一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度检查方法.pdf

本发明属于发动机控制系统，本发明提供一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度检查方法，包括：在飞行状态下，当用户选择对两台发动机中的一台进行检查时，保持当前两台发动机输出的总功率或者总扭矩不变，提高被检发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到被检发动机监控参数目标值，同时降低备检发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到备检发动机监控参数目标值。

1.  一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度检查方法，其特 征在于，包括：
在飞行状态下，当用户选择对两台发动机中的一台进行检查时， 保持当前两台发动机输出的总功率或者总扭矩不变，提高被检发动机 功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到被检发动机监控参数目标值， 同时降低备检发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到备检发 动机监控参数目标值。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
设置告警极限差值，当用户选择对两台发动机中的一台进行检查 时，如果被检发动机与备检发动机的功率或者扭矩或者燃气发生器涡 轮转速目标值差值会达到所述告警极限差值，则禁止用户进行检测， 并提示用户允许进行检测所需两台发动机输出的总功率或者扭矩。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
检查完毕后，被检发动机和备检发动机功率或者扭矩或燃气发生 器涡轮转速恢复到检查前。

一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度检查方法
技术领域
本发明属于发动机控制系统，涉及一种双发直升机的发动机功率 裕度和热裕度检查方法。
背景技术
对于双发直升机，判断发动机性能指标的最重要的监控参数是涡 轮进口温度TET和功率W。很多发动机通过测量自由涡轮进口温度T45 来间接反映TET。现代直升机的发动机通常需定期进行功率裕度和热 裕度检查，以确定发动机的功率裕度和热裕度，以监控发动机的性能 变化和故障。
按照在发动机功率裕度和热裕度检查中两台发动机的功率分配 情况分类，现有的发动机功率裕度和热裕度检查可以分为三种方法。
第一种方法，在直升机巡航飞行中，两台发动机功率相等，进行 发动机功率裕度和热裕度检查。这种方法的优点是可以在正常飞行中 进行检查，不影响任务的执行。但是这种方法存在显著的缺点，即此 时发动机功率较低，在此功率下进行发动机功率裕度和热裕度检查结 果不准确。并且，这种方法检查不出发动机是否能够达到应急状态下 的最低保证功率。进行发动机功率裕度和热裕度检查时，应当以尽量 接近应急状态的功率进行检查，对于双发直升机应当在起飞功率下进 行。但是在巡航飞行中不可能达到起飞功率。
第二种方法，直升机以最大连续状态飞行，两台发动机功率相等， 进行发动机功率裕度和热裕度检查。这种方法的优点是，可以在较大 的功率进行检查，因而检查结果较为准确。但是在这种状态下，直升 机的速度较大，振动和噪声强烈，因而可能引起乘客的不满。并且， 通常需要提高飞行高度和直升机重量，使直升机功率增大到接近起飞 功率，这就可能需要专门安排飞行任务进行功率裕度和热裕度检查。
