СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПИЛОТА МНОГОМОТОРНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДАННЫМИ ОТНОСИТЕЛЬНО УПОМЯНУТЫХ МОТОРОВ
METHOD AND DEVICE TO INFORM MULTI-ENGINE AIRCRAFT PILOT ON ENGINE OPERATING CONDITIONS

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обеспечения пилота летательного аппарата, оборудованного некоторым количеством двигателей, информацией, относящейся к двигателям упомянутого летательного аппарата.
Более точно, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставлять информацию, относящуюся к максимальной мощности, которую способны выдавать двигатели летательного аппарата для заданных наружных условий (температуре, высоте).
Известно, что для каждого двигателя максимальная тяга связана с каждой аттестованной частотой вращения двигателя, особенно максимальная «холодная» взлетная тяга. Максимальная тяга сохраняется до тех пор, пока не достигнута воображаемая температура наружного воздуха, известная как «температура контрольной точки». Для текущего контроля двигателя обычно дается суждение, в дополнение к этой максимальной тяге, в отношении температуры выходящих газов, известной по своей англоязычной аббревиатуре EGT (ТВГ), которая представляет температуру газов в турбине низкого давления двигателя. Вне контрольной точки, для каждой аттестованной частоты вращения двигателя, эта температура (ТВГ) поддерживается постоянной, это соответствует тяге двигателя, которая снижается по мере того, как повышается температура наружного воздуха. Эта температура (ТВГ) измеряется с использованием зонда и используется для отслеживания износа двигателя, находящегося в эксплуатации. По этим причинам предел температуры, известный по своему англоязычному выражению «красная черта», определяется во время аттестационных испытаний двигателя и объявляется аттестационным полномочным органам. Когда двигатель, находящийся в эксплуатации, достигает этой температуры красной черты, он должен сниматься для ремонта или, если возможно, перепрограммироваться на более низкую аттестационную частоту вращения двигателя, соответствующую более низкой температуре выходящих газов, это, конечно, имеет эффект снижения максимальной тяги, которую двигатель может обеспечивать в таком случае.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить эти недостатки. Настоящее изобретение относится к способу обеспечения пилота летательного аппарата, который оборудован некоторым количеством двигателей, информацией, относящейся к двигателям упомянутого летательного аппарата, которая предоставляет возможность устранять вышеупомянутые недостатки.
Для этой цели согласно изобретению упомянутый способ характеризуется тем, что:
a) определяется фактическая высота и фактическая температура наружного воздуха аэропорта, в котором расположен упомянутый летательный аппарат;
b) для каждого из двигателей упомянутого летательного аппарата упомянутая фактическая высота и упомянутая фактическая температура наружного воздуха используются для определения предела температуры наружного воздуха, для которого двигатель обеспечивает заранее определенную максимальную тягу (вышеупомянутую максимальную «холодную» взлетную тягу), если работает при заранее определенном пределе температуры выходящих газов (вышеупомянутом значении «красной черты»);
c) для каждого из упомянутых двигателей соответствующий предел температуры наружного воздуха, определенный на этапе b), используется, чтобы определять автономную минимальную удобоприменимую температуру для двигателя; и
d) по автономным минимальным удобоприменимым температурам, определенным таким образом для всех двигателей летательного аппарата, определяется общая минимальная удобоприменимая температура.
Предпочтительно, на дополнительном этапе, упомянутую общую минимальную удобоприменимую температуру, определенную на этапе d), используют для расчета максимальной располагаемой тяги, иллюстрирующей максимальную тягу, которую двигатели летательного аппарата способны выдавать в упомянутом аэропорту при упомянутой фактической температуре наружного воздуха.
Таким образом, в силу изобретения, пилот знает максимальную тягу, которую различные двигатели летательного аппарата способны обеспечивать на данный день в данном аэропорту.
В дополнение, предпочтительно, на дополнительном этапе, пилоту летательного аппарата представляют, по меньшей мере, на дисплейном экране, по меньшей мере, общую минимальную удобоприменимую температуру, определенную на этапе d), и, возможно, упомянутую максимальную располагаемую тягу.
Кроме того, предпочтительно, на дополнительном этапе:
- упомянутую общую максимальную удобоприменимую температуру, определенную на этапе d), сравнивают с удобоприменимой температурой, выбранной пилотом летательного аппарата, для того чтобы настраивать двигатели упомянутого летательного аппарата; и
- выполняют проверку, чтобы удостовериться, что эта удобоприменимая температура остается более высокой, чем упомянутая общая минимальная удопоприменимая температура.
