]本领域还感受到需要在直升机不满足这些操作状态时在需要所述飞行模式的情况下向飞行员快速指示使直升机回到这些操作状态[0020]本领域还感受到需要在请求了所述飞行模式的情况下连续验证直升机是否处于[0022]例如，文件US_A_2016/0237917描述了一种优化双发直升机的比燃料消耗率的方法。该方法涉及在表示为“稳定飞行速度”的速度下驱动一个涡轮轴发动机并且在表示为动机使气体发生器的燃烧室打开并同时试图将速度保持为最小，以降低操作温度和所述气体发生器的燃料消耗率。[0023]US_A_2013/0219905描述了一种降低直升机的比燃料消耗率的方法，其中一个涡[0024]US_B_10,487,733描述了一种控制双发直轮轴发动机提供所需的功率而另一个发动机通过使用通过转换第一涡轮轴的“动力转子”[0025]US_A_2020/049025公开了根据权利要求1的前序部分的一种控制飞行器的方法以机和副发动机一起输送使飞行器能够飞行的足够的机械功率，首先是第一副机械功率[0030]以下为了更好地理解本发明描述通过非限制性举例的方式参照附图提供的实施[0034]图4示出从两个发动机都输送功率的第一飞行状态开始瞬时进入到一个发动机不9输送发动机功率的第二飞行状态的图1的直升机的涡轮轴发动机的输出轴输送的功率和转[0035]图5示出从第二飞行状态开始瞬时离开第二操作模式并返回至第一飞行状态的图[0036]图6示出直升机的上述第二飞行状态中执行的回收操作期间一些飞行指令的时间可围绕轴线A旋转的主旋翼3以及在头部5的相对侧上被从机身2突出的偏移部承载且围绕[0041]更详细地，旋翼3包括轴线A的桨毂9a并且在轴线A的径向上延伸的多个桨叶9b以[0046]飞行控制器14b(也仅在图9中示意性示出)，其可由飞行员致动并且称为“周期[0049]传动装置8，其从发动机系统7接收运动并且被配置为向主旋翼3的驱动轴和尾旋[0067]每个飞轮13的轮17还包括多个相关的成角度地间隔开的止动齿18(仅在图8中示[0071]多个传感器21，其适于提供相应的飞行参数的相应的测量值以及与直升机1的不形成发动机系统7的一部分的装置和系统的正确操作/故障状态相面以上高度；指示速度IAS；密度高度；最小飞行高度以上高度和升降速度(variometric[0079]FADEC22被编程为基于上述参数来生成用于发动机10a、10b的提供给相应的燃烧[0087]航空电子系统30操作性地连接至传感器21、23以及飞行控制器14a、14b并且与[0088]航空电子系统30还被配置为连续监测直升机1的操作状态并且自动地或跟随机组人员的指令命令FADEC22将直升机1置于操作转变为ACR操作模式的启用位置与请求从ACR操作模式转变为常规操作模式的停用位置之[0099]如果直升机1处于ACR配置，ACR装备指令的启动就会产生直升机1的从所述ACR配[0103]航空电子系统30被编程为在ACR装备和ACR请求指令启动后产生FADEC22的状态变[0105]直升机1还包括电力产生和分配系统100(图7)，也称为EPGDS(电力产生和分配系机102b停用并且仅通过发动机10a驱动的发电机102a为对于直升机1的操作性来说必要的[0118]表示ACR请求指令已经移动到启用位置并且航空电子系统30继续执行电气系统[0119]表示ACR请求指令已经移动到启用位置、电气系统100已被重置并且FADEC22继续[0120]可替代地在发动机10a、10b中的一个上启动直升机1从常规配置到ACR配置的转[0121]航空电子系统30的控制单元33被编程为检测与直升机1的操作状态有关的一系列行员通过界面34启动ACR装备指令并且将ACR请求指令置于[0133]FADEC22被编程为在输入了ACR装备和ACR请求指令后请求系统100通过停用发电[0150]优选地，状态ii)还在最小飞行高度以上高度优选被包含在50英尺与1000英尺之[0151]状态iii)在主旋翼3的角速度Nr被包含在最小的第七值与最大的第八值之间时发值优选被包含在要求最小功率的前述水平飞行速度的1倍与且第十二值优选被包含在要求最小功率的前述速度下的直线水平飞行所需的所述扭矩的1[0156]优选地，状态v)还在升降速度VS被包含在第十三值与第要求最小功率的前述速度下的最大升降速度的[0157]上述第二参数还表示传感器21、23没有检测到与ACR配置不匹配的故障以及子系将电力输送给飞行器1所需的机载系统的故障或帮助飞行员所需的下文称为AFCS的自动飞[0163]缺失或错误地提供可由飞行员确认的对于直升机1的飞行来说必要的参数，例如[0167]航空电子系统30还被编程为控制FADEC22使直升机1