[发明专利]用于在至少一个航空器引擎故障的情况下调节功率的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在至少一个航空器引擎故障的情况下调节功率的方法和系统。

本发明应用于航空器的牵引系统，换句话说，主要是飞机的牵引系统(喷气引擎、涡轮喷气引擎和涡轮螺旋桨引擎)和直升机引擎的牵引系统(涡轮轴引擎)两者。

简单地说，航空器引擎通常包括形成气体发生器的压缩机/燃烧室/涡轮总成。燃烧后，热压缩气体在涡轮机中膨胀，其经由高压(缩写为HP)轴驱动压缩机以形成HP主体。这些气体因此生成推进功率和在额定AEO(“所有引擎运行”的缩写)运行条件下的非推进功率，即电气和/或气动功率。

因此在对应于瞬时功率传输的电平的周期内提供能量。就飞机来说，经由低压主体BP(在扇型涡轮喷气引擎或空气螺旋桨型涡轮螺旋桨引擎中)或是直接地(在喷气引擎内)或是间接地以推力的形式生成推进功率。就直升机来说，推进功率借助于功率传送盒(通常法语称为BTP)传递到旋转翼上。

在引擎故障状态下(OEI，“单引擎故障”的缩写)，维持运行的引擎保持推进力并生成用于航空器的非推进功率。就“全电飞机”或主要电飞机来说，气动发生器经由适当转换器从发电中获得其电功率。

背景技术

通常，在推进引擎损坏的情况下，即，在OEI状态下，维持运行的引擎至少补偿部分该损失，以维持航空器的推进和非推进功率的生成两者。然而，虽然引擎尺寸过大以提供在特殊情况下(例如在OEI状态下)的剩余功率，但是，看起来好像此功率不足够于在飞行的所有阶段内确保推进力和可接受飞行条件的修复，以及进一步确保易耗件要求的所有非推进功率需求(客舱空调和起落架等)。特别地，该需求的规模可能限制在过渡阶段期间加速的能力。

一个解决方案是航空器的APU(辅助动力单元)向维持运行或“尚存”状态的牵引系统提供至少部分的协助。APUs(“辅助动力单元”的缩写)通常安装到航空器上，以在着陆时向易耗性设备(电动的、气动的和液压的)的各种部件提供动力，并启动主引擎。

APU是“简化的”涡轮喷气引擎。通常，其包括气体生成器和装置，所述装置用于直接地驱动或利用转速的调节经由电源传送箱驱动在航空器上的设备(负载压缩机、发电机和/或电起动器/生成器)。在负载压缩机或进口压缩机的出口处脱离的空气可以使用于主引擎空气启动。

当引擎故障时，一些APU具有足够的备份，使得在飞行期间可以重新启动它们，以在飞行的同时尝试重新启动故障的引擎和/或将部分电功率提供给设备。

然而，在飞行期间使用APU意味着其必须重新启动并要求航空器下降一给定高度，以允许其生成足够的气动功率。如果航空器例如因为飞行条件而必须保留在该高度以上，则气动功率仍然由尚存引擎所提供。

APU的激活因此导致了几个缺点：重新启动APU需要额外的工作量和在飞行员必须保持其所有专注力时进行监视；APU具有大约90秒的重新启动时间，这意味着其不能立即援助；当上升限度低于当主引擎故障而允许的最大值时，修改飞行计划以允许APU生成足够的气动功率；如果航空器必须保持在特定高度以上，则APU只供应电功率，尚存引擎没有完全减轻功率需求。

发明内容

本发明的目的是消除这些缺点。为了达到这个目的，所提供的功率由额外非推进功率的生成所供应，其持续地运行并由额外的引擎级的主功率单元(法语“groupe de puissance principal”的缩写)所产生。当所生成的功率的结构和性能适用于做为引擎验证用于所有飞行阶段中时，基于与由主航空器引擎所供应的功率的生成相同的条件，功率单元被描述为引擎级的。GPP包括气体生成器，其尺寸在传统的APU与主飞机引擎之间。

计算GPP型的附加功率的生成，使得其可以迅速地满足航空器的所有或一些非推进功率的要求。例如当机舱空调是电力提供动力时，可以取决于所述要求都是气动和电动两者还是主要是电动来调节经常使用的GPP。此外，比较于APU设备，当飞机配备有GPP单元时，在OEI状态下的飞机的飞行高度可以提高至用于OEI状态的最大允许上升限度。