Известно, что удобоприменимая температура, такая, как эта, вводится пилотом в систему управления двигателями, а ее назначение состоит в том, чтобы вводить двигатель в заблуждение предположением, что он работает при температуре наружного воздуха, которая выше, чем фактическая температура, эффект этого состоит в том, чтобы снизить тягу двигателя и, поэтому, рабочую температуру двигателя.
В предпочтительном варианте осуществления, на этапе b), определяют предел температуры наружного воздуха, для каждого из двигателей летательного аппарата, в качестве предполагаемой температуры наружного воздуха, при которой, на максимальной тяге, температура выходящих газов равна своему предельному значению.
Кроме того, предпочтительно, на этапе c), если предел температуры наружного воздуха ниже температуры контрольной точки и ниже температуры наружного воздуха, автономную минимальную удобоприменимую температуру T1 определяют для каждого из двигателей летательного аппарата с использованием следующего выражения:
T1=T2+T3-T4,
в котором:
- T2 - температура наружного воздуха;
- T3 - температура контрольной точки; и
- T4 - предел температуры наружного воздуха.
Кроме того, предпочтительно, на этапе d), для того, чтобы определять общую минимальную удобоприменимую температуру:
- различные автономные минимальные удобоприменимые температуры сравнивают друг с другом; и
- наивысшая автономная минимальная удобоприменимая температура выбирается так, чтобы она была общей минимальной удобоприменимой температурой (которая, поэтому, соответствует наименьшей тяге двигателя).
Таким образом, гарантируется, что вышеупомянутое предельное значение «красной черты» никогда не будет пересечено на любом из двигателей летательного аппарата.
Настоящее изобретение также относится к устройству для обеспечения пилота летательного аппарата, который оборудован некоторым количеством двигателей, информацией, относящейся к двигателям упомянутого летательного аппарата, например транспортного самолета.
Согласно изобретению это устройство характеризуется тем, что оно содержит:
- первое средство для определения фактической высоты и фактической температуры наружного воздуха в аэропорту, в котором расположен упомянутый летательный аппарат;
- множество вторых средств, каждое из которых создано таким образом, чтобы определять, в отношении того одного из двигателей упомянутого летательного аппарата, с которым оно связано, и с использованием упомянутой фактической высоты и упомянутой температуры наружного воздуха, предел температуры наружного воздуха, для которого двигатель обеспечивает заранее определенную максимальную тягу, если работает на заранее определенном пределе температуры выходящих газов;
- множество третьих средств, каждое из которых создано таким образом, чтобы определять, в отношении того одного из упомянутых двигателей, с которым оно связано, и с использованием соответствующего предела температуры наружного воздуха, автономную минимальную удобоприменимую температуру для двигателя; и
- четвертое средство для определения общей минимальной удобоприменимой температуры по автономным минимальным удобоприменимым температурам, определенным таким образом для всех двигателей летательного аппарата.
В одном из конкретных вариантов осуществления упомянутое устройство дополнительно содержит:
- пятое средство для определения, с использованием упомянутой общей минимальной удобоприменимой температуры, максимальной располагаемой тяги, иллюстрирующей максимальную тягу, которую двигатели летательного аппарата способны обеспечивать в упомянутом аэропорте при упомянутой фактической температуре наружного воздуха; и/или
- шестое средство для представления пилота летательного аппарата, по меньшей мере, на дисплейном экране, по меньшей мере, общей минимальной удобоприменимой температуры, определенной упомянутым четвертым средством.
В предпочтительном варианте осуществления второе и третье средство, связанные с, по меньшей мере, одним из упомянутых двигателей, образуют часть устройства управления двигателем, используемую для настройки упомянутого двигателя.
Прилагаемые чертежи облегчают понимание, каким образом может быть достигнута цель изобретения. На этих чертежах идентичные ссылки обозначают элементы, которые являются подобными.
Фиг.1 - структурная схема устройства согласно изобретению.
Фиг.2 - схематическая иллюстрация некоторой информации, полученной с использованием устройства согласно изобретению на двухмоторном самолете.
