CN110816824A

CN110816824A - 一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法

Info

Publication number: CN110816824A
Application number: CN201911023100.5A
Authority: CN
Inventors: 张志远
Original assignee: AVIC XAC Commercial Aircraft Co Ltd
Current assignee: AVIC XAC Commercial Aircraft Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-02-21

Abstract

一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，含有功率杆、油门台、发动机控制器、螺旋桨控制器，机电数据计算机、大气数据计算机，发动机功率杆在发动机最大反桨功率到最大起飞功率的全活动行程中设置多个控制档位，发动机控制器控制发动机的工作状态，螺旋桨控制器控制螺旋桨的工作状态，所述的功率杆通过油门台实施对发动机控制器的控制，所述的发动机控制器与螺旋桨控制器联动。

Description

一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法

技术领域

本申请涉及飞机设计技术领域，进一步涉及涡轮螺旋桨飞机的动力控制方法。

背景技术

涡轮螺旋桨飞机作为典型的支线运输机，其动力由发动机和螺旋桨配合提供，具有低油耗的优势，由于其动力装置的特殊性，该类飞机的动力控制往往较为复杂。目前的涡轮螺旋桨飞机均通过设置功率杆和状态杆，使用功率杆控制飞机发动机，使用状态杆控制飞机螺旋桨，机组通过两种控制杆的配合使用，才能实现对飞机动力的控制。

这种控制方法的不足之处在于，需要机组在控制发动机工作状态的同时，同步控制螺旋桨的工作，机组操纵负荷大，对飞行机组的操作要求较高，需要增加额外的训练科目才能满足飞行需要。

发明内容

本申请的目的在于提供一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，取消状态杆，只通过功率杆控制涡轮螺旋桨飞机动力系统，大幅减轻飞行员负担，提升涡轮螺旋桨飞机的操纵感。

一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，含有功率杆、油门台、发动机控制器、螺旋桨控制器，机电数据计算机、大气数据计算机，发动机功率杆在发动机最大反桨功率到最大起飞功率的全活动行程中设置多个控制档位，发动机控制器控制发动机的工作状态，螺旋桨控制器控制螺旋桨的工作状态，其特征在于包含以下内容，1)所述的功率杆通过油门台实施对发动机控制器的控制，所述的发动机控制器与螺旋桨控制器联动；2)所述的油门台中设置有角度传感器，通过角度传感器探测功率杆位置，油门台将功率杆位置信号传递给机电数据计算机，并接受机电数据计算机的飞机系统状态信号，同时接受大气数据计算机提供大气数据信号，油门台将接收到的飞机系统状态信号和大气数据信号与功率杆位置信号进行处理，将处理后的信号传递到发动机控制器；3)发动机控制器接受来自油门台的信号后，并根据该信号控制发动机供油量，同时发动机控制器根据当前发动机状态对应的螺旋桨控制规律向螺旋桨控制器发送螺旋桨控制指令，实现发动机控制器与螺旋桨控制器联动；4)螺旋桨控制器接收来自发动机控制器的螺旋桨控制指令，控制螺旋桨转速、桨叶角角度，实现对螺旋桨状态的控制。

本申请的有益效果在于：1)仅通过功率杆同时操纵飞机的发动机和螺旋桨，不仅简化了涡轮螺旋桨飞机的动力控制方式，同时减轻了飞机控制系统的重量，释放了驾驶舱的空间；2)通过仅使用功率杆控制涡轮螺旋桨飞机的动力系统，大幅降低机组负荷；3)优化涡轮螺旋桨飞机的动力操纵方式，减少机组训练科目，减轻机组训练难度。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述：

附图说明

图1是涡轮螺旋桨飞机动力控制方法示意图。

图2是涡轮螺旋桨飞机动力控制方法原理框图。

图3是功率杆位置-发动机功率-螺旋桨转速控制关系示意图。

图中编号说明：1横轴、2纵轴、3发动机功率曲线、4螺旋桨转速曲线

具体实施方式

参见附图，图1是本申请提供的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法示意图。本申请中功率杆通过油门台控制发动机控制器，进而同步控制螺旋桨控制器，实现发动机和螺旋桨的同步控制。

具体控制原理见图2，本申请提供的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法中包含功率杆、油门台、发动机控制器、螺旋桨控制器，机电数据计算机、大气数据计算机，由发动机控制器控制发动机的工作状态，螺旋桨控制器控制螺旋桨的工作状态。所述的功率杆通过油门台实施对发动机控制器的控制，所述的发动机控制器与螺旋桨控制器联动。

在油门台中设置有角度传感器，通过角度传感器探测功率杆位置，油门台将功率杆位置信号传递给机电数据计算机，并接受机电数据计算机的飞机系统状态信号，同时接受大气数据计算机提供大气数据信号，油门台将接收到的飞机系统状态信号和大气数据信号与功率杆位置信号进行处理，将处理后的信号传递到发动机控制器。当功率杆在各档位之间活动时，保持螺旋桨转速恒定，发动机控制器控制发动机供油量以调节发动机功率，螺旋桨控制器调节螺旋桨桨叶角角度，从而实现飞机动力的控制和调节。

