(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機用エンジンの制御手段を微調整する航空機用エンジンマッチング調整装置において、航空機用エンジンの状態を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記航空機用エンジンの状態に関する情報を伝送する第１の伝送手段と、前記第１の伝送手段を介して伝送された前記航空機用エンジンの状態に関する情報に基づいて前記航空機用エンジンの制御手段の調整量を計算して出力する調整手段と、前記調整手段から出力された前記調整量についての情報を伝送する第２の伝送手段と、所定の制御データに基づいた前記航空機用エンジンの制御を、前記第２の伝送手段を介して伝送された前記調整量についての情報に基づいて微調整して行う航空機用エンジン制御装置とを有する航空機用エンジンマッチング調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記航空機用エンジン制御装置は、前記第２の伝送手段を介して伝送された前記調整量についての情報を記憶する第１の記憶手段を有し、所定の制御データに基づいた前記航空機用エンジンの制御を、前記調整量についての情報を前記第１の記憶手段から読み出し、読み出した前記調整量についての情報に基づいて微調整して行う航空機用エンジン制御装置であることを特徴とする航空機用エンジンマッチング調整装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記調整手段は、前記航空機用エンジンについての所望の性能に関する情報を記憶した第２の記憶手段を有し、前記航空機用エンジンの状態に関する情報と前記所望の性能に関する情報との対比により前記航空機用エンジンの制御手段の調整量を計算して出力する調整手段であることを特徴とする航空機用エンジンマッチング調整装置。
【請求項４】
請求項１〜３記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記航空機用エンジン制御装置は、前記調整量についての情報に異常がなければエンジンマッチング調整を行うこととする診断手段を有することを特徴とする航空機用エンジンマッチング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータと組み合わせて所望の航空機用エンジン性能を引き出す航空機用エンジンマッチング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機用エンジンは構成要素の寸法のばらつき等が伴うため、そのまま組み立てただけでは最大推力、加速・減速性能及び安定性等が仕様から外れる場合がある。このため、所望の航空機用エンジン性能を引き出すためにエンジンマッチング調整を行う必要がある。このエンジンマッチング調整は、地上において航空機用エンジンを運転しつつその種々の制御項目を微調整するエンジンマッチング調整運転によって行われる。
【０００３】
従来のエンジンマッチング調整においては、エンジンマッチング調整運転時において、エンジン運転作業者がファンの回転数や排気ガスの温度等の各種計測値を表示装置（セル）によって目視で確認し、エンジンマッチング時、すなわち、航空機用エンジン性能の仕様が満たされた時の状態からの外れ量を把握する。
【０００４】
そして、燃料や酸素の供給量、可変静翼の角度等の各種制御項目についての調整量を推測し、パワーレバー等を操作することにより、各種計測値に対応する各種制御項目を較正し、また、それらのオフセット量を定める。その後、再び前記表示装置により各種計測値を目視で確認し、エンジンマッチング時の状態に至るまで上述の操作を繰り返すことによって、最終的な各種制御項目についての各種調整量を求めていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したエンジンマッチング調整は、エンジン運転作業者が前記各種調整量を推測することにより行うため、所望の航空機用エンジン性能を引き出すまでに時間がかかるという問題点を有していた。