本發(fā)明涉及一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法。本發(fā)明還涉及一種適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，飛行器包括多個(gè)供能設(shè)備，諸如推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、非推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電源、能量轉(zhuǎn)換器和能量?jī)?chǔ)能裝置。

全部這些供能設(shè)備形成了飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)。該能量為多樣的并且包括各種能量形式，諸如電能、液動(dòng)能量、氣動(dòng)能量和機(jī)械能。

在大多數(shù)飛行器中，尤其是在雙發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)功率在各發(fā)動(dòng)機(jī)之間均勻分配以使得各發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損均勻。

在三發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)中，在飛行的非關(guān)鍵階段中，飛行員可以自行將一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)置于待機(jī)以降低燃料消耗。

換言之，當(dāng)前存在的方法旨在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗或者發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命進(jìn)行優(yōu)化。

也就是說(shuō)，優(yōu)化的方向被限制在一些特定類型的飛行器上。

另外，尚不存在使得能夠?qū)ζ渌麉?shù)進(jìn)行優(yōu)化的方法，以上其他參數(shù)例如為飛行器內(nèi)部聲音舒適度、飛行器的隱匿性、飛行器的反應(yīng)能力、飛行器的污染物排放以及通常對(duì)飛行器進(jìn)行表征的任何參數(shù)。

此外，也不存在使得能夠?qū)︼w行器的推進(jìn)能量和非推進(jìn)能量進(jìn)行優(yōu)化聯(lián)合管理的方法。更加不存在在飛行器的推進(jìn)系統(tǒng)中的各熱力發(fā)動(dòng)機(jī)或電力發(fā)動(dòng)機(jī)或其他發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行能量?jī)?yōu)化的方法。

因此，發(fā)明人預(yù)期的提供一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法。

特別地，本發(fā)明旨在提供能夠適用于任何類型的飛行器、特別是直升機(jī)的方法。

本發(fā)明還旨在提供一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理裝置。

為此，本發(fā)明涉及一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法，該飛行器包括多個(gè)供能設(shè)備，其特征在于，該方法包括：

-從多個(gè)預(yù)定目標(biāo)中選擇至少一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的步驟；

-接收表示所述供能設(shè)備的工作的信息的步驟，該信息被稱為設(shè)備數(shù)據(jù)；

-接收表示所述飛行器的工作的信息的步驟，該信息被稱為飛行器數(shù)據(jù)；

-根據(jù)所述設(shè)備數(shù)據(jù)和所述飛行器數(shù)據(jù)確定所述供能設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)的步驟，該工作設(shè)定點(diǎn)適用于達(dá)到至少一個(gè)所選擇的優(yōu)化目標(biāo)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠?yàn)轱w行器的供能網(wǎng)絡(luò)的各供能設(shè)備提供特定的工作設(shè)定點(diǎn)，該特定的工作設(shè)定點(diǎn)用于滿足從多個(gè)預(yù)定目標(biāo)中預(yù)先選擇的優(yōu)化目標(biāo)。工作設(shè)定點(diǎn)的確定取決于表示設(shè)備和飛行器的工作的信息。這使得能夠確保設(shè)定點(diǎn)不會(huì)危及飛行安全。此外，這使得在任何的給定時(shí)刻，設(shè)定點(diǎn)都能夠適應(yīng)于飛行器的工作環(huán)境。

換言之，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠在約束下對(duì)例如飛行器的飛行員所選擇的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。因此，該方法使得能夠以特定(均勻或非均勻)方式在各設(shè)備之間分配飛行器的能量，從而達(dá)到一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)。

有利地且根據(jù)本發(fā)明，所述確定設(shè)定點(diǎn)的步驟包括：

-對(duì)所述供能設(shè)備滿足的約束進(jìn)行限定的子步驟，該約束取決于所述飛行器數(shù)據(jù)和每個(gè)選擇的目標(biāo)；

-針對(duì)每個(gè)供能設(shè)備收集可能的工作模式的子步驟，該可能的工作模式取決于所述約束和所述設(shè)備數(shù)據(jù)；

-針對(duì)每個(gè)供能設(shè)備從所述可能的工作模式中選擇工作模式。

根據(jù)本發(fā)明的這一方面，供能設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)由三個(gè)連續(xù)步驟來(lái)確定。