Устройство 1 согласно изобретению, схематически изображенное на Фиг.1, предназначено для обеспечения пилота летательного аппарата А, который оборудован некоторым количеством двигателей 3А, 3B, …, 3n, например, двухмоторного или четырехмоторного транспортного самолета, информацией, относящейся к двигателям 3A, 3B, …, 3n упомянутого летательного аппарата А.
Чтобы делать это, упомянутое устройство 1 содержит согласно изобретению:
- совокупность 2 обычных средств для определения:
· с одной стороны, фактической высоты аэропорта (не показан), в котором расположен летательный аппарат А; и
· с другой стороны, фактической наружной температуры в упомянутом аэропорте;
- множество средств 4A, 4B, …, 4n, каждое из которых ассоциативно связано с одним из двигателей 3A, 3B, …, 3n летательного аппарата А и присоединено, через соответственные линии 5A, 5B, 5n связи, к упомянутой совокупности средств 2. Каждое из упомянутых средств 4A, 4B, …, 4n создано таким образом, чтобы определять, для двигателя, с которым оно связано, с использованием информации (фактической высоты и фактической температуры наружного воздуха), принятой из упомянутой совокупности средств 2, предел температуры наружного воздуха, известный по англоязычному акрониму OATL, для которого каждый связанный двигатель обеспечивает заранее определенную максимальную тягу (обычную максимальную тягу для холодного взлета), если он работает на заранее определенном пределе EGT (обычном, так называемом пределе «красной черты»);
- множество средств 6A, 6B, …, 6n, каждое из которых связано с одним из упомянутых двигателей 3A, 3B, …, 3n и присоединено, через соответственные линии 7A, 7B, …, 7n связи, к одному из упомянутых средств 4A, 4B, …, 4n. Каждое из упомянутых средств 6A, 6B, …, 6n создано таким образом, чтобы определять, в отношении двигателя, с которым оно связано, по соответствующему пределу температуры наружного воздуха, принятому из средств 4A, 4B, …, 4n, с которым оно связано, автономную минимальную удобоприменимую температуру для связанного двигателя 3A, 3B, …, 3n; и
- средство 8 для определения средней минимальной удобоприменимой температуры по автономным минимальным удобоприменимым температурам, принятым из упомянутых средств 6A, 6B, …, 6n через линии 9A, 9B, …, 9n связи.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления упомянутое устройство 1 дополнительно содержит средство 10:
- которое присоединено посредством линии 11 связи к упомянутому средству 8; и
- которое создано таким образом, чтобы определять, с использованием общей минимальной удобоприменимой температуры, принятой из упомянутого средства 8, максимальную располагаемую тягу, иллюстрирующую максимальную тягу, которую двигатели 3A, 3B, …, 3n летательного аппарата А способны обеспечивать в упомянутом аэропорту при упомянутой фактической температуре наружного воздуха.
Таким образом, благодаря устройству 1 согласно изобретению пилот летательного аппарата А знает максимальную тягу, которую различные двигатели 3A, 3B, …, 3n летательного аппарата А способны обеспечивать на данный день в данном аэропорту.
Также следует отметить, что благодаря изобретению максимальная располагаемая тяга постоянно изменяется, таким образом, предоставляя авиакомпании возможность доводить до максимума эксплуатационные характеристики своих самолетов.
В одном из конкретных вариантов осуществления упомянутые средства 8 и 10 могут быть сгруппированы вместе в центральное устройство 12.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления упомянутое устройство 1 дополнительно содержит средство 13 отображения, например, которое присоединено линией 14 связи к упомянутому центральному устройству 12 и которое способно отображать, по меньшей мере, на одном дисплейном экране 15, являющемся частью летательного аппарата А, информацию из упомянутого центрального устройства 12 и, в частности, общую минимальную удобоприменимую температуру, определенную упомянутым средством 8. Конечно, упомянутое средство 13 отображения также обеспечивает пилота летательного аппарата А другой информацией, в частности, максимальной располагаемой тягой, определенной упомянутым средством 10.
Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления упомянутые средства 4A, 4B, …, 4n определяют предел температуры наружного воздуха (вышеупомянутый OATL) каждый раз, как изложено ниже:
- для постоянной максимальной тяги «холодного» взлета температура выходящих газов ТВГ повышается вместе с температурой наружного воздуха;
- экстраполируя эту характеристику, OATL является воображаемой температурой наружного воздуха, при которой, при максимальной тяге «холодного» взлета, ТВГ находится при вышеупомянутой температуре «красной черты».
