确定和显示飞行指示的方法以及实现所述方法的飞行指示器的制作方法

专利名称：确定和显示飞行指示的方法以及实现所述方法的飞行指示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及驾驶旋转翼飞机的一般技术领域，尤其，涉及飞行仪器的一般技术领域。飞机驾驶员用这些仪器来监视环境和与飞行有关的技术参数。这些仪器首先能让飞机 驾驶员知道设备(诸如飞机的发动机或设备的其它部件)的任何误操作，其次在所述飞机 的各个驾驶阶段帮助飞机驾驶员。
背景技术：
例如，当驾驶直升机时，必须监视仪器板上的许多仪器，大多数仪器用于显示发动 机单元或飞机设备的其它部件的操作。为了物理的原因，飞机驾驶员必须在飞行期间的每 个时刻考虑许多限制情况，这些限制情况一般取决于飞机的状态和外部条件。大多数当前制造的直升机配备有一般使用自由涡轮的、称之为涡轮发动机电厂的 一个或多个涡轮发动机。也称之为主传输齿轮箱(MGB)的减速齿轮箱的作用是实现发动机 单元和旋转翼之间的驱动连接，具体地，旋转驱动叶片。例如，专利EP 0 816 226揭示了一种用于飞机的飞行指示器，设计这种指示器以 指示作为飞行条件函数的、飞机的至少一个发动机可用的功率余量(margin)。指示器使 用来自适用于传送关于发动机的各种监视参数的信息的传感器的信号，处理来自所述传感 器的信息的处理器装置，以及在显示器屏幕上显示经处理的信息的显示装置，所述信息涉 及所述多个发动机监视参数中的参数之一，所述参数的当前值最接近所述参数的定义极限 值。以实时建立极限值，同时考虑环境压力和温度。因此上述飞行指示器以相对值识别了重要发动机监视参数中之一接近了它的极 限值。然后，首先把与要汇编的极限值有关的信息一起组合在单个显示服务中以概括信息， 并且单独向飞机驾驶员显示所述概括的结果，从而简化飞机驾驶员的任务，其次，节省了仪 器板上的空间。因此，飞行指示器包括与需要监视的不同参数有关的以及适用于把与各个参数对 应的信息传送到处理所述信息的计算机的各种传感器。然后，显示装置在显示器屏幕上显 示从所述发动机监视参数中选择的、其当前值最接近对应的极限值的、与所谓的“极限值” 参数有关的信息。把如此的飞行指示器称为第一 _极限值指示器，或简称为FLI。在例如直升机之类的、具有至少一个涡轮发动机和至少一个旋转翼的旋转翼飞机 的具体例子中，特定的监视参数与所述涡轮发动机和主齿轮箱相关联。但是在关于FLI类的当今飞行指示器向飞机驾驶员示出信息的某些情况下，它们 是不能满足要求的。飞机驾驶员还需要使用与各种单独显示的附加参数有关的附加信息， 然后需要在采取适当的驾驶操作之前在心里概括出所有这些信息。这对于简化飞机驾驶员 的任务毫无贡献，通常要飞机驾驶员极快地作出决定以避免危害机组人员和/或威胁飞机 的完整性。在这些附加参数中，存在对于驾驶极其重要的参数，例如，诸如旋转翼(rotor) 的旋转速度。
需要监视旋转翼的旋转速度，恰如通过第一 _极限值指示器处理监视参数那样。旋转翼的实际旋转速度和称为旋转的“基准”速度的旋转翼的正常旋转速度之间的差异过 大，可能会导致飞机的严重的和不可逆转的结果。在飞行的某些阶段，当旋转翼的旋转速度偏离旋转的基准速度时，飞机驾驶员对 叶片的螺距采取行动。因此，当旋转的真实速度过快时，飞机驾驶员增加螺距以刹住旋转翼 的运动。因此，当旋转翼的真实旋转速度过慢时，飞机驾驶员减少螺距以便增加所述旋转翼 的真实旋转速度。只要旋转翼的旋转速度存在任何情况下都不能超越的物理极限值，这些驾驶操作 就并非不存在危险性。因此，定义了旋转翼的最大旋转速度。此外，超过与主齿轮箱或旋转 翼枢纽相关联的物理极限值，就存在必定不能超过的失速极限值(Stalling limit)。因此， 在主齿轮箱的出口处定义了旋转翼的最小旋转速度。因此，旋转翼的真实旋转速度必须保 持在通过最大和最小旋转速度定义的一个范围内。超过最大旋转速度对应于越过了螺距的下极限位置，并且对应于大于主齿轮箱施 加的叶片旋转速度。这通过在主齿轮箱中本身结合众所周知的自由轮机构而成为可能。这 使电厂和主齿轮箱之间的机械转矩传输产生了中断。具体地，然后，飞机驾驶员处于不再能 控制旋转翼的旋转速度的一个情况中。然后，驾驶飞机会变得非常困难或甚至不可能。飞 机驾驶员还面对了机械部件损坏的主要危险，最佳的情况是需要进行维修操作。当电厂和主齿轮箱之间的机械转矩传输中断而没有超过旋转翼的最大旋转速度 时，飞机驾驶员处于螺距已经越过称之为“去同步”螺距的一个门限值的情况中。例如，这 种情况与在某些情况下飞机驾驶员所处于的已知为“自转”的飞行阶段是兼容的，尤其，在 丢失发动机功率的事件中。去同步螺距的值与旋转翼的最大和最小旋转速度无关。在减慢方向上越过最小旋转速度对应于越过用于设置螺距的上极限值和对应于 比主齿轮箱所施加的更慢的叶片的旋转速度。这导致对涡轮发动机的功率要求的增加，这 可能导致十分快速地到达损坏所述发动机的工作极限。