第一步驟(所述限定約束子步驟)是由飛行器數(shù)據(jù)和所要達(dá)到的目標(biāo)表征的飛行器的環(huán)境在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備上施加特定約束的步驟。例如，如果飛行器處于關(guān)鍵飛行階段，則在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上施加一些特定約束，諸如強(qiáng)制工作在額定速率下。

第二步驟(所述收集子步驟)是根據(jù)在之前步驟中施加的約束和表示設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)來(lái)建立可能的工作模式的受限列表的步驟。例如，如果推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度接近該推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的限制溫度，則不能預(yù)先選擇一些工作模式。

第三步驟(所述選擇子步驟)是針對(duì)每個(gè)設(shè)備從各工作模式的受限列表中選擇模式的步驟。該模式與各設(shè)備的設(shè)定點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。所述設(shè)定點(diǎn)能夠是不同類型的。設(shè)定點(diǎn)例如能夠與推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率水平、轉(zhuǎn)矩或速率有關(guān)。設(shè)定點(diǎn)還能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度設(shè)定點(diǎn)有關(guān)。設(shè)定點(diǎn)更能夠與達(dá)到特定的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的設(shè)定點(diǎn)有關(guān)。例如，在直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，所要達(dá)到的狀態(tài)是在MTOP(maximum take-off power，最大提取功率)下已知的狀態(tài)或特定待機(jī)狀態(tài)，以及通常為適用于達(dá)到所選擇的優(yōu)化目標(biāo)的任何發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括對(duì)表示各所選擇的優(yōu)化目標(biāo)相對(duì)于默認(rèn)目標(biāo)的增益的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的步驟。

該步驟使得能夠例如為飛行員提供所預(yù)期的優(yōu)化目標(biāo)相對(duì)于默認(rèn)目標(biāo)的效果的指示。

有利且根據(jù)該變型，所述默認(rèn)目標(biāo)旨在根據(jù)需求以最優(yōu)方式在所述供能設(shè)備之間分配推進(jìn)功率。

默認(rèn)目標(biāo)是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法所預(yù)期的常規(guī)目標(biāo)。因此，本發(fā)明使得能夠提供通過(guò)針對(duì)各推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的最優(yōu)功率分配所選擇的工作模式獲得的優(yōu)點(diǎn)的指示。

有利地，并且根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)優(yōu)化目標(biāo)用于預(yù)定時(shí)間段。

根據(jù)該變型，預(yù)期的優(yōu)化目標(biāo)用于預(yù)定的時(shí)間段。

有利且根據(jù)本發(fā)明的這一變型，所述預(yù)定的時(shí)間段從包括以下各項(xiàng)的組中選擇：時(shí)間點(diǎn)、所述飛行器的一次飛行期間的預(yù)定時(shí)間間隔、與所述飛行器的整個(gè)一次完整飛行對(duì)應(yīng)的時(shí)段、與所述飛行器的全部使用對(duì)應(yīng)的時(shí)段。

這使得可以選擇期望的優(yōu)化的持續(xù)時(shí)間段。例如，可以試圖對(duì)供能網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行瞬時(shí)優(yōu)化。還可以實(shí)現(xiàn)飛行器的整個(gè)任務(wù)的全局優(yōu)化。還可以實(shí)現(xiàn)飛行器的整個(gè)使用壽命的全局優(yōu)化。

在對(duì)飛行器的整個(gè)任務(wù)或者整個(gè)使用壽命的全局優(yōu)化的情況下，該方法所實(shí)現(xiàn)的算法有利地整合在用于任務(wù)準(zhǔn)備或機(jī)隊(duì)管理的工具中。所述工具例如安裝在飛行器操作員或飛行器整合員的客戶設(shè)施中，或者甚至可以經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)門(mén)戶來(lái)訪問(wèn)。

