一种航空发动机自动执行暖机的方法及系统与流程

1.本技术属于航空发动机起动控制技术领域，具体涉及一种航空发动机自动执行暖机的方法及系统。


背景技术：

2.对于航空发动机来说，充分暖机不仅可以有效降低出现振动大的概率，更可以提高发动机的稳定裕度，提高发动机的推力。因此，对于航空发动机的使用，均会要求用户进行充分的暖机。对于不同的发动机，发动机暖机要求不同(包括暖机转速和暖机时间等)，用户根据不同的使用机型或者同一机型配装的不同发动机暖机要求执行暖机，这就给用户的使用增加了很多记忆负担，尤其是同一用户中存在多种机型时，容易出现记混导致执行错误暖机要求的情况。
3.现有的暖机执行均需要用户提前记忆暖机转速和暖机时间等要求，然后通过精细控制油门杆和座舱内手动计时完成发动机暖机。这一操作过程，不仅增加了用户的操作工作量，还需要用户在暖机过程中把大量的精力浪费在暖机时间的计时上，不利于用户的使用，另外由于飞机油门杆与发动机油门杆采用柔轴连接，从而导致油门的操作有一定滞后性，使得暖机过程不达标。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术提供了一种航空发动机自动执行暖机的方法及系统，准确识别出真实的用户暖机需求，避免误操作带来的风险；并给出在自动暖机执行过程中出现异常情况时的安全处置策略。
5.本技术第一方面提供了一种航空发动机自动执行暖机的方法，主要包括：
6.步骤s1、确定暖机进入条件，所述暖机进入条件包括发动机同时满足条件1至条件5，其中，条件1为发动机处于地面状态，条件2为油门杆在慢车状态以上，且在中间状态以下，条件3为发动机本次起动后首次进行暖机，条件4为发动机自起动后到达设定时间点，或者在到达设定时间点前收到用户暖机请求，条件5为发动机给出刹车信号；
7.步骤s2、按预置的暖机时间及暖机转速控制计划值控制发动机转动，实现对发动机自动暖机；
8.步骤s3、确定暖机退出条件，所述暖机退出条件包括发动机满足条件6至条件8中的任意一个，其中，条件6为油门杆在慢车状态，或者在中间及以上状态，条件7为到达预置的暖机时间，条件8为飞机处于空中状态。
9.优选的是，步骤s1中，确定发动机满足条件3包括：
10.发动机每次起动后，对预置的暖机变量赋初始值；
11.当所述暖机变量为初始值时，认定满足条件3，并在确定暖机进入条件后，将所述暖机变量设置为不同于所述初始值的变更值。
12.优选的是，步骤s1中在到达设定时间点前收到用户暖机请求进一步包括：
13.在到达设定时间点前收到用户的初次自动暖机按钮接通信号；
14.反馈二次确认需求；
15.在到达设定时间点前收到用户的二次自动暖机按钮接通信号。
16.优选的是，步骤s2进一步包括获取暖机过程中任一时间点的暖机转速控制计划值，获取暖机转速控制计划值包括：
17.按照预置的暖机转速要求计算出中值；
18.若所述中值高于中间状态控制计划值，则将所述中值下修至所述中间状态控制计划值；
19.将所述中值作为暖机转速控制计划值。
20.优选的是，步骤s2进一步包括设定内置油门，所述内置油门至少包括控制供油速率变化的速率阈值，基于所述速率阈值使得所述发动机转速的变化率控制在设定值内。
21.本技术第二方面提供了一种航空发动机自动执行暖机的系统，主要包括：
22.暖机进入条件判定模块，用于确定暖机进入条件，所述暖机进入条件包括发动机同时满足条件1至条件5，其中，条件1为发动机处于地面状态，条件2为油门杆在慢车状态以上，且在中间状态以下，条件3为发动机本次起动后首次进行暖机，条件4为发动机自起动后到达设定时间点，或者在到达设定时间点前收到用户暖机请求，条件5为发动机给出刹车信号；
23.自动暖机模块，用于按预置的暖机时间及暖机转速控制计划值控制发动机转动，实现对发动机自动暖机；
24.暖机退出条件判定模块，用于确定暖机退出条件，所述暖机退出条件包括发动机满足条件6至条件8中的任意一个，其中，条件6为油门杆在慢车状态，或者在中间及以上状态，条件7为到达预置的暖机时间，条件8为飞机处于空中状态。
25.优选的是，所述暖机进入条件判定模块包括：
26.初始化单元，用于在发动机每次起动后，对预置的暖机变量赋初始值；
27.变更单元，用于当所述暖机变量为初始值时，认定满足条件3，并在确定暖机进入条件后，将所述暖机变量设置为不同于所述初始值的变更值。
28.优选的是，所述暖机进入条件判定模块包括：