在所有情况下，飞机驾驶员所冒的 风险是面对不够的或失败的旋转翼升降。在飞机具有至少两个涡轮型发动机单元的特别情况中，通过使用另一个发动机， 可以在某个给定持续期内补偿所述发动机之一的故障。在这个给定持续期内，即使该持续 期是较短的，上述问题还是存在的。可以说两个涡轮发动机是不对准的。然后在第一-极 限值指示器中向飞机驾驶员显示对应于称之为“避难”螺距的位置的指示，以便优化仍在运 转的发动机的使用。文件WO 2006/081334揭示了一种飞机飞行指示器，用于指示作为飞行条件的函 数的、可在至少一个飞机发动机上用的功率余量。所描述的指示器显示多个参数，尤其， 具有最高归一化值的第一参数以及具有与其归一化极限值最接近的归一化值的第二参数 (比照FLI)。这些指示器用来通知飞机驾驶员关于旋转翼的旋转速度、旋转翼速度的最大 和最小值以及发动机涡轮的旋转速度。还提供与基准值不同的旋转翼的旋转速度的驾驶。文件US 2001/044679也描述了一种飞机飞行指示器，用于指示作为飞行条件的 函数的、可在至少一个飞机发动机上用的功率余量。所述指示器显示最接近其极限值(FLI) 的参数，当旋转翼的旋转速度降低到预定的极限值以下时，它通知飞机驾驶员要校正螺距。

发明内容
本发明的目的是通过预先考虑驾驶所必需的信息的显示以快速和恰当地反应而提高对飞机的控制。本发明的目的是提供一种用于旋转翼飞机的新颖的驾驶辅助方法，所述方法简化 了飞机驾驶员的任务，并且提高了飞机驾驶员作出决策的速度以进行恰当的驾驶动作。本发明的另一个目的是提供一种用于旋转翼飞机的新颖的飞行指示器，所述供飞 机驾驶员使用的指示器是特别可靠的、简单的和快速的。可以通过驾驶辅助方法来实现为本发明给出的目的，所述方法用于辅助旋转翼飞 机的驾驶，所述方法包括使用至少一个旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO，以及 使用显示装置以在显示器屏幕上显示用于指示螺距P的位置的可移动标度(scale)，所述 方法的特征在于，包括·使用旋转翼的旋转速度的最大极限值Nr+和最小极限值Nr-； 确定去同步螺距Pds，所述去同步螺距Pds与中断涡轮发动机单元和主齿轮箱的 机械转矩的传输的、螺距P的位置相对应；·通过使用浮动基准标志在可移动标度上显示去同步螺距Pds ；·分别把最大极限值Nr+和最小极限值Nr-以实时和作为物理飞行参数的函数而 变换成螺距P的下限位置Pinf和上限位置Psup，所述极限位置Pinf和Psup是有效的；·在可移动标度上显示下限位置和上限位置Pinf和Psup ；·以实时比较旋转翼的旋转速度的真实值Nr与旋转翼的旋转速度的基准值NrO ； 以及·当在旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO之间出现确定的差异时，在显 示器屏幕上显示校正信息的至少一项，所述信息至少是可视的，以及是关于飞机驾驶员在 调节螺距P时采取的动作的。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用所显示的校正信息，当螺距P 的位置接近下限位置Pinf或上限位置Psup时改变所述所显示的校正信息，以便更强烈地 吸引飞机驾驶员的注意力。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括在真实值Nr越过旋转翼的旋转 速度的最大极限值Nr+或最小极限值Nr-的事件中，使可视的校正信息与音频报警相组合。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括通过包含理论数据和/或飞行测 试期间测量到的数据的算法来确定去同步螺距。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用应用显示装置的第一-极限 值指示器“FLI”以在显示器屏幕上显示信息，所述信息与从飞机的监视参数中选择的参数 中之一有关，其真实值最接近于所述参数定义的极限值，以及还在所述显示器屏幕上显示 可移动标度。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用附加拨盘以在可移动标度附 近的固定窗口中显示数字值，所述数字值对应于旋转翼的旋转速度的真实值Nr。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使附加可移动标度与固定窗口相 关联，所述附加可移动标度表示与包括中央等级(central graduation)的中性中央区域 一起的、不同的颜色区域，所述区域对应于旋转翼的旋转速度的真实值Nr，以及移动所述附加可移动标度以显示用构成另一个固定基准标志的固定窗口记录的、包括真实值Nr的颜 色区域。 