[发明专利]管理分布式推进系统中不平衡的方法

说明书

一种用于管理配备有分布式推进系统的飞行器中的发动机故障导致的不平衡推力的方法，所述分布式推进系统包括2N个动力系统(PTi)，其中N为严格正整数、并且i为落在1和2N(含)之间的整数，这些动力系统相对于所述飞行器的对称平面对称地分布，据此属于所述对称平面的第一侧的至少一个动力系统在属于相反侧的动力系统发生故障时功率被减小，使得所述动力系统所产生的推力相对于所述飞行器的重心的力矩之和为零、落在管控容限之内。

技术领域

本发明属于飞行动力学和飞行器驾驶领域，更具体地，本发明涉及一种管理分布式推进系统不平衡的方法。

背景技术

传统路线的飞机和多发动机飞机使用至少两个推进链(较大的飞机有6个，甚至在B52中是8个或在B36中是10个)，每个推进链都具有其自己的油门操作杆。为驾驶这种飞机，飞行员必须在多发动机管理方面受训并且得到认证。

多发动机培训和资格认证是昂贵的，并且可能证明禁止学员飞行员在多发动机飞机上学习。

目前，有一些使用分布式推进器的飞机和直升机。

例如，日本航空宇宙研究开发机构JAXA已经开发了一种飞机，其中分布式推进是由若干电动机串联联接至单个传动轴以致动单个浆扇来保证的。

然而，由于存在单个推力构件，从空气动力学角度来看，任何发动机故障都不会在飞行器的飞行中产生任何不平衡。

由德国公司evolo开发的Volocopter电动直升机的特点是其中若干发动机平行安装、各自联接螺旋桨(旋翼)的推进器架构。

Volocopter中的发动机故障将必定引起飞行器升力分布不平衡，并且因而将需要飞行员实施特定的发动机管理程序，以保持对飞行器的控制。

发动机故障可能导致发动机完全停机或者其速度降低，所述速度降低可以危害飞机的安全，并且因而危害乘客以及导航机组人员的安全，并且在关键的起飞和着陆阶段期间更加尤其如此。

一种限制推进力总体损失的影响的手段是在飞行器中备份动力系统，一个动力系统一般由发动机、所述发动机的控制器以及浆扇或螺旋桨式推力产生构件构成。

例如，在两座位飞行器中分布式推进器对于具有高功率密度、使其有更小体积的尺寸、以及合适的控制器的电动马达是有利的。

在具有分布式推进器的飞行器中，损失或动力系统故障几乎从不意味着飞行器总体推进力损失。

此外，机翼上若干推进构件(比如螺旋桨)的分布使其能够通过所述螺旋桨产生的空气动力学冲击来增加局部升力，因而减小飞行器的失速速度。

然而，这些分布式推进器构架由于每个发动机一个油门操作杆而需要复杂的驾驶和管理以控制推力不平衡。因此，在发动机故障的情况下，飞行员被迫应用困难的动作来管理不平衡推力。

目前，分布式推进器的发展构成了未来电动航空的关键问题。动力系统管理航空电子系统持续不断地被改善和优化，以自动化和简化多发动机驾驶程序。

发明内容

本发明解决了在多发动机飞行器中在一个或多个发动机损失全部或部分功率的情况下使驾驶程序便利的需求，并且涉及一种用于管理配备有分布式推进系统的飞行器中的发动机故障导致的不平衡推力的方法，所述分布式推进系统包括2N个动力系统，其中N为严格正整数、并且i为落在1和2N(含)之间的整数，这些动力系统相对于所述飞行器的对称平面对称地分布，属于所述对称平面的第一侧的至少一个动力系统在属于相反侧的动力系统发生故障时功率被减小，使得所述动力系统所产生的推力相对于所述飞行器的重心的力矩之和为零、落在管控容限之内。本方法值得注意的在于，每个动力系统包括发动机控制器组件，所述发动机控制器组件由发动机和所述发动机的控制器构成，所述发动机控制器组件联接至推进构件，并且在于，第一侧的每个控制器通过两个传递矩阵以数字方式指派给相反侧的所有控制器中的每一者。