[其他]改进型螺旋桨同步移相器

说明书

在此叙述的发明可使用由施奈德等人在相同日期提出的题为“控制因变量的至少二个自变量的积分控制”一般拥有的共同进行中的申请公开的和提出权利要求的某些教导，因此该申请特意作为参考资料被包括进去。

本发明涉及多螺旋桨/螺旋桨叶片推进系统，而特别是涉及维持螺旋桨之间选择的相位关系的同步移相器。

利用多螺旋桨/螺旋桨叶片推进系统的飞行器，面临着由各单独的独立地动作的诸螺旋桨和产生气流扰动引起的噪音和振动问题，该气流扰动彼此随机地相互作用，而在全部时间内以不等的强度冲击飞行器的机身。已知同步移相技术包含指定一个螺旋桨作为主要的和其余的诸螺旋桨作为从属的，以及企图使各从属的螺旋桨相对于主要的螺旋桨位置维持准确的角度关系，以便为消除噪音和振动创造最佳条件。螺旋桨相位关系的最佳组合通常是由飞行测试来确定。

已知同步移相器调整从属螺旋桨的叶片角距，而因此调整了螺旋桨的速度以维持适当的相位关系。发动机功率在全部发动机中是维持恒定的。如果从属螺旋桨开始超前或邻先于主要的螺旋桨，其桨距增加以便增加其功率吸收。但因功率维持恒定而以其速度下降来代替。由此可见能使用可调桨距藉控制速度以维持相位。用这种方法的一个问题是速度改变的量值和因此用以恢复一超前或延迟的从属螺旋桨实际需要的叶片移动的量值是很小的。可惜，对于小的浆距变化指令信号，常用的调速器是不起反应的。诸如迟滞的小信号非线性和死区在螺旋桨桨距变化系统中是固有的。例如，于是超前的或延迟的从属螺旋桨叶片将继续超前于或落后于主螺旋桨叶片，直到误差信号的幅度足以离开调速器的死区。基本的问题是桨距控制系统是一高功率随动装置，不响应于小幅度指令信号。而结果是相位误差继续增长，直至叶片角得以移动。叶片一旦起反应，经过其死区继续通过希望的点，而恰巧在另一个方向保持前进一相等的数量，直至相位误差再次增大到足以离开死区，即使这是在另一面发生的。这是熟知的称为“极限循环”的现象，即由于不能用小的指令信号克服随动装置的迟滞，而不能准确地保持相位角。

先有技术企图藉附加“高频振动”于桨距变化随动装置指令信号来着手解决这问题。叠加的高频振动信号的频率高于系统的频率响应，而结果是死区在相当大的范围内收缩。例如，每秒有1/6周校正变化率能力的同步移相器，可有-2.1/2赫叠加的高频振动信号。高频振动作用施加一模拟指令信号振幅超出死区，为响应这种做法，系统保持着连续地、不成功地试验。然而，在全部跟随高速高频振动指令的振幅过程中，系统虽然没有成功，但在保持叶片随动装置“移动”在一平均指令信号电平附近，却有另一方面的好处。这有收缩死区宽度的作用。在其中没有任何高频振动而相位误差可增大至12°那么多的同步移相器，用高频振动可改进至只有3°。然而，高频振动方法的缺点是要求叶片角差不多连续不断地前后移动，结果使随动装置结果中的密封与其他有载表面上引起的高度磨损。

本发明的目的是提供一种改进型螺旋桨同步移相器，该同步移相器在多螺旋桨式飞机中能增加在主要的和从属的螺旋桨之间维持的相位关系的准确度，而同时消除了在先有技术中经历的任何不正常的随动装置的磨损问题。

根据本发明，一个附加的从属螺旋桨发动机功率控制路径是平行地附加于先有技术从属螺旋桨桨叶角控制路径，该控制路径从前单独控制从属螺旋桨速度，该附加的平行路径控制发动机功率于一限定的范围，即在对应于螺旋桨桨叶角控制路径的小迟滞区域的范围内，在那里小指令信号导致没有速度变化响应，和在那里螺旋桨桨叶角控制路径是无效应的。发动机功率变化信号是非常小，而并不引起发动机方面有任何实质的变化，以致全部发动机可继续维持本来相等的功率。于是，如果相位开始相对于主要的螺旋桨蠕升或蠕降，一个无效的小信号桨距变化指令将产生和将被更换，但仅对现在的发动机功率操作水平以上或以下的一个十分有限的程度，对发动机动率基准信号的偏离有递增的改变，该基准信号依次完成要求的螺旋桨速度改变和相位校正。

还有根据本发明，燃油流量调节是递增地控制发动机功率的理想方法，和从而改进相位保持能力，因为它回避了螺旋桨桨距变化系统的非线性。一种电-液压机械的燃油控制系控设计，固有地具有诸如迟滞的小信号非线性。然而，由于高频燃油系统噪音，非线性是本质上“达到平均”的控制。这高频噪音使燃油系统能起差不多线性系统的作用。