在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用下列参数作为物理飞行参 数温度和高度、速度提前值的特定的测量值、和/或飞机的其它运载装置参数的值与诸如 旋转翼的旋转速度、涡轮的旋转速度、发动机转矩、MGB转矩、飞机重量之类的运载装置参 数、以及关于控制件的参数。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用以实时工作的第一-极限值 指示器FLI的计算机来确定螺距的上限和下限位置Psup和Pinf，并且还确定去同步螺距 Pds。以实时，尤其，作为旋转翼的旋转速度的函数，来确定这些位置。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用与第一-极限值指示器FLI 无关的计算机以实时确定螺距的上限和下限位置Psup和Pinf，并且还确定去同步螺距 Pds。以实时，尤其，作为旋转翼的旋转速度的函数，来确定这些位置。在根据本发明的一个实施方式中，所述方法包括使用在飞行测试期间测量的数据 以实时确定螺距P的上限和下限位置Psup和Pinf，并且还确定去同步螺距Pds。在根据本发明的一个实施方式中，当飞机具有至少两个发动机单元时，所述方法 包括至少可视地在附加可移动标度附近的附加拨盘上表示发动机单元中之一的故障。还通过飞行指示器的帮助实现了本发明的目的，所述指示器包括适合于传送关 于飞机各种监视参数的信息的传感器；用于处理所述信息的诸如计算机之类的处理器装 置；用于在显示器屏幕上显示信息的显示装置，所述指示器的特征在于，它包括·相对于显示器屏幕上的固定基准标志可移动的屏幕、指示螺距P的位置的标度；·附加处理器装置，用于在螺距P的下限和上限位置Pinf和Psup处分别以实时处 理旋转翼的旋转速度的预定最大和最小极限值Nr+和Nr-，所述极限位置Pinf和Psup是有 效的；·所述附加处理器装置用来确定与螺距位置(超过该螺距位置，涡轮发动机单元 和主齿轮箱之间的机械转矩传输就会中断)对应的去同步螺距Pds ； 显示装置，用于以实时在可移动标度上显示下限和上限位置Pinf和Psup与去同 步螺距Pds ；·附加处理器装置包括比较器装置，用于以实时对旋转翼的旋转速度的真实值Nr 与基准值NrO进行比较；以及·附加处理器装置还包括激励装置，用于激励显示装置在显示器屏幕上显示作为 给出旋转翼的旋转速度真实值Nr和基准值NrO之间的差异的比较结果的函数的校正信息， 校正信息至少是可视的，并且是与要在螺距杆上采取的动作有关的。在根据本发明的一个实施例中，由第一 _极限值指示器FLI的计算机来控制处理 器装置、附加处理器装置、显示装置以及激励装置。在根据本发明的另一个实施例中，由与第一-极限值指示器FLI的计算机不同的 计算机来控制附加处理器装置和激励装置。在根据本发明的一个实施例中，计算机包括软件资源，用于通过计算首先确定螺 距P的上限和下限位置Psup和Pinf，其次确定去同步螺距Pds。在根据本发明的一个实施例中，计算机还包括存储器装置，在所述存储器装置中存储了预定数据与飞行测试数据，所述数据是供计算时使用的。 在根据本发明的一个实施例中，显示器屏幕包括两个并列的拨盘，拨盘之一用于第一-极限值指示器，而另一个拨盘特定地用于显示表示螺距极限位置和去同步螺距的可 移动标度。在根据本发明的一个实施例中，显示器屏幕具有供第一 _极限值指示器使用的单 个拨盘，用于显示表示螺距极限位置和去同步螺距的可移动标度。在根据本发明的一个实施例中，飞行指示器包括附加拨盘，该拨盘表示在也构成 另一个固定基准标志的固定窗口中的旋转翼的旋转速度的真实值Nr ；与旋转翼的旋转速 度的真实值Nr和基准值NrO之间的差有关的至少一项附加可视信息；和/或与发动机单元 的工作状态有关的至少一项信息。还在包括根据本发明的飞行指示器的、旋转翼飞机的改进的第一 _极限值指示器 的帮助下实现本发明的目的。还在包括根据本发明的飞行指示器的、直升机类的旋转翼飞机的帮助下实现本发 明的目的。根据本发明的驾驶辅助方法使之有可能在与飞行指示器或第一 _极限值指示器 相关联的情况下，使用旋转速度的真实值和与旋转翼的旋转速度有关的其它信息。因此，飞 机驾驶员具有考虑基本参数的飞行指示器，对于只考虑旋转翼的旋转速度的所述真实值的 现有仪器所考虑的参数来说，所述基本参数为额外添加的。飞机驾驶员不再需要观看在与旋转翼的旋转速度和/或相关联的极限值有关的 仪器面板上的另一个拨盘，以便分析情况和然后采取正确的驾驶动作，如果这是必须的话。此外，根据本发明的方法和指示器将与飞机机动性余量有关的情况通知飞机驾驶 员。飞机驾驶员立刻就可以知道在避免越过特别的或临界的值或管理特定的飞行阶段(诸 如自转)的情况下螺距杆可以操纵的幅度。飞机驾驶员不需要计算或估计这些极限值，因此使飞机驾驶员的任务更轻松。在已知的旋转翼飞机中，作为对螺距杆采取行动的结果，飞机驾驶员一般只能够 在事后观察旋转翼的旋转速度的任何增加或减少。飞机驾驶员所采取行动的结果可以与所 要求的目的相反。在飞机飞行的某些情况下，这可能是危险的。借助于根据本发明的驾驶辅 助方法和飞行指示器，飞机驾驶员可以以实时知道正在接近哪个极限值以及需要对螺距调 节杆采取什么行动以便返回到正常情况，这可应用于着陆、起飞或自转的飞行的所有阶段。 因此，不断地把与飞机机动性余量有关的情况通知飞机驾驶员。