有利且根據(jù)本發(fā)明，所述多個(gè)預(yù)定目標(biāo)至少包括以下目標(biāo)：

-使所述供能網(wǎng)絡(luò)的所述設(shè)備的燃料消耗最小化的目標(biāo)；

-根據(jù)需求以最優(yōu)方式在所述供能網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)設(shè)備之間分配推進(jìn)能量的目標(biāo)；

-使所述供能網(wǎng)絡(luò)的所述推進(jìn)設(shè)備的過(guò)渡性能最大化的目標(biāo)；

-使在起飛階段類型的短時(shí)期間飛行器的性能最大化的目標(biāo)；

-使設(shè)備的健康監(jiān)視的運(yùn)行精確度提高的目標(biāo)；

-使設(shè)備的維護(hù)成本最小化的目標(biāo)；

-更改設(shè)備的維護(hù)工作的目標(biāo)；

-使飛行器產(chǎn)生的外部噪聲最小化的目標(biāo)；

-使飛行器內(nèi)部的噪聲最小化的目標(biāo)；

-使飛行器的表面紅外輻射最小化的目標(biāo)；

-使污染物排放最小化的目標(biāo)；

-使振動(dòng)水平最小化的目標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得能夠?qū)μ囟〝?shù)量的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，參數(shù)包括與燃料消耗有關(guān)的參數(shù)、與飛行器的工作成本有關(guān)的參數(shù)以及與飛行器的排放有關(guān)的參數(shù)。

有利且根據(jù)本發(fā)明，所述多個(gè)供能設(shè)備至少包括以下設(shè)備：

-飛行器的推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)；

-非推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)；

-電源；

-能量轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明還涉及一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理設(shè)備，包括多個(gè)供能設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括：

-用于從多個(gè)預(yù)定目標(biāo)中選擇至少一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的模塊；

-用于接收表示所述供能設(shè)備的工作的信息的模塊，該信息被稱為設(shè)備數(shù)據(jù)；

-用于接收表示所述飛行器的工作的信息的模塊，該信息被稱為飛行器數(shù)據(jù)；

-用于根據(jù)所述設(shè)備數(shù)據(jù)和所述飛行器來(lái)確定所述供能設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)的模塊，該工作設(shè)定點(diǎn)適于達(dá)到至少一個(gè)所選擇的優(yōu)化目標(biāo)。

貫穿全文，所稱的模塊指的是單獨(dú)編譯且單獨(dú)使用或者鏈接到程序的其他模塊的軟件部件、軟件程序子組件，或者是硬件部件，又或者是硬件部件和軟件子程序的結(jié)合。此類型的硬件部件能夠包括應(yīng)用專用集成電路(更普遍地為縮寫(xiě)ASIC)，或者可編程軟件電路或者等效電路。通常，模塊因此為使得能夠提供功能的(軟件和/或硬件)部件。

根據(jù)本發(fā)明的裝置的選擇模塊有利地實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法中的選擇步驟，并且根據(jù)本發(fā)明的方法中的選擇步驟有利地由根據(jù)本發(fā)明的裝置的選擇模塊實(shí)現(xiàn)。

同樣，飛行器數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)接收模塊有利地實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法中的接收飛行器和設(shè)備數(shù)據(jù)的步驟，并且所述步驟有利地由根據(jù)本發(fā)明的裝置的接收模塊實(shí)現(xiàn)。

同樣，設(shè)定點(diǎn)確定模塊有利地實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法中的確定設(shè)定點(diǎn)的步驟，并且確定設(shè)定點(diǎn)的步驟有利地由根據(jù)本發(fā)明的裝置的確定模塊實(shí)現(xiàn)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括人機(jī)交互界面，該人機(jī)交互界面適用于與所述選擇模塊交互以使得操作員能夠借助于人機(jī)交互界面來(lái)選擇優(yōu)化目標(biāo)。

