一种空气涡轮起动机超转保护控制方法及系统与流程

本申请属于航空发动机，具体涉及一种空气涡轮起动机超转保护控制方法及系统。

背景技术：

1、空气涡轮起动机一般用于航空发动机起动，主要用途是为航空发动机起动提供起动扭矩；发动机起动时，由辅助动力装置(auxiliary power unit，apu)压气机后引出一股高压气体，通过空气管路，驱动与发动机齿轮箱相连接的空气涡轮起动机(air turbinestarter，ats)旋转做功(即将空气动能转换成机械能)，进而带动航空发动机转速上升，最终完成起动，在发动机起动成功后，控制系统切断apu气源，空气涡轮起动机停止工作。

2、在发动机起动过程中，当供气管路电磁阀故障无法切断气源以及空气涡轮起动机超越离合器故障时，均会导致空气涡轮起动机转速过高，造成空气涡轮超限转子超转破裂等问题，为了保证起动过程的安全性，一般在发动机起动过程中会采集发动机转速信号，当采集的发动机转速信号超过限制值时，控制器会发出起动机转速超限告警信号，由飞行员根据实际飞行情况进行判断和处置操作，由于该种方式只是对起动机转速超限进行告警，由飞行员判断和操控，无法识别出不同的故障模式：如转子卡滞、气压偏低、输出轴断裂转速超限、气源无法断开造成转速超限以及超越离合器故障导致的转速超限，从而不能针对性采取故障处置对策保障产品免受二次伤害和飞行安全，在某些特殊工况下，飞行员无法根据有限的信息及时判别空气涡轮起动机是否存在故障，从而错失处置机会，对起动机、发动机甚至飞行器造成更大的伤害。

3、申请内容

4、本申请的目的在于提供一种空气涡轮起动机超转保护控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的现有航空发动机起动过程中无法准确获取故障信息的问题。

5、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，包括:

6、采集航空发动机起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据，所述起动阶段包括过程阶段和完成阶段；

7、基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令。

8、进一步的，所述过程阶段包括过程初期阶段，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

9、在过程初期阶段中，当涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据均小于第一设定值时，对应输出起动气压偏低或转子卡滞告警信息。

10、进一步的，所述第一设定值为1～15内的任意数值。

11、进一步的，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

12、在过程阶段中，当涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据差值的绝对值不小于第二设定值时，对应输出起动机输出轴断裂告警信息并执行关闭起动电磁阀和切断起动机气源执行控制指令。

13、进一步的，所述第二设定值为5～60内的任意数值。

14、进一步的，所述过程阶段为发动机冷运转、假开车或起动过程阶段，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

15、在起动过程阶段中，当涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据均不小于第三设定值并保持设定时间时，输出起动电磁阀不响应故障告紧信息并执行切换主控通道控制指令。

16、进一步的，所述第三设定值为50～60内的任意数值。

17、进一步的，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

18、在完成阶段中，当发动机燃气涡轮转速数据不小于第四设定值且涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据差值数据的绝对值不大于第五设定值时，输出起动机脱不开故障告警信息。

19、进一步的，所述第四设定值为60～90内的任意数值。

20、本申请另一方面公开了一种空气涡轮起动机超转保护控制系统，包括：

21、采集模块，其配置为采集航空发动机起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据，所述起动阶段包括过程阶段和完成阶段；

22、控制模块，其配置为基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令。

23、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

24、本申请通过对航空发动机起动阶段涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据进行采集，并基于涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据以及基于涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据得到的二者差值数据，可自动识别空气涡轮起动机各种故障模式采取对应的故障处置对策，并向飞机申报对应故障告警信息，飞行员可根据故障提示及时采取对应处理措施，提高发动机使用安全性。

技术实现思路

1.一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述过程阶段包括过程初期阶段，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

3.根据权利要求2所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述第一设定值为1～15内的任意数值。

4.根据权利要求1所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

5.根据权利要求4所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述第二设定值为5～60内的任意数值。

6.根据权利要求1所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述过程阶段为发动机冷运转、假开车或起动过程阶段，基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

7.根据权利要求6所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述第三设定值为50～60内的任意数值。

8.根据权利要求1所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：基于起动阶段中涡轮起动机转速数据与发动机燃气涡轮转速数据的差值数据、涡轮起动机转速数据和/或发动机燃气涡轮转速数据输出起动状态信息和/或执行控制指令包括：

9.根据权利要求8所述的一种空气涡轮起动机超转保护控制方法，其特征在于：所述第四设定值为60～90内的任意数值。

10.一种空气涡轮起动机超转保护控制系统，其特征在于，包括：