从下面参考附图进行的、作为非限制性说明而给出的实施例的说明的上下文中， 可以更详细地显示出本发明及其优点，在附图中图Ia是示出用于显示来自飞机的各种仪器的信息的一般屏幕例子的图，尤其示 出了根据本发明的飞行指示器的实施例；图Ib是示出用于显示来自飞机的各种仪器的信息的一般屏幕的另一个例子的 图，尤其示出了根据本发明的飞行指示器的另一个实施例；图2到6示出根据本发明的飞行指示器的一个例子，表示在飞机工作的不同阶段期间返回给飞机驾驶员的信息；图7到9是分别与图2、3、和4中所示出的工作阶段对应的、图Ib的飞行指示器的详细视图；以及图10和11是分别与图2和3中所示出的工作阶段对应的、图Ib的飞行指示器的 详细视图，其中飞机具有两个发动机单元。用相同的数字或字母数字标号来给出在不止一幅图中示出的、结构和功能相同的 每一个元件。
具体实施例方式图Ia示出包括根据本发明的飞行指示器的飞机仪器面板的一般屏幕1的一个实 施例。尤其，一般屏幕1包括各种不同的指示器2、3和4，这些指示器本身是已知的，并且可 用于控制飞机的工作和进行导航。飞行指示器包括，例如，与显示器屏幕5相关联的第一-极限值指示器(FLI)。如 上所简单描述的第一 _极限值指示器是众知的，所以不再详细地描述。显示器屏幕5具有在其上显示了可移动标度6a的第一拨盘6，如图2到6中所示。 可移动标度6a具有螺距P的位置的垂直的分等级显示。可移动标度6a相对于显示器屏幕 5上的固定基准6b而移动，作为螺距P的设置的函数，然后用表示由飞机驾驶员所控制的螺 距P的当前位置表示的可移动标度6a的等级来记录所述可移动标度6a。 显示器屏幕5还具有区域7或并列的附加拨盘，用于显示第一 _极限值指示器FLI 的极限参数。例如，通过水平固定标志来表示固定基准6b，其中可移动标度6a在其后面垂直地 移动。可移动标度6a还与附加指示10和11 一起表示与以前定义的避难螺距(refuge pitch)8对应的可移动的等级，附加指示10和11与涡轮发动机的工作不相关联，而且也可 以出现在拨盘6上。可移动标度6a还在可移动标度6a上显示浮动的标志9，该标志对应于称之为去同 步螺距Pds的螺距P的特定位置。通过根据本发明的方法来确定该螺距。举例来说，使用如下规定的闭环关系来确定去同步螺距Pds
f \p \f AP λPds 二 P+ (K-Wjx —- +(iV,-iVjx — XC
、經mJ、組J其中如果Ne彡Neo,则C = 1，而如果Ne < Neo,则C = 0。在该公式中，P表示螺距位置当前测量到的电流，Wm表示主齿轮箱传输到旋转翼的 测量功率值，Ne表示旋转翼的当前旋转速度，而Nki表示旋转翼的基准旋转速度。项κ表示η阶的线性变化，其中η在当前螺距P和旋转翼盘的影响速度\之间的 1到4的范围内。使用下列公式K = a X Pn+b X Pn"1+- · +c X P2+d X P+e其中系数互、h、￡、d和g具有下面的形式i1XVi2+i2XVi+i3其中ip i2和i3是通过模拟确定的常数。
旋转翼盘的影响速度Vi是旋转叶片组相对于空气质量而非相对于地面的平均速 度。建立旋转翼盘的影响速度作为计算的真实空气速度(TAS)的函数。
因此可以从预先记录的曲线来计算项K，预先记录的曲线的通过模拟得到的，而且 给出了作为当前螺距P变化的函数的、测量到的旋转翼盘的影响速度变化。对于不同重量
的每一架飞机，存在一条如此的特定曲线。
APAP项^表示螺距变化和传输到旋转翼的功率变化之间的比值，而项^表示螺距
变化和旋转翼的旋转速度变化之间的变化。
AP从预先记录的曲线计算项^，执行使用已知模型的模拟而得到该曲线，给出作
为螺距变化的函数的测量到的功率变化。对于不同重量的每一架飞机，存在一条如此的特 定曲线。
Ai5从预先记录的曲线计算项^ ，使用已知模型通过模拟而得到该曲线，给出作
