[發(fā)明專利]面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110884011.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113548179B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪勇;程龍;李善成;張海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C27/12
• 分類號(hào): B64C27/12;B64D27/04;B64D35/02;B64D35/08
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.一種面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法，通過(guò)各自經(jīng)由一個(gè)多級(jí)變速裝置與旋翼軸連接的n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主旋翼，n為不小于2的正整數(shù)；其特征在于，對(duì)所述n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)及n個(gè)多級(jí)變速裝置進(jìn)行以下的多發(fā)序列變速控制：

正常飛行時(shí)，所述n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼軸連接，均分直升機(jī)需求功率；

當(dāng)需要主旋翼變轉(zhuǎn)速時(shí)，第2～第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增大輸出扭矩，與此同時(shí)第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減小輸出扭矩直至與旋翼軸脫開(kāi)；

在第2～第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主旋翼的過(guò)程中，第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第1次變減速比；

當(dāng)?shù)趎臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速到達(dá)第1個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)，第3～第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增大輸出扭矩，與此同時(shí)第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減小輸出扭矩直至與旋翼軸脫開(kāi)；

在第3～第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主旋翼的過(guò)程中，第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第2次變減速比，第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第1次變減速比；

……，當(dāng)?shù)趎臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速到達(dá)第n-1個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)，第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增大輸出扭矩直至與旋翼軸連接，之后第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減小輸出扭矩直至與旋翼軸脫開(kāi)；

在第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)主旋翼的過(guò)程中，第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第n-1次變減速比，第3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第n-2次變減速比，…，第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第1次變減速比；

當(dāng)?shù)?臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速到達(dá)第1個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)，第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增加輸出扭矩直至與旋翼軸連接；

在第1臺(tái)與第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主旋翼的過(guò)程中，第3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第n-1次變減速比，第4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第n-2次變減速比，…，第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)變速裝置進(jìn)行第2次變減速比；

……，當(dāng)?shù)?臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速到達(dá)第n-1個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)，第n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增加輸出扭矩直至與旋翼軸連接；

n臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼軸再次全部連接，均分直升機(jī)需求功率，多發(fā)序列變速控制過(guò)程結(jié)束。

2.如權(quán)利要求1所述面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)每次的變速比與多級(jí)變速裝置每次變傳動(dòng)比相同，均為N₀；N₀的值具體通過(guò)求解帶有以下約束條件的帶約束優(yōu)化問(wèn)題得到：

Ω_mr＝n_p·(N₀)^n-1·(N₀)^n-1

pnp＝100·(N₀)^n-1

其中，n為發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)目；Ω_mr為旋翼轉(zhuǎn)速；n_p為動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速；pnp為動(dòng)力渦輪相對(duì)轉(zhuǎn)速，單位是％；pnc、T₄₅與T_qe分別為燃?xì)鉁u輪相對(duì)轉(zhuǎn)速、動(dòng)力渦輪出口氣體總溫及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩；下標(biāo)min、max分別表示預(yù)設(shè)的最小值、最大值。

3.如權(quán)利要求2所述面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述帶約束優(yōu)化問(wèn)題以發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗最低為優(yōu)化目標(biāo)。

4.如權(quán)利要求2所述面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，使用可行性序列二次優(yōu)化算法求解所述帶約束優(yōu)化問(wèn)題。

5.如權(quán)利要求2所述面向多發(fā)配置的主旋翼變轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，N_0,min、N_0,max的值分別為0.45、1.1。