在常规操作配置与ACR操作配30优选在将发动机10b置于其输送功率P4的状态之前产生在所示的例子中为十秒的时间暂[0177]更详细地，单元103b的对于直升机1的操作性来说必要的电气负载电连接至单独由发动机10a驱动的发电机102a，并且非必要的副电气负载在这个重置步骤中停用或者还[0179]显示装置32还由航空电子系统30控制来显示ACR信号并且在上述重置步骤结束时[0186]在被包含在时刻t0、t1之间的时间间隔期间将输出轴11b的角速度从值n1减小到及[0196]在直升机1处于ACR配置时从传感器21、23连续获取直升机1的实际飞行包线的至少一些参数并且监测至少实际飞行包线的这些参数位于确定的[0198]在显示装置32上显示表示所述参数的趋势使直升机1离开所述确定的飞行包线的[0204]航空电子系统30还被配置为在以下情况下执行直升机1从ACR操作配置到常规操及空电子系统30的控制单元33被编程为请求FADEC22[0215]替代地，跟随ACR请求指令到达停用位置的运动，显示装置32被编程为在发动机[0216]航空电子系统30的控制单元33还被编程为在ACR装备指令在直升机1处于ACR操作[0225]航空电子系统30的控制单元33还被编程为在直升机1的不要求自动紧急脱离的轻[0230]航空电子系统30还被编程为在自动紧急脱离操作完成时禁止装备请求功能并给[0231]在自动紧急脱离的情况下，航空电子系统30将ACR请求指令切换到相应的停用位[0234]在被包含在时刻t3与时刻t4之间的时间间隔期间将输出轴11b的角速度从值n2增及[0239]在被包含在时刻t4与已完成上述转变的时刻t5之间的时间间隔中使发动机10a的[0240]将发动机10b的功率从值P4增大到被包含在时刻t4、t5之间的时间间隔中达到的[0241]在直升机1以常规配置操作的同时在时刻t5后将发动机10a、10b的功率保持为彼[0242]优选地，FADEC22在直升机1从ACR操作配置到常规操作配置的转变期间在受控的[0250]优选地，在发动机10a在直升机1处于ACR配置时损失功率的情况下飞行员或AFCS[0251]这种回收操作适于在发动机10a开始故障的时刻与发动机10b能够输送维持直升机1所需的功率的时刻之间的时间间隔中补偿瞬时功飞行控制器14a减小桨叶9b的桨距角而将直升机1设置为俯冲姿态并且获得垂直下降速度。[0255]从直升机1处于常规配置并且ACR请求指令处于停用位置(图2)的状态开始描述直[0257]发电机102a、102b由相应的发动机10a、10b驱动并且为相应的单元1[0258]航空电子系统30的控制单元33从传感器21获得与直升机1的操作状态相关的第一参数以及与直升机1的系统和装置的任何故障[0269]单元103b的必要电气负载单独电连接至单独由发动机10a驱动的发电机102a，并[0275]更详细地，FADEC22从已经完成了系统100的重置的时刻t0(图4)开始到已经完成[0280]在被包含在时刻t0、t1之间的时间间隔期间将输出轴11b的角速度从值n1减小到及行旋转。通过增大连接至发动机10a的输入轴12a提供的驱动扭矩而使输入轴12b的角速度[0286]如果一些操作参数处于站37中存储的间隔之外和/或发现与ACR配置不匹配的故[0287]当直升机1以ACR配置操作时，控制单元33监测直升机1的实际飞行包线的一些参[0288]显示装置32给飞行员提供与使直升机1离开前述确定的飞行包线的所述参数的趋[0289]在直升机1处于ACR配置时损失发动机10a的功率的情况下，飞行员或AFCS飞行控[0291]直升机1从ACR配置到常规配置的转变通过受控的常规脱离或受控的紧急脱离或[0296]航空电子系统30将ACR请求指令置于停用位置，从而防止返回到ACR配置的可能相同的功率后移除ACR指示并且在已经完成直升机1的重置后移除1(2)A[0300]显示装置32在从直升机1的ACR配置转变到常规配置期间显示1(2)ACR转变指示并[0301]在自动紧急脱离状态下，传感器21感知与ACR配置不匹配的一个或多个故障的存[0304]控制单元33在直升机1的不需要自动紧急脱离的轻微异常的情况下请求FADEC22[0306]在被包含在时刻t3与时刻t4之间的时间间隔期间将输出轴11b的角速度从值n2增及[0311]在被包含在时刻t4与已完成上述转变的时刻t5之间的时间间隔中使发动机10a的[0312]将发动机10a的功率从值P4增大到被包含在时刻t4、t5之间的时间间隔中达到的[0313]在直升机1以常规配置操作的同时在时刻t5后将发动机10a、10b的功率保持为彼并且在不存在直升机1自身的必要部件的影