为螺距变化的函数的旋转翼的旋转速度的变化。对于不同重量的每一架飞机，存在一条如 此的特定曲线。上述各条曲线的形状还与飞机的前进速度有关。可以通过计算和/或基于飞行测试的模拟来得到上述三项。一个解决方案包括计 算所述项，然后在飞行中重新调节这些项。因此，通过观看由固定基准标志6b和浮动基准标志9标识的等级，就可以以实时 把关于相对于去同步螺距的机动性余量的情况通知飞机驾驶员。根据本发明的飞行指示器还具有附加处理器装置，所述装置使用旋转翼的旋转速 度的最大和最小极限值Nr+和Nr-，并且以实时和作为物理飞行参数的函数而把所述最大 和最小极限值Nr+和Nr-分别转换成螺距的下限和上限位置Pinf和Psup。因此螺距的下 限位置Pinf对应于与机械强度相关联的物理极限值，而螺距的上限位置Psup对应于与升 降相关联的空气动力学极限值。极限位置Psup和Pinf是有效的，即，它们相对于可移动标度6a不是冻结的，而是 它们以通过附加处理器装置考虑的、与物理飞行参数的变化对应的一种方式在可移动标度 6a上移动。相同的方法还可应用于去同步螺距Pds，在所有的情况下，去同步螺距Pds都处 于这两个极限位置Pinf和Psup之间。为了确定对应于Nr-的Psup的值，应用已知的第一-极限值仪器的方法，这些方 法使用螺距/功率关系。为了确定对应于Nr+的Pinf的值，应用上述公式，其中为了该目的，用Nr+代替 Neo,同时除去任何关于Ne的条件，即，C = 1。根据本发明的飞行指示器还包括显示装置，用于以实时在可移动标度6a上显示 下限和上限位置Pinf和Psup。附加处理器装置包括比较器装置，用于以实时工作而对旋转翼的旋转速度的真实 值Nr与基准值NrO进行比较。因此，使用电子线路以及计算机工具(诸如在至少一种算法 控制下工作的计算机)来实现互补处理器装置。
附加处理器装置还包括用于激励显示装置的装置，所述显示装置在显示器屏幕5上显示作为比较结果的函数的、给出旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO之间的差 的校正信息，所述校正信息至少是可视当，并且表示适合于在螺距杆上采取的动作。举例来说，以第一信号12的形式显示校正信息，在某些情况下，该信号可以与第 二信号13相关联。在根据本发明的飞行指示器的一个实施例中，处理器装置、附加处理器装置、显示 装置和激励装置受到计算机的控制，例如，受到第一-极限值指示器的计算机的控制。计算机包括软件资源，用于通过计算确定螺距的上限和下限位置Psup和Pinf，以 及还确定去同步螺距Pds。在根据本发明的飞行指示器的一个实施例中，计算机还包括存储器装置，用于存 储在给性测试期间测量的数据以及与物理飞行和驾驶参数有关的数据。用这些数据进行计 算，以便根据最大和最小值Nr+和Nr-来确定极限位置Pinf和Psup。举例来说，显示器屏幕5具有两个并列的拨盘6和7，用于第一-极限值指示器的 一个拨盘7和用于显示可移动标度6a以调节螺距P的另一个拨盘6。在另一个实施例中，显示器屏幕5具有供第一 _极限值指示器使用的和显示用于 螺距、第一信号12和第二信号13的可移动标度6a的单个拨盘。在一个特别以图lb、7、8和9示出的实施例中，飞行指示器包括附加拨盘14，用于 在还构成另一个固定基准标志16的固定窗口 15中指示旋转翼的旋转速度的真实值Nr。举 例来说，把旋转翼的旋转速度的真实值Nr表示为基准值NrO的百分比，或表示为每分钟的 转数。附加拨盘14显示与旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO之间的差有关的 至少一个附加可视信息项。例如，以在附加窗口 18中相对于另一个固定基准标志16实质 上沿水平方向移动的附加可移动标度17的方式，来显示附加可视信息。附加可移动标度17具有中性色和中央等级19a的中央区域19，以及在所述中性中 央区域19的两侧上的不同颜色的两个区域20和21。在图10和11所示的实施例中，附加可移动标度17与至少关于发动机单元的工作 状态的信息相关联。例如，当飞机具有两个发动机单元时，通过能够沿附加窗口 18移动的 实心符号和空心符号来表示这个信息。实心符号22表示第一发动机单元，而空心符号表示第二发动机单元。当两个发动 机单元都正确地工作时，即，当它们在每个发动机输出处都显示最优旋转速度时，两个符号 22和23重叠，并且保持在与中央等级19a对准的一个位置上。例如，可以参考图11。相反地，在第一发动机单元有故障的事件中，实心符号22离开空心符号23，并且 移动到图10的左边。只有空心符号23仍处于与中央等级19a对准的位置上，这意味着第二 发动机正在向旋转翼发送更高的转矩。第二发动机单元输出处的旋转速度保持最优状态。图11示出的工作情况是无发动机故障，但是由于旋转翼的旋转速度的真实值Nr 的增加而已经超过了去同步螺距，如在固定窗口 15中所显示的那样。然后，系统处于去同 步状态。在该例子中，在数字上把真实值Nr表示为旋转翼的旋转速度的基准值NrO的百分 比。下面通过本发明的驾驶辅助方法的详细说明来说明飞行指示器的工作。
