[發明專利]用于控制飛機起飛/復飛的自動推力控制方法和系統

有效

• 申請號: 202011089990.2
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112253319B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 華振;何必海;趙強;尚洋;束家熠;趙靜宇
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: F02D29/02
• 分類號: F02D29/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李立行

本發明公開了一種用于控制飛機起飛/復飛的自動推力控制方法和系統。該自動推力控制方法包括：當飛機處于起飛模式時，響應于用于表征僅有一個發動機正常工作的單發信號，判斷飛機的當前速度是否達到起飛決斷速度，并在判斷結果為未達到起飛決斷速度時將自動起飛推力控制系統保持在預位狀態；在達到起飛決斷速度時經由自動起飛推力控制系統啟用自動推力儲備，以將正常工作的發動機的推力提升至最大起飛推力。本發明通過在觸發邏輯中引入起飛決斷速度和復飛高度作為判斷基準，能夠準確區分不同的起飛/復飛情景下的推力需求，從而準確可靠地觸發應用自動推力儲備，有利于機組操控和平衡。

技術領域

本發明涉及用于對飛機的發動機進行監視和控制的綜合系統，具體涉及在起飛和復飛階段控制飛機的推力的技術，尤其涉及一種用于控制飛機起飛/復飛的自動推力控制方法和系統。

背景技術

傳統的飛機，當單發起飛性能成為掣肘飛機機場適應性的限制時，通常采用提高正常起飛推力的方式來使單發起飛性能獲得提高，但是提高正常起飛推力需要付出發動機壽命和經濟性的代價，以此換來的對單發起飛性能的提高由于其本身很低的發生概率，反而顯得并不經濟。

自動起飛推力控制系統(全稱Automatic Takeoff Thrust Control System,簡稱ATTCS)及自動推力儲備(全稱Auto Power Reserve,簡稱APR)正是用以解決單發起飛性能的提高導致的經濟性不佳這一問題的解決方案的關鍵之一。它的作用是，在起/復飛階段發生單臺發動機失效的時候，可在無需機組干預的條件下，自動提高工作側發動機的推力，使飛機的單發起/復飛性能可以滿足適航條款規定的要求。

采用ATTCS系統的飛機的優勢在于，ATTCS僅會在單發起飛真實發生時使用額外的自動推力儲備，提升單發起飛/復飛性能，并且完全不改變本來已經充分的雙發起飛性能。由于起飛單發失效的概率很低，因此采用ATTCS系統的飛機幾乎無需付出發動機壽命和經濟性的代價，就可使飛機的起飛性能具備更好的機場適應能力，顯著提升設計靈活性和運營經濟性。

目前為止，在一些民用運輸機上已采用的ATTCS系統能夠實現單臺發動機失效時利用工作側的發動機提供超過正常起飛的推力，使飛機獲得充分的爬升梯度。中國發明專利CN104271923B、美國專利US6880784B1給出了一種基于監控對比對側發動機功率的本側發動機推力保護模塊設計，同時14CFR PART25標準和CCAR 25標準通過附錄I從適航角度規定了裝備自動起飛推力控制系統(ATTCS)應滿足的要求，涵蓋了性能調定、安全性、指示告警及機組操作等方面。

然而，上述現有技術及相關標準均未規定這些關于ATTCS系統的要求和發動機保護模塊如何在飛機及其系統設計上集成和實現，也未給出對面向起/復飛的具體場景進行識別的方法、觸發邏輯和自動控制策略。

基于飛機制造商各自的需求和設計理念，ATTCS系統可通過不同的架構和邏輯實現其功能，因此各有優點和缺點。目前較為先進且成熟的裝備ATTCS系統的飛機，其功能實現的架構通常和美國專利US6880784B1較為類似，其大多通過飛行管理系統(FMS)來進行ATTCS功能的選擇，通過OEI邏輯來識別發動機失效的判明，通過發動機控制系統實現推力增加的功能。然而，由于其組成架構的特點和工作邏輯的局限，這種ATTCS系統的集成方法雖能實現其基本功能，但也存在以下三方面的缺點和不足：

a)發動機最大功率的選擇高度依賴飛行管理系統(FMS)及其人機交互界面CDU，對可靠性產生不利影響

雖然現有飛機的ATTCS系統能夠及時判明單發失效的狀態并有效提升工作側發動機的推力，但其面向機組的操作窗口通常高度依賴復雜專業的飛行管理系統(FMS)的正常工作，通過FMS的人機交互界面CDU對ATTCS系統進行接通和抑制的操作需要進入多個頁面，實施較為復雜。當FMS的計算機或其人機交互界面CDU出現故障或不工作時，ATTCS系統無法被選擇或關閉。并且，在發動機的地面維護時，FMS/CDU設備由此將成為發動機功率選擇所必須的支持設備，其操作、程序和設備較為繁瑣，增加維護成本。