29.暖机初次确认单元，用于在到达设定时间点前收到用户的初次自动暖机按钮接通信号；
30.暖机反馈单元，用于反馈二次确认需求；
31.暖机二次确认单元，用于在到达设定时间点前收到用户的二次自动暖机按钮接通信号。
32.优选的是，所述自动暖机模块包括暖机转速控制计划值生成单元，所述暖机转速控制计划值生成单元包括：
33.中值计算单元，用于按照预置的暖机转速要求计算出中值；
34.修正单元，用于若所述中值高于中间状态控制计划值，则将所述中值下修至所述中间状态控制计划值；
35.转速控制计划值赋值单元，用于将所述中值作为暖机转速控制计划值。
36.优选的是，所述自动暖机模块包括内置油门，所述内置油门至少包括控制供油速
率变化的速率阈值，基于所述速率阈值使得所述发动机转速的变化率控制在设定值内。
37.本技术通过在发动机控制系统中内置自动暖机程序，极大的节省了用户记忆工作量和操作油门的工作量，提高了暖机精度。
附图说明
38.图1是本技术航空发动机自动执行暖机的方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
39.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
40.本技术第一方面提供了一种航空发动机自动执行暖机的方法，如图1所示，主要包括：
41.步骤s1、确定暖机进入条件，所述暖机进入条件包括发动机同时满足条件1至条件5，其中，条件1为发动机处于地面状态，条件2为油门杆在慢车状态以上，且在中间状态以下，条件3为发动机本次起动后首次进行暖机，条件4为发动机自起动后到达设定时间点，或者在到达设定时间点前收到用户暖机请求，条件5为发动机给出刹车信号；
42.步骤s2、按预置的暖机时间及暖机转速控制计划值控制发动机转动，实现对发动机自动暖机；
43.步骤s3、确定暖机退出条件，所述暖机退出条件包括发动机满足条件6至条件8中的任意一个，其中，条件6为油门杆在慢车状态，或者在中间及以上状态，条件7为到达预置的暖机时间，条件8为飞机处于空中状态。
44.本技术提供的航空发动机自动执行暖机的方法内置于发动机控制系统中，通过接管驾驶员的油门杆自动对供油系统进行控制，从而间接控制发动机转速，实现对发动机的自动暖机。
45.需要说明的是，步骤s1中，确定暖机进入条件时，首先分别获取发动机状态参数(飞机状态参数，包括地面状态或空中状态)、油门杆状态参数、暖机状态参数、时间参数以及刹车状态参数，其次，判断获取的上述参数是否满足上述条件1至条件5，当条件1-条件5同时满足时，任务发动机具有暖机需求。
46.进一步需要说明的是，根据油门杆所处的位置或角度将发动机状态或油门杆状态划分为慢车、中间及中间以上、最大工作状态等，这些状态对应于不同的发动机油门杆位置，属于本领域约定俗成的对发动机控制状态的称呼，备选实施方式中，条件2一般进一步限定为当油门杆略大于发动机慢车状态，这里通常可以设定一角度阈值，用于描述“略大于”的程度，在油门杆处于慢车以上，且未到达角度阈值之前，认定满足条件2。
47.在一些可选实施方式中，步骤s1中，确定发动机满足条件3包括：发动机每次起动
后，对预置的暖机变量赋初始值；当所述暖机变量为初始值时，认定满足条件3，并在确定暖机进入条件后，将所述暖机变量设置为不同于所述初始值的变更值。
48.举例来说，条件3中，设定的暖机变量为countflag，当countflag＜1时，认为满足条件3，而每次地面起动时countflag初始值设置为0，当满足条件1-5使的发动机执行了暖机程序，或者飞机状态由地面状态变更为空中状态时，countflag加1。基于该操作，避免了发动机暖机的误操作，使得发动机每次起动时仅允许进行1次自动暖机。
49.上述条件中，条件4包括两个并联的子条件，一个是根据时间要求达到自动暖机的时机，由本技术步骤s2提供的暖机策略自动暖机，这种情况主要是对于使用要求比较有规律的暖机要求，可通过设置固定的暖机时机进行暖机；另一个是根据用户需求，当用户请求有暖机需求时，暖机程序自动执行。例如在一些可选实施方式中，步骤s1中在到达设定时间点前收到用户暖机请求进一步包括：在到达设定时间点前收到用户的初次自动暖机按钮接通信号；反馈二次确认需求；在到达设定时间点前收到用户的二次自动暖机按钮接通信号。