举例来说，辅助旋转翼飞机的驾驶的驾驶辅助方法包括使用与第一-极限值指示器FLI相关联的飞行指示器，通过显示装置的动作在显示器屏幕5上显示与从飞机监视参 数中选中的参数有关的信息，所述选中的参数是这样的参数，即其真实值最接近于为该参 数定义的极限值。第一 _极限值仪器是众所周知的，所以不再详细地描述其工作。驾驶辅助方法包括使用旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO以及使用显 示器屏幕5上指示螺距P的位置的可移动标度6a。因此，该方法适用于具有至少两个旋转翼(例如，两个反向的旋转翼)的飞机。驾驶辅助方法包括使用旋转翼的旋转速度的最大极限值Nr+和最小极限值Ni·-。 为给定的飞机设置这些最大和最小极限值Nr+和Nr-，但是，把它们转换成螺距的极限位置 Psup和Pinf的方式会作为飞行参数或阶段的函数而变化。为了定义飞机的特征，广泛应 用确定最大和最小极限值Nr+和Nr-的方法，并且是熟悉本领域的技术人员众所周知的，因 此，不再在本说明中进行进一步的描述。驾驶辅助方法包括以实时和作为物理飞行参数的函数分别把最大极限值Nr+和 最小极限值Nr-转换成螺距的下限位置Pinf和上限位置Psup。这些极限位置Psup和Pinf 是有效的，它们作为物理飞行参数的变化的函数和适合的发动机参数而在可移动标度6a 上移动。根据本发明的方法还包括确定去同步螺距Pds和在具有浮动基准标志9的可移动 标度6a上显示它。驾驶辅助方法则包括在可移动标度6a上显示下限和上限位置Pinf和Psup。驾驶辅助方法则包括以实时对旋转翼的旋转速度的真实值和基准值Nr和NrO进 行比较。在该比较步骤之后，驾驶辅助方法包括当在旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基 准值NrO之间出现确定的差异时，在显示器屏幕5上显示校正信息，所述校正信息是至少可 视的，并且是与飞机驾驶员要对螺距调节采取行动以便重新建立良好的情况有关的。举例来说，驾驶辅助方法包括使用显示的校正信息，当螺距接近下限位置Pinf或 上限位置Psup时，该校正信息改变以便更吸引飞机驾驶员的注意力。举例来说，图2示出正常工作，而图3示出一种情况，在该情况中，出现第一信号 12，通知飞机驾驶员此时适合于增加螺距以便减少旋转翼的真实速度值Nr。举例来说，第一 信号12的形式是琥珀色方向向下的人字纹。图4示出接近极限位置Pinf的情况，在该情况中，适合于紧急地增加螺距P以便 减少旋转翼的旋转速度的真实值Nr，并且避免实际到达极限位置Pinf。然后，第一信号12 伴随了第二信号13，第二信号13的形式是上升的线条。然后，第一信号12和第二信号13 成为红色以标明紧急性，在该情况下必须采取校正操纵。相似地，图5和6示出在可移动标度6a上出现上限位置Psup的情况，对应于减少 旋转翼的旋转速度的真实值Nr。第一信号12的形式是图5中琥珀色方向向下的人字纹。 因此，飞机驾驶员减少螺距。在图6中，形式为方向向下的人字纹的第一信号12与第二信 号13相关联，第二信号13的形式是方向向下的线条。然后，信号12和13两者都成为红色， 表示操纵的紧急性。举例来说，驾驶辅助方法包括如果越过了旋转翼的旋转速度的最大极限值Nr+或最小极限值Nr-，就使由第一信号12和第二信号13构成的可视的校正信息与声音报警组合起来。通过相对于固定基准6b的可移动标度6a的螺距极限位置Pinf或Psup来显示这 种越过。然后，固定基准6b越过一个或其它极限位置Pinf或Psup。在一般在图1中示出的一个实施方式中，使用位于第一拨盘6上面的一个附加拨 盘14。举例来说，驾驶辅助方法包括在接近于可移动标度6a的附加拨盘14的固定窗口 15中显示数字值，数字值对应于旋转翼的旋转速度的真实值Nr。驾驶辅助方法则包括使附加拨盘14中的固定窗口 15与附加可移动标度17相关 联，所述附加可移动标度17表示不同颜色的区域20和21以及与旋转翼的旋转速度的特定 真实值Nr对应的特定中性中央区域19 ；以及移动所述附加可移动标度17，为的是显示用构 成其它固定基准标志16的固定窗口 15记录的相应颜色区域。附加可移动标度17实质上在附加窗口 18中沿水平方向移动，并且具有中性中央 区域19中的中央等级19a。当旋转翼的旋转速度的真实值Nr为最优时，中央等级19a与固 定基准标志16对准。当真实值Nr增加时，如图8和9中所示，附加可移动标度17移动，并且根据情况， 固定基准标志16指向图8中的琥珀色区域20或指向图9中的红色区域21。举例来说，驾驶辅助方法包括作为物理参数而使用温度和高度的测量值；正向 速度值和/或飞机的其它运载装置参数。在一个实施方式中，驾驶辅助方法包括使用计算机，例如，第一 _极限值指示器FLI 的计算机，以按实时确定螺距P的上限和下限位置Psup和Pinf，还确定去同步螺距Pds。有利地，驾驶辅助方法还可以包括使用在飞行测试期间测量的数据，以便尤其通 过计算和以实时来确定螺距P的上限和下限位置Psup和Pinf，以及以便确定去同步螺距 Pds。在图10和11所示的实施方式中，当飞机具有两个发动机单元时，驾驶辅助方法包 括，例如，在附加可移动标度17上至少可视地指示发动机单元中之一的故障。在图10中以图形来示出发动机单元中之一的故障，其中使实心符号22偏离到左 边，为的是不与中央等级19a对准。