[發明專利]用于在額定操作中停止渦輪軸發動機的方法和裝置

有效

• 申請號: 201610191870.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN106014650B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: R·羅索托;J-F·皮科內
• 申請（專利權）人: 空客直升機
• 主分類號: F02C9/28
• 分類號: F02C9/28;B64D31/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 胡曉萍

技術領域

本申請要求2015年3月31日提交的法國專利申請第15 00643的優先權，該申請的全部內容以參見的方式納入本文。

本發明涉及一種用于在額定操作中停止渦輪軸發動機的方法和裝置。

背景技術

交通工具，且尤其是飛行器可設有多個發動機。

因此，某些旋翼飛行器設有多個發動機，用以驅動至少一個提供升力并且可能地還有推進力的旋翼。例如，“超級黃蜂”直升飛機具有三個渦輪軸發動機。

通常，渦輪軸發動機包括具有至少一個壓縮機的燃燃氣發生器、燃燒室以及連接于壓縮機的高壓膨脹組件。

該壓縮機可具有多個壓縮級，這些壓縮級可以是軸向的和/或離心的。類似地，該膨脹組件可包括多個膨脹渦輪機。

此外，該發動機具有至少一個低壓工作渦輪機，該低壓工作渦輪機可以是自由的或者連接至燃氣發生器。

發動機的操作由管理系統所控制。例如，一種已知的管理系統是全權限數字發動機控制(FADEC)系統。管理系統通常包括計算機，該計算機連接于各個傳感器并且連接于燃料計量單元。該燃料計量單元則使得管理系統能控制燃料饋給至發動機的速度。

該管理系統通常連接于選擇器，該選擇器簡稱為“控制選擇器”。例如，該控制選擇器可具有三個位置。

當該控制選擇器處于例如稱為其“停止位置(STOP)”的第一位置時，發動機停止。

當控制選擇器處于第二位置、例如“飛行(FLIGHT)”位置時，發動機處于操作中。

術語“額定操作”在下文用于涵蓋控制選擇器處于飛行位置的同時，該發動機的操作。該發動機則能在以各種不同的操作等級下運行的同時操作。

最后，該控制選擇器具有中間位置，例如“怠速(IDLE)位置”。當該控制控制選擇器處于該怠速位置中時，該發動機以怠速下操作。怠速用在地面上或飛行中以減小由發動機產生的功率。

為了使得發動機在額定操作中停止，人員可將控制選擇器從飛行位置移動至停止位置。

當將控制選擇器置于停止位置時，管理系統關閉燃料計量單元以停止將燃料饋給至發動機。然后，發動機迅速地停止。由發動機產生的功率以每秒減小當前功率的20％的量級上的較陡梯度下降。

由于發動機在飛行中停止所產生的功率損失導致顛簸，尤其是致使飛行器進行偏航運動。這些顛簸被飛行器的機組人員以及乘客感受到。這種顛簸必然是不受歡迎的，至少從感官的角度來看。

在地面上，情況則是不同的。

首先，發動機在處于地面上的同時產生的功率通常在額定操作期間較低。功率下降則對于飛行器具有有限的影響。

其次，趨于致使飛行器進行偏航運動的任何顛簸受到飛行器的起落架和地面之間的摩擦的限制。

此外，根據需要而通過使控制選擇器從飛行位置移動至停止位置來立即停止發動機從長遠來看會在發動機中引起燃料焦化。此種焦化現象與燃料正轉變成固體有關，這會引起發動機的故障。從長遠來看并且舉例而言，固化的燃料會堵塞噴射器，阻止發動機啟動，引起發動機發生功率損失，或者實際上致使發動機在未給出停止指令時停止。

為了避免該焦化現象，飛行員通過將控制選擇器移動至怠速位置開始，并且在將控制選擇器置于停止位置之前、將發動機保持在怠速位置一段時間。花費時間怠速試圖在完成將發動機關停之前將發動機的燃燒室中的溫度穩定在低溫下。

文獻US 4 738 098給出該類型的教導。

當執行飛行時，這樣的程序顯著地增大了飛行員的工作量。此外，由于發動機的功率下降是突然的，因而轉至怠速也會產生令人不愉快的偏航運動，正是因為需要通過使用選擇器的停止位置進行停止。此外，該程序可伴隨有對于減小旋翼飛行器上旋翼的槳葉總距的需要。該步驟則使得程序更為復雜。

在技術背景中，文獻US 4 479 619提出一種用于帶有三個發動機的直升飛機的動力傳輸系統。

文獻US 3 963 372提出了一種用于帶有三個發動機的直升飛機的發動機的動力管理和控制方案。文獻WO 2012/059671A2提出具有最大功率不同的兩個發動機。

文獻EP 0 091 744看起來描述了一種具有三個相同發動機的飛行器。根據該文獻的描述，三個發動機能同時操作。然而，第三發動機可在巡航飛行中關停。當所有三個發動機處于使用中時，第三發動機的故障通過增大主發動機的功率得以補償。

還已知文獻EP 2 735 508、EP 1 978 214、EP 2 636 596、US 5 403155以及US 3 869 862。