50.可以理解的是，上述二次确认主要是为了避免用户误操作导致的风险而增加的防错设计，在座舱中增加确认逻辑、增加座舱按钮的二次确认，并且仅允许在刚起动的一定时间内使用自动暖机程序。另外需要说明的是，防错设计还包括条件5，通过条件5确认用户是否踩住刹车，只有当用户踩住刹车时，才能执行暖机程序。
51.在一些可选实施方式中，步骤s2进一步包括获取暖机过程中任一时间点的暖机转速控制计划值，获取暖机转速控制计划值包括：按照预置的暖机转速要求计算出中值；若所述中值高于中间状态控制计划值，则将所述中值下修至所述中间状态控制计划值；将所述中值作为暖机转速控制计划值。
52.该实施例主要保证暖机过程中暖机转速不超过中间状态控制计划值，这是由于中间状态控制计划值作为限制，在极低温度时会出现暖机要求转速高于中间状态值的情况，这里暖机转速要求通常由上限控制线与下限控制线构成，理论上转速在上下限之间根据需要调整，本实施例，首先根据暖机转速要求求取中线，也就是通过上下限两个值计算中值，由各状态点的中值构成中线，其次，需要保证不超过中间状态控制计划值，当中线上的中值超过中间状态控制计划值时，则下修为中间状态控制计划值。
53.在一些可选实施方式中，步骤s2进一步包括设定内置油门，所述内置油门至少包括控制供油速率变化的速率阈值，基于所述速率阈值使得所述发动机转速的变化率控制在设定值内。
54.本实施例中，通过构造内置油门来限制内置油门速率不要过快。
55.步骤s3中，需要考虑在自动暖机过程中如果出现异常情况，用户可以按正常操作习惯自动退出自动暖机逻辑，并对异常情况进行处置。如在自动暖机逻辑执行过程中，发动机出现“振动大”等异常情况下拉油门杆，降低发动机状态至慢车状态时，能够退出自动暖机逻辑。
56.通过本技术提供的航空发动机自动执行暖机的方法，用户使用时无需记忆不同机型的暖机要求和手动精细的操纵油门杆，只需要通过座舱按键即可完成全部暖机过程(包括自动达到暖机转速、自动计时等)，可以极大的节省用户记忆工作量(尤其是暖机要求比较复杂时)和操作油门的工作量；在自动执行暖机过程中，把计时花费的精力，放在更重要的飞机系统参数上。
57.本技术第二方面提供了一种与上述方法对应的航空发动机自动执行暖机的系统，主要包括：暖机进入条件判定模块，用于确定暖机进入条件，所述暖机进入条件包括发动机同时满足条件1至条件5，其中，条件1为发动机处于地面状态，条件2为油门杆在慢车状态以上，且在中间状态以下，条件3为发动机本次起动后首次进行暖机，条件4为发动机自起动后到达设定时间点，或者在到达设定时间点前收到用户暖机请求，条件5为发动机给出刹车信号；自动暖机模块，用于按预置的暖机时间及暖机转速控制计划值控制发动机转动，实现对发动机自动暖机；暖机退出条件判定模块，用于确定暖机退出条件，所述暖机退出条件包括发动机满足条件6至条件8中的任意一个，其中，条件6为油门杆在慢车状态，或者在中间及以上状态，条件7为到达预置的暖机时间，条件8为飞机处于空中状态。
58.在一些可选实施方式中，所述暖机进入条件判定模块包括：初始化单元，用于在发动机每次起动后，对预置的暖机变量赋初始值；变更单元，用于当所述暖机变量为初始值时，认定满足条件3，并在确定暖机进入条件后，将所述暖机变量设置为不同于所述初始值的变更值。
59.在一些可选实施方式中，所述暖机进入条件判定模块包括：暖机初次确认单元，用于在到达设定时间点前收到用户的初次自动暖机按钮接通信号；暖机反馈单元，用于反馈二次确认需求；暖机二次确认单元，用于在到达设定时间点前收到用户的二次自动暖机按钮接通信号。
60.在一些可选实施方式中，所述自动暖机模块包括暖机转速控制计划值生成单元，所述暖机转速控制计划值生成单元包括：中值计算单元，用于按照预置的暖机转速要求计算出中值；修正单元，用于若所述中值高于中间状态控制计划值，则将所述中值下修至所述中间状态控制计划值；转速控制计划值赋值单元，用于将所述中值作为暖机转速控制计划值。
61.在一些可选实施方式中，所述自动暖机模块包括内置油门，所述内置油门至少包括控制供油速率变化的速率阈值，基于所述速率阈值使得所述发动机转速的变化率控制在设定值内。
62.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本技术作了详尽的描述，但在本技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本技术要求保护的范围。