空心符号23表示第二发动机单元仍与中央等级19a对 准，表示第二发动机单元的工作没有受到影响，并且它是向旋转翼传输更大转矩的第二单 元。因此，图10对应于图2所示的第一拨盘6的显示。在两个发动机单元都正确工作的情况中，图11示出增加旋转翼的旋转速度的真 实值Nr。因此该情况与图3中所示的情况相似，其中适当地增加螺距P以便返回到工作的 最优状态。通过借助浮动基准标志9示出螺距的极限位置Pinf和/或Psup以及还示出去同 步螺距，第一拨盘6的作用是把可用的机动性余量通知飞机驾驶员，例如，为了响应于限制 而执行或处于驾驶阶段，或例如，处于自转阶段。自然，就本发明的实施方式而言，本发明可以有许多变型。虽然描述了数个实施例 和实施方式，但是可以容易地理解，并不是想详情地确定所有可能的实施方式或实施例。自 然，可能由等效的装置或等效的步骤来代替所描述的任何装置或所描述的任何步骤而不超 出本发明的范围。
权利要求
一种用于辅助旋转翼飞机的驾驶的驾驶辅助方法，所述方法包括使用至少一个旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值Nr0以及使用显示装置以在显示器屏幕(5)上显示用于指示螺距P的位置的可移动标度(6a)，所述方法的特征在于它包括·使用旋转翼的旋转速度的最大极限值Nr+和最小极限值Nr-；·确定与螺距P的位置相对应的去同步螺距Pds，根据所述去同步螺距Pds中断来自涡轮发动机单元和主齿轮箱的机械转矩的传输；·通过使用浮动基准标志(9)在可移动标度(6a)上显示去同步螺距Pds；·根据物理飞行参数分别实时地把最大极限值Nr+和最小极限值Nr-变换成螺距P的下限位置Pinf和上限位置Psup，极限位置Pinf和Psup是有效的；·在可移动标度(6a)上显示下限和上限位置Pinf和Psup；·实时地比较旋转翼的旋转速度的真实值Nr与旋转翼的旋转速度的基准值Nr0；以及·当在旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值Nr0之间出现确定的差异时，在显示器屏幕(5)上显示校正信息的至少一项，所述信息至少是可视的并且是关于飞机驾驶员在调节螺距P时要采取的行动。
2.如权利要求1所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使用所显示的校正 信息，当螺距P的位置接近下限位置Pinf或上限位置Psup时，改变所显示的校正信息以便 更强烈地吸引飞机驾驶员的注意力。
3.如权利要求2所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括在真实值Nr越过 旋转翼的旋转速度的最大极限值Nr+或最小极限值Nr-的事件中，使可视的校正信息与音 频报警相组合。
4.如前面任何一项权利要求所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括通过 包含理论数据和/或飞行测试期间测量到的数据的算法，来确定去同步螺距。
5.如前面任何一项权利要求所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使用 第一-极限值指示器“FLI”;使用显示装置在显示器屏幕(5)上显示信息，所述信息与从飞 机的监视参数中选择的参数之一有关，其真实值最接近于针对所述参数定义的极限值；以 及还在所述显示器屏幕(5)上显示可移动标度(6a)。
6.如前面任何一项权利要求所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使用 附加拨盘(14)以在可移动标度(6a)附近的固定窗口(15)中显示数字值，所述数字值对应 于旋转翼的旋转速度的真实值Nr。
7.如权利要求6所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使附加可移动标度 (17)与固定窗口(15)相关联，所述附加可移动标度表示不同颜色的区域(20、21)与包括中 央等级(19a)的中性中央区域(19)，所述区域对应于旋转翼的旋转速度的真实值Nr ；以及 使所述附加可移动标度(17)移动以显示与构成另一个固定基准标志(16)的固定窗口(15) 互相对准的包括真实值Nr的颜色区域(19、20、21)。
8.如前面任何一项权利要求所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括特别使 用下列参数作为物理飞行参数温度和高度的测量值；速度提前值；和/或飞机的其它运载 装置参数的值。
9.如前面任何一项权利要求所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使用 实时工作的第一-极限值指示器FLI的计算机，来确定螺距的上限和下限位置Psup和Pinf，并且还确定去同步螺距Pds。
