发明内容

因此，本发明涉及一种用于使超速的旋翼飞行器发动机停止的方法，旋翼飞行器包括至少一个发动机，该发动机包括气体发生器和动力组件，该动力组件包括通过源自气体发生器的气体而旋转的至少一个动力涡轮，该动力组件包括旋转地固定在动力涡轮上的至少一个动力轴，该动力组件以被称为“转速N2”的速度围绕纵向轴线AX旋转。

根据本发明，这种方法的显著之处在于，在飞行期间，该方法包括以下步骤：

·测量动力组件在预定时间段T期间达到的转速N2的当前值N2i；

·确定转速的当前值N2i的时间导数，该时间导数被称为“当前导数”以及

·在当前导数在预定时间段T内将符号从严格的负值变为严格的正值时，使发动机自动停止。

换句话说，用于使超速的旋翼飞行器发动机停止的方法可以检测并预测旋翼飞行器的至少一个发动机的动力轴中超速的发生。

实际上，在旋翼飞行器在地面上硬着陆期间，可能在至少提供升力的主旋翼的至少一个桨叶与地面或任何其他支撑件、载具或物体之间发生碰撞。结果，这样的碰撞将会导致动力组件达到的转速N2的当前值N2i非常急剧和非常迅速地变化。

因此，根据本发明的方法可以在当前值N2i在预定时间段T内由于桨叶与地面的碰撞而减小并且然后加速时，使发动机自动停止。在这种情况下，当检测到当前导数从严格的负值变为严格的正值时，控制(多个)发动机的停止。更确切而言，当前导数是一阶导数，并在旋翼飞行器在地面上硬着陆期间从大的负值变为大的正值。

另外，可以通过例如切断对气体发生器的燃料供应来执行用于使发动机自动停止的停止步骤。喷射到发动机中的燃料的量可以减少甚至取消。

因此，这样的方法可以识别旋翼飞行器的硬着陆并控制超速的发动机的自动停止，而不控制仅仅是发动机的转速超过阈值的其他超速情况下的发动机的停止。

因此，该方法不同于用于在飞行期间控制发动机的自动停止的方法。例如，在飞行期间，如果动力单元与变速箱之间的机械连接出故障，可能发生发动机超速。这样，当前导数变成非常大的正数。但是，在这个非常大的正值之前，它并不是非常大的负值，因此，根据本发明的方法可以避免在飞行期间控制发动机的不合时宜的停止。

实际上，在当前导数在第一中间时间段T1期间小于或等于第一预定阈值S1，然后当前导数在第二中间时间段T2期间大于或等于第二预定阈值S2时，可以执行停止步骤。

换句话说，这种方法可以通过验证当前导数改变符号并将当前导数与第一预定阈值S1和第二预定阈值S2进行比较来控制(多个)发动机的停止。这样的比较还可以在旋翼飞行器的飞行期间或者替代地在着陆阶段期间恒定地执行，或者实际上根据旋翼飞行器离地面或通常任何着陆区的高度来执行。

此外，预定时间段T因此被分解成两个连续的时间段，即第一中间时间段T1和之后的第二中间时间段T2。

这样的第一预定阈值S1和第二预定阈值S2以及第一中间时间段T1和第二中间时间段T2可以以不同的方式来定义，尤其是通过计算机模拟、通过飞行测试和通过试验来定义。第一预定阈值S1和第二预定阈值S2以及第一中间时间段T1和第二中间时间段T2对于每个旋翼飞行器也是特定的，并且对于相同的旋翼飞行器，可以随着例如与旋翼飞行器的任务类型和/或其质量有关的不同参数而变化。

此外，这些第一预定阈值S1和第二预定阈值S2以及第一中间时间段T1和第二中间时间段T2可以是存储在旋翼飞行器上的存储器中的恒定值。

替代地，第一预定阈值S1和第二预定阈值S2以及第一中间时间段T1和第二中间时间段T2也可以在飞行期间确定，并根据预定的计算定律随时间而变化并记录在旋翼飞行器上的存储器中。

根据本发明的特定例子，当前导数表示每秒当前值N2i的百分比(％N2i·s^-1)，第一预定阈值S1可以在-50％N2i·s^-1与-100％N2i·s^-1之间。

实际上，第一预定阈值S1的这样的值范围使得可以识别由至少一个主旋翼桨叶与地面碰撞引起的当前值N2i的减速度。

根据本发明的另一个方面，当前导数表示每秒当前值N2i的百分比(％N2i·s^-1)，第二预定阈值S2可以在+50％N2i.s^-1与+200％N2i.s^-1之间。