有利且根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)定點(diǎn)確定模塊包括：

-用于限定所述供能設(shè)備要遵守的約束的子模塊，該約束取決于所述飛行器數(shù)據(jù)和每個(gè)選擇的目標(biāo)；

-用于針對(duì)每個(gè)供能設(shè)備收集可能的工作模式的子模塊，該可能的工作模式取決于所述約束和所述設(shè)備數(shù)據(jù)；

-用于針對(duì)每個(gè)供能設(shè)備從所述可能的工作模式中選擇工作模式的子模塊。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于對(duì)表示每個(gè)選擇的優(yōu)化目標(biāo)相對(duì)于默認(rèn)目標(biāo)的增益的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的模塊。

有利且根據(jù)本發(fā)明，所述人機(jī)界面配置為向操作員提供信息，該信息表示所述約束、和/或所述可能的工作模式、和/或所選擇的工作模式、和/或所確定的設(shè)定點(diǎn)、和/或所述表示每個(gè)目標(biāo)的增益的數(shù)值。

人機(jī)界面因此使得諸如飛行器的飛行員之類的操作員能夠選擇一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，所選擇的一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)則與飛行器施加的任何約束一同由設(shè)定點(diǎn)確定模塊進(jìn)行考慮，從而限定各供能設(shè)備的適合于達(dá)到這些目標(biāo)的工作模式。

有利地，所述人機(jī)界面還使得能夠?yàn)椴僮鲉T提供表示設(shè)備的工作模式的信息。

所述信息例如經(jīng)由飛行器航空電子設(shè)備顯示在儀器面板的專門(mén)部分上。所述信息例如以綜合指示符的形式被提供，該綜合指示符使得操作員能夠核實(shí)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在該推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的驗(yàn)證額定限制內(nèi)，從而核實(shí)與諸如電動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置和控制電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的設(shè)備也工作在該設(shè)備的驗(yàn)證額定限制(特別是熱限制)內(nèi)，并且訪問(wèn)與選擇的優(yōu)化和相關(guān)的增益有關(guān)的信息。

本發(fā)明還涉及一種飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法，并且涉及相應(yīng)的裝置，該裝置的特征在于與之前或下文中所述的一些或全部特征的結(jié)合。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀以下以非限定方式給出的說(shuō)明并參照附圖，本發(fā)明其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理方法的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化全局管理裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的方法包括從多個(gè)預(yù)定目標(biāo)中選擇至少一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的步驟10。

所述方法還包括接收設(shè)備數(shù)據(jù)21和飛行器數(shù)據(jù)20的步驟11，設(shè)備數(shù)據(jù)表示供能設(shè)備的工作，飛行器數(shù)據(jù)表示飛行器的工作。

最后，該方法包括確定供能設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)22的步驟12，該工作設(shè)定點(diǎn)適用于達(dá)到所選擇的優(yōu)化目標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的方法有利地由根據(jù)本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，該裝置包括從多個(gè)預(yù)定目標(biāo)中選擇至少一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)19的模塊40、接收飛行器數(shù)據(jù)20的模塊41、接收設(shè)備數(shù)據(jù)21的模塊42以及確定供能設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)22的模塊43。

在以下詳盡說(shuō)明中，所討論的飛行器是直升機(jī)，該直升機(jī)包括至少兩個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器具有自由渦輪或者具有剛性連接到輸出軸上的渦輪，該渦輪被設(shè)置為由氣體發(fā)生器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。每個(gè)自由渦輪或者連接渦輪的輸出軸適用于將功率輸送變速箱(下文中為縮寫(xiě)PTG，power transmission gearbox)運(yùn)動(dòng)，該功率輸送變速箱轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)直升機(jī)的旋翼，該旋翼配備有例如具有可變槳距的葉片或者其他機(jī)電或液動(dòng)部件。除渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)之外，直升機(jī)的供能網(wǎng)絡(luò)還包括儲(chǔ)能裝置、變換器和非推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