また、エンジンマッチング調整運転時間が長くなるので、その分燃料の消費量が増加するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上述する問題点に鑑みてなされたもので、エンジンマッチング調整に要する時間の短縮及び燃料消費量の軽減を可能とし、かつ、航空機用エンジン性能の仕様を十分に満足させることができる航空機用エンジンマッチング調整装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、航空機用エンジンの制御手段を微調整する航空機用エンジンマッチング調整装置において、航空機用エンジンの状態を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記航空機用エンジンの状態に関する情報を伝送する第１の伝送手段と、前記第１の伝送手段を介して伝送された前記航空機用エンジンの状態に関する情報に基づいて前記航空機用エンジンの制御手段の調整量を計算して出力する調整手段と、前記調整手段から出力された前記調整量についての情報を伝送する第２の伝送手段と、所定の制御データに基づいた前記航空機用エンジンの制御を、前記第２の伝送手段を介して伝送された前記調整量についての情報に基づいて微調整して行う航空機用エンジン制御装置とを有することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記航空機用エンジン制御装置は、前記第２の伝送手段を介して伝送された前記調整量についての情報を記憶する第１の記憶手段を有し、所定の制御データに基づいた前記航空機用エンジンの制御を、前記調整量についての情報を前記第１の記憶手段から読み出し、読み出した前記調整量についての情報に基づいて微調整して行う航空機用エンジン制御装置であることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記調整手段は、前記航空機用エンジンについての所望の性能に関する情報を記憶した第２の記憶手段を有し、前記航空機用エンジンの状態に関する情報と前記所望の性能に関する情報との対比により前記航空機用エンジンの制御手段の調整量を計算して出力する調整手段であることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３記載の航空機用エンジンマッチング調整装置において、前記航空機用エンジン制御装置は、前記調整量についての情報に異常がなければエンジンマッチング調整を行うこととする診断手段を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明による航空機用エンジンマッチング調整装置によれば、航空機用エンジン制御装置と調整装置との間に通信機能を有し、両者が協調動作する。これは、その時々の航空機用エンジンの状態を参照し、所望の航空機用エンジン性能を満たすための各種制御項目についての調整量を計算することによって行われる。そして、その計算結果に基づいて航空機用エンジンの制御項目を微調整することにより、逐次、航空機用エンジン性能の調整が行われる。また、該調整量に関する情報が所定の記憶手段に記憶される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による航空機用エンジンマッチング調整装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
この図において、１はエンジンマッチング調整の対象となる航空機用エンジンである。２はエンジンマッチング調整運転時における航空機用エンジン１の状態、例えば、ファンの回転数、推力、排気ガス温度等に関する各種データを計測するセンサであり、所定の位置に設置され、計測した各種データをデータ伝送手段３へ出力する。
【００１５】
データ伝送手段３は、前記各種データのデータ形式に対応したデータ伝送手段であり、同軸ケーブル、光ファイバケーブル等を用いて構成される。また、センサ２からのデータ出力形式によっては、シリアルデータ形式とパラレルデータ形式との間のデータ形式変換を行うインターフェースや、アナログ信号形式とディジタル信号形式との間の変換を行うＡ／Ｄ変換器等を必要に応じて用いるものとしてもよい。
【００１６】
４は航空機用エンジン１の状態に関する各種データをデータ伝送手段３を介して受信するとともに、エンジンマッチング調整運転の際の航空機用エンジン１に対する指令等についてのデータをデータ伝送手段８へ出力するＧＳＥ（Ｇｒｏｕｎｄ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；地上支援装置）であり、セル５、ＣＰＵ（中央処理装置）６及びＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）７とからなる。
【００１７】
ここで、セル５は、前記各種データを表示する表示装置である。ＣＰＵ６は、前記各種データ等に基づき、前記航空機用エンジン１の制御を微調整するための調整量についてのデータを計算し、データ伝送手段８へ出力する。
【００１８】
ＲＯＭ７には、ＣＰＵ６が実行する計算のプログラム及びその計算において参照する各種エンジンマッチング項目の許容範囲に関するデータ等が記憶されている。データ伝送手段８は、データ伝送手段３と同様、ＧＳＥ４からのデータ出力形式に対応して構成されたデータ伝送手段である。
