[发明专利]一种复合推力构型直升机/发动机综合控制系统及方法

说明书

本申请提供一种复合推力构型直升机/发动机综合控制系统及方法，所述方法包括：采集直升机的大气压力P、大气温度T、前飞速度v和旋翼桨距clp、根据前飞速度v确定旋翼/推力桨的目标转速Rnp；根据直升机旋翼负载特性，得到大气压力P、大气温度T、前飞速度v、旋翼桨距clp、目标转速Rnp与旋翼需用功率Psubgt;1/subgt;的对应关系：Psubgt;1/subgt;＝fsubgt;1/subgt;(clp，Rnp，v)·gsubgt;1/subgt;(P，T)；根据直升机推力桨负载特性，得到大气压力P、大气温度T、前飞速度v、推力桨距cla、目标转速Rnp与推力桨需用功率Psubgt;2/subgt;的对应关系：Psubgt;2/subgt;＝fsubgt;2/subgt;(cla，Rnp，v)·gsubgt;2/subgt;(P，T)；根据传动系统及相关附件工作特性，可以得到传动附件功率损失Psubgt;3/subgt;；根据公式Psubgt;req/subgt;＝Psubgt;1/subgt;+Psubgt;2/subgt;+Psubgt;3/subgt;，计算发动机功率负载Psubgt;req/subgt;。

技术领域

本发明属于直升机领域，特别涉及一种复合推力构型直升机/发动机综合控制系统及方法。

背景技术

常规构型直升机的主要功率负载来自旋翼。尾桨作为旋翼反扭矩平衡装置，其功率提取较小且与旋翼负载呈一定比例关系。再加上常规直升机普遍采用恒定的旋翼转速，因而常规直升机功率负载模型较为简单，一般采用典型飞行状态下的旋翼负载需求作为设计点，建立总距-功率负载关系。飞行员操纵总距杆改变旋翼桨距，实现直升机负载调节；发动机根据总距位置和预设的总距-功率负载关系调节燃油流量，实现与直升机的功率负载匹配。由于直升机实际使用状态和环境多变，因此，基于单一设计点进行发动机控制的方法存在一定局限性。现代涡轴发动机全权限数字式电子控制系统虽然可以通过闭环实现直升机稳态飞行情况下全包线范围内的旋翼恒转速控制，但直升机机动过程中的动态响应优劣，很大程度上取决于直升机总距-功率负载关系的准确性。

发明内容

本申请提供一种复合推力构型直升机/发动机综合控制系统及方法，能够使发动机快速准确地响应直升机的负载变化。

第一方面，本申请提供一种复合推力构型直升机/发动机综合控制系统，所述综合控制系统包括飞控计算机(1)、大气数据计算机(2)、发动机电子控制器(3)、旋翼舵机(5)和推力桨舵机(6)，其中：

飞控计算机(1)分别与大气数据计算机(2)、发动机电子控制器(3)、旋翼舵机(5)和推力桨舵机(6)通过数据总线连接，实现数据实时通讯；发动机电子控制器(3)与发动机连接，旋翼舵机(5)与主旋翼连接，推力桨舵机(6)与推力桨连接；

所述飞控计算机(1)用于根据操纵指令计算并输出直升机操纵量；根据直升机飞行状态和环境参数计算旋翼/推力桨的目标转速Rnp；内设功率负载预测模型，用于发动机功率负载P_req的计算；

所述大气数据计算机(2)用于采集和处理直升机环境参数，包括飞行速度v、大气压力P和大气温度T；

所述发动机电子控制器(3)用于计算发动机燃油流量调节发动机功率。

具体的，所述直升机操纵量包括旋翼桨距clp、推力桨距cla；

通过所述旋翼操纵舵机5控制旋翼桨距clp；

通过所述推力桨操纵舵机6控制推力桨距cla。

第二方面，本申请提供一种复合推力构型直升机/发动机综合控制方法，所述方法包括：

采集直升机的大气压力P、大气温度T、前飞速度v和旋翼桨距clp、根据前飞速度v确定旋翼/推力桨的目标转速Rnp；