當(dāng)然，下文中結(jié)合這樣的直升機(jī)所述的實(shí)施例同樣能夠適于其他類型的飛行器。

優(yōu)化目標(biāo)選擇模塊優(yōu)選地為人機(jī)界面，該人機(jī)界面使得諸如管理飛行器的飛行的飛行員或地勤工程師等操作員能夠選擇一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，數(shù)字開(kāi)關(guān)被用于從多個(gè)提出的目標(biāo)中選擇一個(gè)目標(biāo)。該界面優(yōu)選地還包括用于以綜合標(biāo)識(shí)符的形式顯示信息27的屏幕，該綜合標(biāo)識(shí)符使得操作員能夠注意到確定模塊43確定的設(shè)定點(diǎn)。該界面優(yōu)選地還使得能夠提供與飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的各供能設(shè)備的工作狀態(tài)有關(guān)的信息。

根據(jù)附圖中的實(shí)施例，設(shè)備數(shù)據(jù)21包括來(lái)自飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)21a、來(lái)自飛行器的供能網(wǎng)絡(luò)的電力、液動(dòng)、氣動(dòng)和點(diǎn)火機(jī)械裝置的數(shù)據(jù)21b、以及來(lái)自能量?jī)?chǔ)能裝置的數(shù)據(jù)21c。

模塊43確定的設(shè)定點(diǎn)22包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)定點(diǎn)22a和非熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)定點(diǎn)22b。

此外，用于確定設(shè)定點(diǎn)22a、22b的模塊43優(yōu)選地包括用于限定飛行器的網(wǎng)絡(luò)的供能設(shè)備要遵守的約束的子模塊51，該約束取決于飛行器數(shù)據(jù)20和每個(gè)選擇的目標(biāo)19。所述子模塊51實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法中的約束限定步驟14。

模塊43還包括用于針對(duì)每個(gè)設(shè)備收集可能的工作模式的子模塊52，該可能的工作模式取決于子模塊43提供的約束25以及設(shè)備數(shù)據(jù)21a、21b、21c。所述子模塊52實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法中的收集可能的工作模式的步驟15。

最后，用于確定設(shè)定點(diǎn)的模塊還包括用于針對(duì)每個(gè)供能設(shè)備從子模塊52發(fā)送的可能的工作模式的列表26中選擇工作模式的子模塊53。所述子模塊53實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法中的選擇工作模式的步驟16。

根據(jù)各個(gè)變型，一些模塊能夠合并成單個(gè)模塊以使得確定約束的算法、收集可能的工作模式的算法和選擇算法能夠合并到發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)或飛行器側(cè)上。因而可以采用各種架構(gòu)。

此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括用于對(duì)選擇的目標(biāo)19相對(duì)于能量的均勻分配的默認(rèn)目標(biāo)的增益的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的模塊。該計(jì)算模塊優(yōu)選地為識(shí)別所選擇的工作模式的子模塊53。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)可選擇的預(yù)定目標(biāo)包括燃料消耗有關(guān)的目標(biāo)、與飛行器的工作成本有關(guān)的目標(biāo)以及與飛行器的排放有關(guān)的目標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與燃料消耗有關(guān)的目標(biāo)包括以下目標(biāo)19：(i)使所述供能網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的燃料消耗最小化的目標(biāo)；(ii)以最優(yōu)方式在供能網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)設(shè)備之間分配推進(jìn)能量的目標(biāo)；(iii)使供能網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)設(shè)備的過(guò)渡性能、特別是在起飛階段型的短時(shí)階段期間的過(guò)渡性能最大化的目標(biāo)。

(i)使燃料消耗最小化的目標(biāo)

當(dāng)選擇使網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的燃料消耗最小化的目標(biāo)時(shí)，模塊41、42接收的飛行器數(shù)據(jù)20和設(shè)備數(shù)據(jù)21如下：

-提供的任務(wù)概覽(時(shí)段、距離、飛行海拔/水平)；

-飛行條件(溫度、壓強(qiáng)、速率)；

-飛行器的實(shí)時(shí)質(zhì)量；

-距地面的高度；

-(P3，電、機(jī)械、熱)功率提取水平；

-發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整參數(shù)；

-健康監(jiān)視參數(shù)(儲(chǔ)能裝置的充電狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置的溫度、啟動(dòng)電機(jī)的溫度等)。