【００１９】
９は航空機用エンジン１に対応し、エンジンマッチング調整運転時及び航空機用エンジン１が実際に航空機に搭載された時に、航空機用エンジン１を制御するＦＡＤＥＣ（Ｆｕｌｌ  Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；エンジン電子制御装置）であり、故障診断機能１０、不揮発性メモリ１１及び計測制御装置１２とからなる。
【００２０】
ここで、故障診断機能１０は、データ伝送手段８を介して受信したデータについての異常を検査し、異常があればエンジンマッチング調整を中断し、異常がなければ受信データを不揮発性メモリ１１へ出力して以降のエンジンマッチング調整を行うこととする故障診断装置である。
【００２１】
不揮発性メモリ１１は、故障診断機能１０から出力されたデータを記憶する記憶装置であり、ＦＡＤＥＣ９内に実装され、計測制御装置１２と接続されている。
【００２２】
計測制御装置１２は、その内部に保有する制御データ及び不揮発性メモリ１１から読み出したデータに基づいて航空機用エンジン１の各種制御項目を制御する。また、航空機用エンジン１が実際に航空機に搭載された時の制御のために航空機用エンジン１の状態に関する各種データを計測する計測手段を有する。
【００２３】
ここに、計測制御装置１２が内部に保有する前記制御データは、何らの調整もしていない航空機用エンジン１の性能が当初から仕様に合致しているものとした場合に適合した制御データであり、エンジンマッチング調整前においては、該制御データに基づいて航空機エンジン１の制御が行われる。
【００２４】
次に、上記実施形態の動作を説明する。まず、航空機用エンジン１のファンへの送風、ＦＡＤＥＣ９による航空機用エンジン１の作動等により、航空機用エンジン１の運転が開始される。
【００２５】
そして、センサ２により航空機用エンジン１の状態に関する各種データが計測され、データ伝送手段３を介してＧＳＥ４へ送信される。それら各種データはセル５によって表示されるとともに、ＣＰＵ６へ入力される。
【００２６】
ＣＰＵ６は、ＲＯＭ７に記憶された各種エンジンマッチング項目の許容範囲に関するデータを読み出し、プログラムに従って次に述べるような処理を行う。始めに、入力された前記各種データに基づき、エンジンマッチング調整運転の開始及び中断又は継続（以下、「エンジンマッチング調整運転モード」という）の指令を決定する。
【００２７】
次いで、前記各種データに基づく各種エンジンマッチング項目が、前記許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲にないエンジンマッチング項目があるときは、それに対応する制御項目、例えば燃料や酸素の供給量、可変静翼の角度等を微調整する指標となるパラメータ値について、その目標値、修正量あるいは調整係数等を計算する。
【００２８】
この計算の例としては、例えば図２に示すように、エンジンマッチング項目の一例としてファンの低圧系修正回転数と高圧系修正回転数との関係を用い、図において示されたマッチング許容範囲についてのデータをＲＯＭ７に予め記憶しておき、入力されたセンサ２の計測値による低圧系修正回転数と高圧系修正回転数が、該許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００２９】
なお、ここのエンジンマッチング項目中の「修正」とは、地上試験における気温や気圧が上空におけるものと異なるために、航空機用エンジン１のエンジン入口温度やエンジン入口全圧に基づいた必要な修正係数を導入して低圧系回転数や高圧系回転数等の各種データを算出することを意味するものである。
【００３０】
このとき、図示のように低圧系修正回転数と高圧系修正回転数がマッチング許容範囲から外れている場合にはその外れ量を計算し、対応する制御項目として可変静翼の角度を用い、それを微調整する指標となるパラメータ値について、前記外れ量を解消し得る修正量を計算する。
【００３１】
次に、ＣＰＵ６における上述の処理によって計算された各種パラメータ値についてのデータが、エンジンマッチング調整運転モードの指令のデータとともに、図１に示すデータ伝送手段８へ出力され、ＦＡＤＥＣ９へ送信される。
【００３２】
ＦＡＤＥＣ９に受信された前記各データは、故障診断機能１０へ入力される。故障診断機能１０は、該データについての異常を検査して異常があればエンジンマッチング調整を中断し、異常がなければ各種パラメータ値についてのデータを不揮発性メモリ１１へ出力して以降のエンジンマッチング調整を行うこととする。
【００３３】