Кроме того, упомянутые средства 6A, 6B, …, 6n определяют автономную минимальную удобоприменимую температуру каждый раз, как изложено ниже:
- если OATL выше или равен контрольной точке, автономной минимальной удобоприменимой температуры нет, и двигатель может обеспечивать максимальную тягу для данной аттестованной частоты вращения двигателя, для наружных условий текущего дня; и
- если OATL ниже контрольной точки, автономная минимальная удобоприменимая температура получается, как изложено ниже:
· если температура наружного воздуха ниже или равна OATL, автономной минимальной удобоприменимой температуры нет, и двигатель может обеспечивать максимальную тягу для рассматриваемой аттестованной частоты вращения двигателя, для наружных условий текущего дня; и
· если температура наружного воздуха выше OATL, автономная минимальная удобоприменимая температура получается с использованием следующего выражения:
автономная минимальная удобоприменимая температура=температура наружного воздуха + температура контрольной точки - OATL.
В одном из конкретных вариантов осуществления каждое из средств 4A, 4B, …, 4n и средств 6A, 6B, …, 6n, которые связаны с одним и тем же двигателем 3A, 3B, …, 3n, включено в обычное устройство 16A, 16B, …, 16n управления двигателем, используемое для управления упомянутыми двигателями 3A, 3B, …, 3n.
Кроме того, для определения общей минимальной удобоприменимой температуры, упомянутое средство 8:
- автоматически сравнивает принятые различные автономные минимальные удобоприменимые температуры друг с другом; и
- автоматически выбирает наивысшую автономную минимальную удобоприменимую температуру (которая, поэтому, соответствует наименьшей тяге двигателя) для использования в качестве общей минимальной удобоприменимой температуры.
Этим способом, может гарантироваться, что вышеупомянутое предельное значение «красной черты» никогда не будет пересекаться на любом из двигателей 3A, 3B, …, 3n летательного аппарата А.
Также является потенциально возможным, для определения общей минимальной удобоприменимой температуры, чтобы устройство 1 отображало различные автономные минимальные удобоприменимые температуры на дисплейном экране, например на дисплейном экране 15, и чтобы пилот, затем, выбирал общую минимальную удобоприменимую температуру и информировал упомянутое устройство 1 об этом выборе с использованием надлежащего элемента (например, компьютерной клавиатуры), который, предпочтительно, образует часть упомянутого средства 8.
На Фиг.2 показана некоторая информация, полученная с использованием изобретения, на примере самолета А, оборудованного двумя двигателями 3A и 3B, установленными на его крыльях 19A и 19B, а именно:
- в отношении каждого из упомянутых двигателей 3A и 3B, информацию I1A, I1B, которая соответствует соответственно автономной минимальной удобоприменимой температуре, зарегистрированной связанными устройствами 16A и 16B управления;
- информацию 12, представляющую общую минимальную удобоприменимую температуру для самолета А, взятого в целом, определенную средством 8; и
- информацию 13 (определенную средством 10), представляющую эксплуатационные показатели, имеющиеся в распоряжении на самолете А на данный день с этими двумя двигателями 3A и 3B.
Кроме того, в одном из конкретных вариантов осуществления упомянутое устройство 1 дополнительно содержит средство 17, например, которое присоединено линией 18 связи к упомянутому центральному устройству 12 управления и которое предназначено:
- для сравнения упомянутой общей минимальной удобоприменимой температуры, определенной средством 8, с удобоприменимой температурой, выбранной пилотом летательного аппарата А с целью настройки двигателей 3A, 3B, …, 3n упомянутого летательного аппарата А; и
- для проверки, что эта удобоприменимая температура остается более высокой, чем упомянутая общая минимальная удобоприменимая температура.
Известно, что удобоприменимая температура, такая, как эта, вводится пилотом в систему управления двигателями для каждого двигателя 3A, 3B, …, 3n и предназначена, чтобы вводить двигатель 3A, 3B, …, 3n в заблуждение предположением, что он работает при температуре наружного воздуха, которая горячее, чем фактическая температура воздуха, результат этого состоит в том, чтобы снизить тягу двигателя 3A, 3B, …, 3n, а потому его рабочую температуру.
Также будет отмечено, что, в силу устройства 1 согласно изобретению, двигатель дольше остается находящимся в эксплуатации до необходимости снятия, таким образом, предоставляя авиакомпаниям возможность эксплуатировать двигатели дольше при наилучших условиях работы.