用于確定輸出設(shè)定點(diǎn)的模塊43配置為提供以下設(shè)定點(diǎn)：

-用于在發(fā)動(dòng)機(jī)之間分配功率的設(shè)定點(diǎn)；

-根據(jù)預(yù)定的待機(jī)制度被置于待機(jī)狀態(tài)的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的以每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)表示的速率設(shè)定點(diǎn)，該類型的待機(jī)制度例如為相同申請(qǐng)人提交的專利申請(qǐng)F(tuán)R1363316中所述的待機(jī)制度；

-非推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)，諸如為渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的處于待機(jī)模式的電力輔助電機(jī)供電的設(shè)定點(diǎn)。

此外，人機(jī)界面40配置為向飛行員提供以下信息：

-工作中的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量；

-選擇的管理模式相對(duì)于與默認(rèn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的對(duì)稱管理模式的增益；

-對(duì)于飛行速率和海拔的建議；

-對(duì)于各發(fā)動(dòng)機(jī)之間的氣動(dòng)和電功率提取分配的建議。

確定模塊43指定的工作模式使得例如能夠提供理想飛行速率以降低消耗和/或提供理想飛行海拔以降低消耗(例如，略微下降以使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠處于待機(jī)，略微爬升以使得一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱能利用水平上升)。

(ii)使推進(jìn)系統(tǒng)的過(guò)渡性能最大化的目標(biāo)

當(dāng)選擇使過(guò)渡性能最大化的目標(biāo)以提高飛行器的反應(yīng)能力、例如提高躲避障礙物的性能時(shí)，模塊41、42接收的飛行器數(shù)據(jù)20和設(shè)備數(shù)據(jù)21如下：

-飛行條件(溫度、壓強(qiáng))；

-(P3，電、機(jī)械、熱)功率提取水平；

-調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部參數(shù)；

-健康監(jiān)視參數(shù)(儲(chǔ)能裝置的充電狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置的溫度、啟動(dòng)電機(jī)的溫度等)。

用于確定輸出設(shè)定點(diǎn)的模塊43配置為提供以下設(shè)定點(diǎn)：

-用于在發(fā)動(dòng)機(jī)之間分配推進(jìn)功率和非推進(jìn)功率的設(shè)定點(diǎn)；

-以每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)處于待機(jī)中的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(初級(jí)和/或次級(jí)軸)的速率設(shè)定點(diǎn)；

-非推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)(諸如電和氣動(dòng)功率提取之類的子系統(tǒng)的管理)。

此外，人機(jī)界面40配置為向飛行員提供以下信息：

-飛行員信息(工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量)；

-管理模式相對(duì)于對(duì)稱管理模式的增益。

這使得例如可以確保氣體發(fā)生器上的機(jī)械功率提取被過(guò)渡疏導(dǎo)至一個(gè)或更多個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上的電功率提取。在此時(shí)間段內(nèi)，這使得能夠使用儲(chǔ)電裝置來(lái)確保供應(yīng)的連續(xù)性，或者對(duì)在一個(gè)或更多個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上的氣動(dòng)功率提取進(jìn)行過(guò)渡疏導(dǎo)(délestage transitoire)。這使得在該時(shí)間段內(nèi)能夠消除借此供電的舒適供能。這還使得能夠?yàn)闅怏w發(fā)生器的減速提供輔助以使得超速運(yùn)行最小化。

在雙發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)的情況下，設(shè)定點(diǎn)能夠用于提供將機(jī)械功率從儲(chǔ)能裝置注入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器。在包括兩個(gè)大型發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)小型發(fā)動(dòng)機(jī)的三發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)的情況下，這些設(shè)定點(diǎn)能夠用于提供將機(jī)械功率從小型發(fā)動(dòng)機(jī)(和/或從儲(chǔ)能裝置)注入大型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器。所述注入還能夠是從大型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器至小型發(fā)動(dòng)機(jī)的自由渦輪或至儲(chǔ)能裝置的功率注入。