そして、計測制御装置１２が、不揮発性メモリ１１に記憶された前記各種パラメータ値についてのデータを読み出し、それら読み出したデータに基づいて航空機用エンジン１の各種制御項目の状態を微調整する。以下、このときの航空機用エンジン１の状態に関する各種データがセンサ２によって再び計測され、上述のエンジンマッチング調整が繰り返し行われる。
【００３４】
これにより、エンジンマッチング時、すなわち所望の航空機用エンジン性能の仕様が満たされた状態に至ると、ＧＳＥ４はエンジンマッチング調整運転モードを終了する旨の指令のデータをデータ伝送手段８を介してＦＡＤＥＣ９へ送信し、ＦＡＤＥＣ９において不揮発性メモリ１１に記憶された各種パラメータ値に関するデータが保存される。
【００３５】
以後、再度のエンジンマッチング調整運転により各種パラメータ値についてのデータが更新されるまで、ＦＡＤＥＣ９による航空機用エンジン１の制御は、不揮発性メモリ１１に記憶されたデータに基づいて各種制御項目の状態を微調整しつつ行われる。
【００３６】
以上述べたエンジンマッチング調整装置によれば、エンジンマッチング調整の自動化により、セル５によってエンジンマッチング調整の進行具合を確認しつつ、短時間でエンジンマッチング調整を行うことができる。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、各種パラメータ値についてのデータを不揮発性メモリ１１に記憶することとしているが、これをＦＡＤＥＣ９側からＧＳＥ４側へ送信し、別個のメモリに記憶する等して最終的な形態を把握するものとしてもよい。
【００３８】
また、同様に各種パラメータ値についてのデータをＧＳＥ４側へ送信し、別個のメモリに記憶することにより、それらデータを他の同種の航空機用エンジンのエンジンマッチング調整を行う際に参照することとしてもよく、より進んでそれらのデータを複数得て統計的に解析することにより、以後のエンジンマッチング調整に供するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施形態におけるセル５をＣＰＵ６及びＲＯＭ７と接続し、エンジンマッチング調整の進行状況をエンジンマッチング時における許容範囲に関するデータとの対比や各種パラメータ値等によって表示するものとしてもよく、適当な入力装置を接続し、ＣＰＵ６による計算に適当な指示値を与える等して外部からエンジンマッチング調整の方向性を指示することとしてもよい。
【００４０】
加えて、上記実施形態においては、エンジンマッチング項目の一例として低圧系修正回転数と高圧系修正回転数との関係が挙げられているが、その他の例としては、修正推力と高圧系修正回転数との関係、修正燃料消費率と修正推力との関係、修正推力とトリムされた修正排気温度との関係及び修正推力と修正タービン入口温度との関係等をエンジンマッチング項目として用いることもでき、対応する制御項目としては、例えば、修正推力と高圧系修正回転数との関係に対しては排気ガス温度−トリムされた排気温度換算式調整等を用いることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、航空機用エンジン制御装置と調整装置との協調動作により、自動的にエンジンマッチング調整が行われるので、エンジンマッチング調整に要する時間が短縮されるという効果が得られる。また、これにより、エンジンマッチング調整運転時間が短縮されるため、燃料消費量を軽減することができるという効果が得られる。
【００４２】
さらに、当初から満たすべき航空機用エンジン性能の仕様を設定しておくことができ、該仕様を満たすような航空機用エンジンの制御の調整量が計算された上で、エンジンマッチング調整が行われるので、所望の航空機用エンジン性能の仕様を十分に満足させることができるという効果が得られる。
【００４３】
加えて、所望の航空機用エンジン性能が満たされた時の調整に関する情報を得ることができるので、実際の航空機用エンジンの運転の際にこれを利用することができるとともに、以後のエンジンマッチング調整における参考とすることもできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による航空機用エンジンマッチング調整装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるＣＰＵ６においてパラメータ値が計算される際のマッチング項目の一例を模式的に表現したグラフである。
【符号の説明】
２…センサ、３，８…データ伝送手段、４…ＧＳＥ、５…セル、６…ＣＰＵ、７…ＲＯＭ、９…ＦＡＤＥＣ、１０…故障診断機能、１１…不揮発性メモリ、１２…計測制御装置。
【図１】
0003570031.tif 000002
【図２】
0003570031.tif 000003