[发明专利]用于控制飞机起飞/复飞的自动推力控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于控制飞机起飞/复飞的自动推力控制方法和系统。该自动推力控制方法包括：当飞机处于起飞模式时，响应于用于表征仅有一个发动机正常工作的单发信号，判断飞机的当前速度是否达到起飞决断速度，并在判断结果为未达到起飞决断速度时将自动起飞推力控制系统保持在预位状态；在达到起飞决断速度时经由自动起飞推力控制系统启用自动推力储备，以将正常工作的发动机的推力提升至最大起飞推力。本发明通过在触发逻辑中引入起飞决断速度和复飞高度作为判断基准，能够准确区分不同的起飞/复飞情景下的推力需求，从而准确可靠地触发应用自动推力储备，有利于机组操控和平衡。

技术领域

本发明涉及用于对飞机的发动机进行监视和控制的综合系统，具体涉及在起飞和复飞阶段控制飞机的推力的技术，尤其涉及一种用于控制飞机起飞/复飞的自动推力控制方法和系统。

背景技术

传统的飞机，当单发起飞性能成为掣肘飞机机场适应性的限制时，通常采用提高正常起飞推力的方式来使单发起飞性能获得提高，但是提高正常起飞推力需要付出发动机寿命和经济性的代价，以此换来的对单发起飞性能的提高由于其本身很低的发生概率，反而显得并不经济。

自动起飞推力控制系统(全称Automatic Takeoff Thrust Control System,简称ATTCS)及自动推力储备(全称Auto Power Reserve,简称APR)正是用以解决单发起飞性能的提高导致的经济性不佳这一问题的解决方案的关键之一。它的作用是，在起/复飞阶段发生单台发动机失效的时候，可在无需机组干预的条件下，自动提高工作侧发动机的推力，使飞机的单发起/复飞性能可以满足适航条款规定的要求。

采用ATTCS系统的飞机的优势在于，ATTCS仅会在单发起飞真实发生时使用额外的自动推力储备，提升单发起飞/复飞性能，并且完全不改变本来已经充分的双发起飞性能。由于起飞单发失效的概率很低，因此采用ATTCS系统的飞机几乎无需付出发动机寿命和经济性的代价，就可使飞机的起飞性能具备更好的机场适应能力，显著提升设计灵活性和运营经济性。

目前为止，在一些民用运输机上已采用的ATTCS系统能够实现单台发动机失效时利用工作侧的发动机提供超过正常起飞的推力，使飞机获得充分的爬升梯度。中国发明专利CN104271923B、美国专利US6880784B1给出了一种基于监控对比对侧发动机功率的本侧发动机推力保护模块设计，同时14CFR PART25标准和CCAR 25标准通过附录I从适航角度规定了装备自动起飞推力控制系统(ATTCS)应满足的要求，涵盖了性能调定、安全性、指示告警及机组操作等方面。

然而，上述现有技术及相关标准均未规定这些关于ATTCS系统的要求和发动机保护模块如何在飞机及其系统设计上集成和实现，也未给出对面向起/复飞的具体场景进行识别的方法、触发逻辑和自动控制策略。

基于飞机制造商各自的需求和设计理念，ATTCS系统可通过不同的架构和逻辑实现其功能，因此各有优点和缺点。目前较为先进且成熟的装备ATTCS系统的飞机，其功能实现的架构通常和美国专利US6880784B1较为类似，其大多通过飞行管理系统(FMS)来进行ATTCS功能的选择，通过OEI逻辑来识别发动机失效的判明，通过发动机控制系统实现推力增加的功能。然而，由于其组成架构的特点和工作逻辑的局限，这种ATTCS系统的集成方法虽能实现其基本功能，但也存在以下三方面的缺点和不足：

a)发动机最大功率的选择高度依赖飞行管理系统(FMS)及其人机交互界面CDU，对可靠性产生不利影响

虽然现有飞机的ATTCS系统能够及时判明单发失效的状态并有效提升工作侧发动机的推力，但其面向机组的操作窗口通常高度依赖复杂专业的飞行管理系统(FMS)的正常工作，通过FMS的人机交互界面CDU对ATTCS系统进行接通和抑制的操作需要进入多个页面，实施较为复杂。当FMS的计算机或其人机交互界面CDU出现故障或不工作时，ATTCS系统无法被选择或关闭。并且，在发动机的地面维护时，FMS/CDU设备由此将成为发动机功率选择所必须的支持设备，其操作、程序和设备较为繁琐，增加维护成本。