(iii)使起飛階段類型的短時(shí)階段期間飛行器的性能最大化的目標(biāo)

當(dāng)選擇使推進(jìn)設(shè)備的過(guò)渡性能(諸如在起飛階段內(nèi))最大化的目標(biāo)時(shí)，模塊41、42接收的飛行器數(shù)據(jù)20和設(shè)備數(shù)據(jù)21如下：

-飛行條件(溫度、壓強(qiáng))；

-飛行器的實(shí)時(shí)質(zhì)量；

-距地面的高度；

-(P3、電、機(jī)械、熱)功率提取水平；

-調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部參數(shù)；

-健康監(jiān)視參數(shù)(儲(chǔ)能裝置的充電狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置的溫度、啟動(dòng)電機(jī)的溫度等)。

用于確定輸出設(shè)定點(diǎn)的模塊43配置為提供以下設(shè)定點(diǎn)：

-用于在發(fā)動(dòng)機(jī)之間分配推進(jìn)功率和非推進(jìn)功率的設(shè)定點(diǎn)；

-特定AEO(all engines operative，全部發(fā)動(dòng)機(jī)可工作)或OEI(one engine inoperative，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)不可工作)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制的授權(quán)(釋放)；

-非推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)。

此外，人機(jī)界面40配置為向飛行員提供以下信息：

-工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量和針對(duì)每個(gè)熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)授權(quán)的狀態(tài)；

-管理模式相對(duì)于對(duì)稱管理模式的增益。

該目標(biāo)例如能夠致使5至30秒的通過(guò)由儲(chǔ)能裝置或APU供電的電動(dòng)機(jī)向氣體發(fā)生器的功率注入、或直接通過(guò)熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之一向其他熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率注入。該目標(biāo)還能夠致使5至30秒的通過(guò)由儲(chǔ)能裝置或APU供電的電動(dòng)機(jī)向自由渦輪軸的功率注入、或直接通過(guò)熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之一向其他熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率注入。該目標(biāo)使得能夠?yàn)楦靼l(fā)動(dòng)機(jī)限定不同的狀態(tài)結(jié)構(gòu)，該狀態(tài)結(jié)構(gòu)根據(jù)直升機(jī)的任務(wù)類型被激活。

與燃料消耗的優(yōu)化有關(guān)的其他類型的目標(biāo)是可能的。例如，可以提供對(duì)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的健康的工作的精確度進(jìn)行提高的目標(biāo)。這樣的目標(biāo)旨在能夠通過(guò)在有問(wèn)題的發(fā)動(dòng)機(jī)上以足夠高的速率進(jìn)行該工作并通過(guò)消除不精確因素(諸如，可切換到其他發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣滲出類型的非推進(jìn)提取或電/機(jī)械功率提取)來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)健康監(jiān)視的精確度。發(fā)動(dòng)機(jī)健康監(jiān)視工作還能夠針對(duì)通過(guò)使用工作模式來(lái)監(jiān)視振動(dòng)健康來(lái)提高，這些工作模式使得能夠使得發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法對(duì)準(zhǔn)，以使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于特定狀態(tài)或在各狀態(tài)中進(jìn)行掃描。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與使工作成本最小化的目標(biāo)包括：(iv)使工作成本最小化的目標(biāo)。

(iv)使工作成本最小化的目標(biāo)

當(dāng)選擇使飛行器的工作成本最小化的目標(biāo)時(shí)，模塊41、42接收的飛行器數(shù)據(jù)20和設(shè)備數(shù)據(jù)21如下：

-飛行條件(溫度、壓強(qiáng)、速率)；

-飛行器的實(shí)時(shí)質(zhì)量；

-乘客數(shù)量或載重；

-調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部參數(shù)；

-健康監(jiān)視參數(shù)(儲(chǔ)能裝置的充電狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置的溫度、啟動(dòng)電機(jī)的溫度等)；