发动机控制器在工作期间，不断探测发动机状态，并与螺旋桨控制器交换数据，为飞机提供发动机及螺旋桨的告警功能。

螺旋桨控制器接收来自对应发动机控制器的螺旋桨控制关系指令信号，将控制关系依据自身控制规律控制转速、桨叶角角度，实现对螺旋桨状态的控制。螺旋桨控制器在工作过程中，实时监控螺旋桨工作状态，并将工作数据反馈至发动机控制器。

实施例中，见图3，横轴1是发动机功率杆的全活动行程，发动机功率杆在发动机最大反桨功率到最大起飞功率的全活动行程中设置有最大反桨(MAXREV)、地面慢车(GI)、空中慢车(FI)、最大爬升(MCL)、正常起飞(NTO)和最大起飞(MTO)六个基本档位。纵轴2是发动机功率，发动机功率曲线3，反映了发动机功率杆在不同档位的对应的发动机功率的关系；螺旋桨转速曲线4反映了发动机功率杆在不同档位的对应的螺旋桨转速的关系。实施例中，螺旋桨控制采用恒速控制模式，即在功率杆处于最大MAX REV位置时，螺旋桨以恒定转速N1转动，当功率杆处于MAX REV和FI之间时，螺旋桨以恒定转速N2转动，当功率杆处于FI和MCL之间时，螺旋桨以恒定转速N3转动，当功率杆处于MCL和NTO之间时，螺旋桨以恒定转速N4转动，当功率杆处于NTO和MTO之间时，螺旋桨以恒定转速N5转动。

发动机功率是功率杆位置的动态函数。发动机控制器主要根据功率杆位置、外界大气温度、总压和静压等信息，确定和控制发动机的功率；螺旋桨控制规律也是功率杆位置的动态函数，发动机控制器根据功率杆角度确定螺旋桨控制规律和转速。

发动机控制器接受来自油门台的信号后，并根据该信号控制发动机供油量，同时发动机控制器根据当前发动机状态对应的螺旋桨控制规律向螺旋桨控制器发送螺旋桨控制指令，实现发动机控制器与螺旋桨控制器联动。螺旋桨控制器接收来自发动机控制器的螺旋桨控制指令，控制螺旋桨转速、桨叶角角度，实现对螺旋桨状态的控制。

通常在涡轮螺旋桨飞机上安装2台发动机，每台发动机设置一个功率杆和一个发动机控制器，每台发动机匹配一个螺旋桨，每个螺旋桨使用一个螺旋桨控制器。两个功率杆安装在同一个油门台上，油门台采集两个功率杆的位置，并结合飞机系统状态信息和大气数据信息，将数据综合处理后分别发送至对应的发动机控制器，发动机控制器根据油门台的控制指令，控制发动机供油，同步将螺旋桨控制指令发送到对应的螺旋桨控制器，由螺旋桨控制器调整螺旋状态。

本方法具有通用性，适用于单发或多发涡轮螺旋桨飞机。

Claims

1.一种涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，含有功率杆、油门台、发动机控制器、螺旋桨控制器，机电数据计算机、大气数据计算机，发动机功率杆在发动机最大反桨功率到最大起飞功率的全活动行程中设置多个控制档位，发动机控制器控制发动机的工作状态，螺旋桨控制器控制螺旋桨的工作状态，其特征在于，所述的功率杆通过油门台实施对发动机控制器的控制，所述的发动机控制器与螺旋桨控制器联动。

2.如权利要求1所述的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，其特征在于，所述的油门台中设置有角度传感器，通过角度传感器探测功率杆位置，油门台将功率杆位置信号传递给机电数据计算机，并接受机电数据计算机的飞机系统状态信号，同时接受大气数据计算机提供大气数据信号，油门台将接收到的飞机系统状态信号和大气数据信号与功率杆位置信号进行处理，将处理后的信号传递到发动机控制器。

3.如权利要求1或2所述的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，其特征在于，发动机控制器接受来自油门台的信号后，并根据该信号控制发动机供油量，同时发动机控制器根据当前发动机状态对应的螺旋桨控制规律向螺旋桨控制器发送螺旋桨控制指令，实现发动机控制器与螺旋桨控制器联动。

4.如权利要求3所述的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，其特征在于，螺旋桨控制器接收来自发动机控制器的螺旋桨控制指令，控制螺旋桨转速、桨叶角角度，实现对螺旋桨状态的控制。

5.如权利要求3所述的涡轮螺旋桨飞机动力控制方法，其特征在于，所述螺旋桨控制规律采用恒速控制的模式，即功率杆处于不同的档位之间时，螺旋桨转速恒定，螺旋桨控制器仅需调节桨叶角角度，就可控制螺旋桨。