第三种方法，使一台发动机功率减小到零，另一台发动机增加到 起飞功率。这种方法的优点是只要控制得当，一定能够达到起飞功率， 因此检查结果较为准确。这种方法可以人工操纵直升机实现，也可以 通过自动控制装置实现，实现起来比较简单，这种方法的缺点是单发 飞行具有一定风险，一旦被检查发动机失效，两台发动机即失去功率， 在另一台发动机加速并提供足够功率之前，直升机将进入自转下滑， 如果直升机高度较低或有障碍物等情况，将危急飞行安全。另外，现 代直升机一般均有功率损失探测系统，当两台发动机监控参数（功率 W、扭矩C或燃气发生器涡轮转速Ng）差异超出一定数值时，直升机 可以探测到功率损失，并发出红色告警信号，通知飞行员进行着陆甚 至迫降。按照第三种方法检查，则能够导致出现这种红色告警情况， 在此情况下，飞行员必需无视这些红色告警信号，并在规定时间内执 行一系列的操作，这将严重增加飞行员的工作负荷，在此过程中，容 易导致出现错误操作，对飞行安全和发动机的安全是有害的。鉴于上 述情况，在直升机上有乘客的情况下按此方法进行发动机功率裕度和 热裕度检查是不适当的。必须安排专门的飞行任务进行检查。
现代直升机的发动机通常要求每20小时～25小时进行功率裕度 和热检查。因此，安排专门的飞行任务进行检查，显著的增加了直升 机的维护费用，并且，降低了直升机的任务出勤时间。
发明内容
本发明的目的：提出一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度 检查方法，使机组人员能够在不需要专门飞行，不影响直升机正常执 行任务的情况下，完成准确有效的发动机功率裕度和热裕度检查。
本发明的技术方案：一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度 检查方法，包括：
在飞行状态下，当用户选择对两台发动机中的一台进行检查时， 保持当前两台发动机输出的总功率或者总扭矩不变，提高被检发动机 功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到被检发动机监控参数目标值， 同时降低备检发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到备检发 动机监控参数目标值。
本发明的优点：采用本发明所述的发动机功率裕度和热裕度检查 方法，可以使机组人员能够在不需要专门飞行，不影响直升机正常执 行任务的情况下，完成准确有效的发动机功率裕度和热裕度检查。
附图说明：
图1为实现本发明所述方法的一种装置的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本发明一种双发直升机的发动机功率裕度和热裕度检查方法，包 括：
S101、在飞行状态下，当用户选择对两台发动机中的一台进行检 查时，保持当前两台发动机输出的总功率或者总扭矩不变，提高被检 发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到被检发动机监控参数 目标值，同时降低备检发动机功率或者扭矩或燃气发生器涡轮转速到 备检发动机监控参数目标值。
S102、设置告警极限差值，当用户选择对两台发动机中的一台进 行检查时，如果被检发动机与备检发动机的功率或者扭矩或者燃气发 生器涡轮转速目标值差值会达到所述告警极限差值，则禁止用户进行 检测，并提示用户允许进行检测所需两台发动机输出的总功率或者扭 矩。
S103、检查完毕后，被检发动机和备检发动机功率或者扭矩或燃 气发生器涡轮转速恢复到检查前。
下面以实施例1对本发明进行进一步说明：
实施例1
如图1所示，双发直升机具有两台发动机，1（发动机1）和2 （发动机2），它们分别被3（发动机1的电子控制器）和4（发动机 2的电子控制器）所控制。直升机上具有一个5（功率裕度和热裕度 检查控制盒）用于进行功率裕度和热裕度检查。5包含6（主模块）、 7（参数采集和输出显示模块）和8（计算模块）。8也可以包含在3 和4中。
6用于重新设置发动机的DifPM（告警极限值），确定在功率裕度 和热裕度检查过程中1和2的监控参数P_M1和P_M2的目标值P_M1目标和P_M2目标，并通过控制3和4来控制1和2，使P_M1和P_M2达到P_M1目标和P_M2目标。
7用于在功率裕度和热裕度检查之前和检查过程中1和2参数的 采集和计算结果的输出显示。
8用于功率裕度和热裕度的计算。
在功率裕度和热裕度检查之前，1和2的功率分别为W₁和W₂，功 率和为W₁₊₂，在功率裕度和热裕度检查过程中，在1和2的功率分别 达到W_1目标和W_2目标。
如果不满足检查条件，计算并告知机组人员监控参数应达到的数 值P_M’。