-短周期疲勞的周期計(jì)數(shù)。

用于確定輸出設(shè)定點(diǎn)的模塊43配置為提供以下設(shè)定點(diǎn)：

-在發(fā)動(dòng)機(jī)之間分配功率的設(shè)定點(diǎn)；

-以每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)表示的待機(jī)中的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(初級(jí)軸和/或次級(jí)軸)的速率設(shè)定點(diǎn)；

-非推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備的工作設(shè)定點(diǎn)(為轉(zhuǎn)動(dòng)模式下的電動(dòng)機(jī)供電的設(shè)定點(diǎn))。

此外，人機(jī)界面40配置為向飛行員提供以下信息：

-管理模式相對(duì)于對(duì)稱管理模式的增益；

-飛行速率和海拔的建議。

該目標(biāo)例如旨在使周期數(shù)量最小化或不超過(guò)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的特定內(nèi)部溫度。

與使成本最小化有關(guān)的其他類型的目標(biāo)是可能的。例如，可以設(shè)法使發(fā)動(dòng)機(jī)或飛行器的直接工作成本(維護(hù)成本和燃料成本的組合)最小化。還可以設(shè)法更改發(fā)動(dòng)機(jī)或直升機(jī)的維護(hù)工作：在發(fā)動(dòng)機(jī)之間使用非對(duì)稱工作模式致使安裝在同一飛行器中的發(fā)動(dòng)機(jī)之間不同周期中的損傷和消耗。如果期望延遲發(fā)動(dòng)機(jī)之一(例如，接近于限制中要求維護(hù)工作的一個(gè)限制的發(fā)動(dòng)機(jī))的維護(hù)工作，則可以想到將該發(fā)動(dòng)機(jī)保持在備用狀態(tài)以有利于就維護(hù)工作具有更多余度的發(fā)動(dòng)機(jī)的邏輯?？梢蕴岢鱿嗨频哪Ｊ揭詫⒅鄙龣C(jī)的PTG保持在備用狀態(tài)，該相似的模式根據(jù)對(duì)應(yīng)于各發(fā)動(dòng)機(jī)的各輸入之間的非對(duì)稱水平以不同程度衰老。

本發(fā)明還提供了優(yōu)化排放的邏輯。特別地，非常對(duì)稱工作模式(通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配)提供了一個(gè)或更多個(gè)自由度，從而使飛行器和飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)的各簽名最小化。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了使外部噪聲最小化的目標(biāo)?；诟靼l(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器源的聲學(xué)特征并且基于周圍土地的繪制圖的知識(shí)，可以在任何時(shí)刻確定發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配，該功率分配使得給定點(diǎn)處感知到的噪聲最小化。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了使內(nèi)部噪聲最小化的目標(biāo)?；诟靼l(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器源的聲學(xué)特征并且根據(jù)飛行器的傳遞特征，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配，該功率分配使飛行器內(nèi)感知到的噪聲最小化。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了使表面紅外線(SIR)最小化的目標(biāo)。借助于發(fā)動(dòng)機(jī)性能模型和排放特征曲線，可以構(gòu)建SIR估計(jì)量，該SIR估計(jì)量能夠通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)飛行階段中各發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配實(shí)現(xiàn)最小化。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了使污染物排放(CO2、CO、NOx、未燃燒的燃料等)最小化的目標(biāo)。借助于發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放模型，可以對(duì)瞬時(shí)污染物排放進(jìn)行評(píng)估，該瞬時(shí)污染物排放能夠通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)飛行階段中各發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配實(shí)現(xiàn)最小化。如果引入一個(gè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)污染物排放進(jìn)行征稅，可以對(duì)經(jīng)濟(jì)模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)以在任務(wù)進(jìn)行期間操作員應(yīng)付的稅款量進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了使振動(dòng)水平最小化的目標(biāo)。基于各發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器激勵(lì)源的振動(dòng)特征和飛行器的傳遞特征，可以確定各發(fā)動(dòng)機(jī)之間的功率分配，該功率分配使飛行器上給定點(diǎn)處的振動(dòng)水平的最小化。

本發(fā)明并不僅限于所述實(shí)施例。特別地，其他優(yōu)化目標(biāo)和相關(guān)邏輯能夠整合到根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法中。