10.如权利要求1-8中任何一项所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使 用与第一 _极限值指示器FLI无关的计算机，来实时确定螺距P的上限和下限位置Psup和 Pinf，并且还确定去同步螺距Pds。
11.如权利要求1-10中任何一项所述的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括使 用在飞行测 试期间测量的数据以实时确定螺距P的上限和下限位置Psup和Pinf。
12.如权利要求6所述的驾驶辅助方法，其特征在于，当飞机具有至少两个发动机单元 时，所述方法包括至少可视地在附加可移动标度(17)附近的附加拨盘(14)上表示发动机 单元之一的故障。
13.一种飞行指示器，用于实现如权利要求1-12中至少一项所述的方法，所述指示器 包括适合于传送关于飞机的各种监视参数的信息的传感器、用于处理所述信息的诸如计算 机之类的处理器装置以及用于在显示器屏幕(5)上显示信息的显示装置，所述指示器的特 征在于，它包括 相对于显示器屏幕(5)上的固定基准标志(6b)可移动的标度(6a)，所述标度指示螺 距P的位置； 附加处理器装置，用于在螺距P的下限和上限位置Pinf和Psup处分别实时地处理旋 转翼的旋转速度的预定最大和最小极限值Nr+和Nr-，极限位置Pinf和Psup是有效的； 所述附加处理器装置用来确定与所述螺距的位置相对应的去同步螺距Pds，超过所述 去同步螺距就中断在涡轮发动机单元和主齿轮箱之间的机械转矩的传输； 显示装置，用于在可移动标度(6a)上实时地显示下限和上限位置Pinf和Psup以及 去同步螺距Pds ； 所述附加处理器装置包括比较器装置，用于实时地对旋转翼的旋转速度的真实值Nr 与基准值NrO进行比较；以及 所述附加处理器装置还包括激励装置，用于激励所述显示装置在显示器屏幕(5)上 显示与给出旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO之间差异的比较结果有关的校正 信息，所述校正信息至少是可视的并且是关于要在螺距杆上采取的行动。
14.如权利要求13所述的飞行指示器，其特征在于，由第一_极限值指示器FLI的计算 机来控制所述处理器装置、所述附加处理器装置、所述显示装置以及所述激励装置。
15.如权利要求13所述的飞行指示器，其特征在于，由与第一-极限值指示器FLI的计 算机不同的计算机来控制所述附加处理器装置和所述激励装置。
16.如权利要求14或15所述的飞行指示器，其特征在于，所述计算机包括软件资源，用 于通过计算来首先确定螺距P的上限和下限位置Psup和Pinf，其次确定去同步螺距Pds。
17.如权利要求14或15所述的飞行指示器，其特征在于，所述计算机还包括存储器装 置，在所述存储器装置中存储了预定的数据与飞行测试数据，所述数据是供计算时使用的。
18.如权利要求13-17中任何一项所述的飞行指示器，其特征在于，所述显示器屏幕 (5)包括两个并列的拨盘(6、7)，拨盘之一(7)用于第一-极限值指示器(FLI)，而另一个拨 盘(6)特定地用于显示表示螺距极限位置和去同步螺距的可移动标度(6a)。
19.如权利要求13-17中任何一项所述的飞行指示器，其特征在于，所述显示器屏幕 (5)具有供第一-极限值指示器(FLI)使用的单个拨盘，所述单个拨盘还用于显示表示螺距极限位置和去同步螺距的可移动标度(6a)。
20.如权利要求13-19中任何一项所述的飞行指示器，其特征在于，所述飞行指示器包 括附加拨盘(14)，所述拨盘表示在构成另一个固定基准标志(16)的固定窗口(15)中的 旋转翼的旋转速度的真实值Nr ；与旋转翼的旋转速度的真实值Nr和基准值NrO之差有关 的至少一项附加可视信息；和/或与发动机单元的工作状态有关的至少一项信息。
21.一种用于旋转翼飞机的改进的第一-极限值指示器，所述指示器的特征在于它包 括根据权利要求13-20中任何一项的飞行指示器。
22.—种直升机类的旋转翼飞机，包括根据权利要求13-20中任何一项的飞行指示器。
全文摘要
本发明涉及驾驶辅助方法，用于给出旋转翼飞机的驾驶辅助，该方法包括使用可在显示器屏幕上移动的、具有螺距等级的标度，以指示螺距的位置；确定去同步螺距；使用旋转翼的旋转速度的最大极限值和最小极限值；以实时和作为物理飞行参数的函数把最大极限值和最小极限值分别转换成螺距的下限和上限位置；以及当在旋转翼的旋转速度的真实值和基准值Nr0之间出现确定的差异时，显示与螺距的调节有关的至少一项校正信息。
文档编号B64D43/00GK101837837SQ201010144059
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月11日 优先权日2009年3月12日
发明者K·德博诺, M·科拉德 申请人:尤洛考普特公司