计算的功率裕度为△W，热裕度为△T45。
飞行机组人员通过5选择对1或2执行功率裕度和热裕度检查 （例如可通过5上设置的开关或按钮等方式），直升机自动执行下列 步骤：
a.通过5重新设置两台发动机之间的告警极限差值Dif_PM，例如 正常工作时告警极限值是双发Ng相差3%（Dif_PM=3%），将进行功率裕 度和热裕度检查时的告警极限值调整为Dif_PM=5%。
b.获取检查前两台发动机的参数，计算双发功率W（或扭矩）之 和W₁₊₂，例如检查前W₁=800kw，W₂=810kw，其他参数略，W₁₊₂=1620kw。
c.确定被检查发动机在检查过程中要达到的监控参数目标值P_M1目标，例如Ng_1目标=98%，此参数对应于在当地大气条件（包括温度、压 力等）下起飞功率状态的Ng值。
d.确定备检发动机在检查过程中要达到的监控参数目标值P_M2目标，例如Ng_2目标=93.5%，此时W_1目标+W2_目标=1100kw+520kw=1620kw=W₁₊₂。
e.如果被检发动机目标值与备检发动机目标值之差小于按照a. 设置的告警极限差值，那么执行g.条。例如Ng_1目标-Ng_2目标=98%-93.5%=4.5%<Dif_Ng，满足条件，执行g.条。
f.如果被检发动机目标值与备检发动机目标值之差超过按照a. 设置的告警极限差值，例如在d.中计算的Ng_2目标==92%，则Ng_1目标-Ng_2目标=98%-92%=6%>Dif_Ng，则通知飞行员检查条件不满足要求，并告知飞 行员在进行功率检查时监控参数应达到的数值P_M’，例如W₁₊₂应在 1800～1900kw（或两发Ng应为94%～96%，并退出检查程序。这时，飞 行员可以提高飞行速度等方法达到检查要求，然后再次执行检查。
g.控制被检查发动机，使该发动机监控参数增加，在检查过程中 达到被检发动机目标值。控制备检发动机，使该发动机监控参数下降， 在检查过程中达到备检发动机目标值，例如Ng1=98%，Ng2=93.5%。
h.当两台发动机监控参数达到各自的目标值并稳定时，获取发动 机的几组参数。
i.进行发动机功率裕度和热裕度计算，并输出发动机功率裕度和 热裕度结果。例如△W=+50kw和△T45=+35℃，两者均是正值，表明 发动机性能正常。
j.退出检查程序：控制被检查发动机，使该发动机监控参数减小， 返回到检查前状态，控制备检发动机，使该发动机监控参数增加，返 回到检查前状态。例如，W1=800kw，W2=810kw，其他参数略。
从上述执行步骤可以看出，本发明所述方法包含重新设置两台发 动机之间的告警极限差值，确定被检发动机目标值和备检发动机目标 值，控制发动机达到相应数值，进行功率裕度和热裕度计算等。
实施本方法时，发动机的监控参数可以是功率（或扭矩），也可 以是发动机燃气发生器涡轮转速，等等。
机组人员选择执行发动机功率裕度和热裕度检查时，通过重新设 置发动机的告警极限值，保证两台发动机之间的功率（或扭矩、燃气 发生器涡轮转速）差值不超出告警极限值，有效避免红色告警信号。 通过控制单元，调整两台发动机的功率分配，使一台发动机功率减小 (但仍有一定功率)，另一台发动机功率增加到起飞功率（也可以是发 动机厂家同意的其他功率状态），并使两台发动机的功率之和在功率 裕度和热裕度检查前后维持不变。
采用本发明所述的发动机功率裕度和热裕度检查方法，可以使机 组人员能够在不需要专门飞行，不影响直升机正常执行任务的情况 下，完成准确有效的发动机功率裕度和热裕度检查。
采用本发明所述的发动机功率裕度和热裕度检查方法，由于双发 功率之和维持不变，直升机能维持原有的姿态，重新设置了告警极限 值，能够避免出现发动机红色告警情况，因此不需飞行员进行多余的 操纵，不会引起飞行员紧张和应急处置，因而可以使机组人员能够在 不需要专门飞行，不影响直升机正常执行任务的情况下，执行发动机 功率裕度和热裕度检查。对于飞行安全和发动机的安全是非常有利 的，同时可以有效减少维护工作，降低运营成本。
而且，由于一台发动机可以达到起飞功率，可得到准确可信的发 动机功率裕度和热裕度检查结果。另一台发动机仍保持有一定功率， 一旦被检查发动机失效并失去功率时，备检发动机可以很快加速并提 供功率，可以避免险情出现，提高了直升机的安全性。