第二预定阈值S的该另一个值范围使得可以识别当前值N2i的加速度，该加速度例如代表一个或多个桨叶断裂和/或发动机与主变速箱之间的连接轴断裂。实际上，在硬着陆期间与地面碰撞的桨叶也可能导致发动机的动力涡轮与旋翼飞行器的动力组件之间的其他传动元件断裂。

有利地，第一中间时间段T1可以小于1秒，并且优选可以在100毫秒与800毫秒之间。

与第一预定阈值Sl的值范围一样，第一中间时间段Tl的该值范围也有助于识别由与地面碰撞的至少一个桨叶引起的当前值N2i的减速度。

实际上，第二中间时间段T2可以小于1秒，并且优选可以在100毫秒与800毫秒之间。

类似地，第二中间时间段T2的该值范围有助于识别当前值N2i的加速度，该加速度例如代表一个或多个桨叶断裂和/或发动机与主变速箱之间的连接轴断裂。

可选地和附加地，发动机的停止可以受其他因素的制约，这些因素有助于确保旋翼飞行器的发动机确实处于超速危险之前的阶段。

根据本发明的第一实施方式，气体发生器包括旋转组件，该旋转组件以被称为“转速N1”的速度围绕纵向轴线AX旋转，该方法可以包括以下步骤：测量气体发生器达到的转速N1的当前值N1i。

在这种情况下，停止步骤可以受大于第三预定阈值S3的转速N1的当前值N1i的制约。

因此，这样的第三预定阈值S3可以确保发动机确实正在气体发生器正在供应气体从而可以使自由涡轮旋转的阶段中运行。这可以避免错误检测到例如由自动旋转飞行阶段引起的超速风险。实际上，在这种自动旋转飞行阶段期间，即使发动机为旋翼飞行器的动态组件提供的动力非常小，当前导数也可能发生很大变化。

根据本发明的第二实施方式，该方法可以包括以下步骤：测量传递到(多个)动力轴的发动机扭矩Tq的当前值Tqi。

在这种情况下，停止步骤可以受高于第四预定阈值S4的发动机扭矩Tq的当前值Tqi的制约。

根据该第二例子，第四预定阈值S4也可以确保发动机正在气体发生器正在供应气体从而可以使自由涡轮旋转的阶段中运行。如前所述，目的是避免识别例如由自动旋转飞行阶段引起的超速风险。

有利地，该方法可以包括用于处理当前导数的步骤，该处理步骤可以对当前导数进行滤波和/或计算当前导数的平均值。

因此，这样的处理步骤有助于使当前导数的经过滤波或平均的值相对于数字采样现象更稳健。

本发明的目的还在于一种用于旋翼飞行器发动机的超速安全系统，该发动机包括气体发生器和动力组件，该动力组件包括通过源自气体发生器的气体而旋转的至少一个动力涡轮，该动力组件包括旋转地固定在动力涡轮上的至少一个动力轴，该动力组件以被称为“转速N2”的速度围绕纵向轴线AX旋转，超速安全系统包括：

·速度传感器，其用于测量动力组件在预定时间段T期间达到的转速N2的当前值N2i；

·停机系统，其用于停止发动机的运行；以及

·处理单元，其与速度传感器和停机系统都连接。

根据本发明，这种处理单元的显著之处在于，其被配置为通过确定转速的当前值N2i的时间导数(被称为“当前导数”)并在当前导数在预定时间段T内将符号从严格的负值变为严格的正值时使发动机自动停止，来实现上述方法。

速度传感器可以包括例如电磁传感器，该电磁传感器与旋转地固定在要测量其转速的旋转构件上的音轮相对地定位。

传统上，音轮可设置有包括沿周向分布的齿的外周区域。当音轮的齿在电磁传感器前面经过时，它们改变产生的磁场并在电磁传感器的线圈中感应出交流电，交流电的频率与转速成正比。

停机系统还可包括将燃料输送到气体发生器的燃料计量阀。这样，停机系统可以例如最小化甚至取消通过燃料计量阀喷射到发动机中的燃料量。

这种停机系统还可包括将燃料输送到气体发生器的至少一个泵。在这种情况下，停机系统可以例如通过切断燃料泵的电源来使发动机停止。

此外，处理单元可以包括逻辑电路或等效物，或者实际上包括诸如处理器或等效物的执行存储在存储器中的指令的计算装置。

特别地，处理单元可以是发动机的FADEC。重申一下，FADEC是涡轮轴发动机的控制单元，首字母缩写代表“全权数字发动机控制”。

替代地，处理单元也可以与FADEC并联布置，以便即使在FADEC发生故障的情况下也能够使超速发动机停机。

除了超速安全系统之外，本发明还涉及一种包括这种系统的旋翼飞行器。

这种旋翼飞行器包括至少一个发动机和用于该发动机或这些发动机的超速安全系统。

根据本发明，这种旋翼飞行器的显著之处在于超速安全系统如上所述。