Способ помощи пилоту однодвигательного винтокрылого летательного аппарата в режиме авторотации

Способ помощи пилоту однодвигательного винтокрылого летательного аппарата в режиме авторотации

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к технической области силовых установок однодвигательных винтокрылых летательных аппаратов. Изобретение касается способа помощи пилоту однодвигательного винтокрылого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации. Изобретение относится также к однодвигательному винтокрылому летательному аппарату, содержащему устройство помощи пилоту этого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации.

Винтокрылый летательный аппарат в классическом исполнении оборудован, по меньшей мере, одним несущим винтом для обеспечения подъемной силы, соответственно тяги, и, как правило, хвостовым винтом, чтобы противостоять, в частности, моменту рыскания, оказываемому несущим винтом на фюзеляж этого летательного аппарата, или чтобы обеспечить также контроль движений по рысканию этого летательного аппарата.

Для приведения во вращение несущий винт и хвостовой винт, летательный аппарат содержит силовую установку, которая может иметь один или несколько тепловых двигателей.

В частности, различают летательные аппараты однодвигательного типа, в которых силовая установка содержит один тепловой двигатель, который приводит в движение несущий винт и хвостовой винт, и летательные аппараты двухдвигательного типа, силовая установка которых имеет с этой целью два тепловых двигателя.

Следует заметить, что по всему тексту под «тепловым двигателем» понимаются газотурбинные двигатели или также все поршневые двигатели, которые могут быть использованы в такой силовой установке. Понятие «тепловой двигатель» противопоставляется понятию «электродвигатель», определяющему двигатели, приводимые электрической мощностью.

Однодвигательные летательные аппараты имеют немаловажные преимущества относительно летательных аппаратов, снабженных двумя тепловыми двигателями, по меньшей мере. В качестве примера можно привести умеренную стоимость, меньший объем операций по техобслуживанию, относительно небольшой расход топлива.

Тем не менее эти однодвигательные летательные аппараты имеют также недостатки.

В случае аварии этого единственного теплового двигателя силовая установка и, следовательно, однодвигательный летательный аппарат ухудшают свои летно-технические характеристики, что при отказе теплового двигателя может привести к неспособности привести в действие несущий винт и хвостовой винт, что угрожает создать опасную ситуацию, существенно увеличивая нагрузку на пилота летательного аппарата. Действительно, в случае этого отказа, когда несущий винт не приводится в действие силовой установкой, пилот сразу же должен перейти к этапу полета в режиме авторотации, затем осуществить вынужденную посадку с несущим винтом в режиме авторотации.

Этап полета в режиме авторотации соответствует особому этапу полета, когда летательный аппарат совершает полет на снижение не за счет двигательной мощности, а за счет довольно высокого темпа снижения. Темпом снижения называется потеря высоты летательным аппаратом в единицу времени, эта потеря высоты обычно выражена в футах в минуту. Например, темп снижения в режиме авторотации для однодвигательного летательного аппарата составляет порядка 1500 фут/мин.

В этом случае вращение несущего винта осуществляется потоком воздуха при отсутствии источника энергии, что позволяет летательному аппарату оставаться управляемым. Действительно, несущий винт, который теперь приводится в движение относительным ветром, остается центром устойчивой подъемной силы, которая, хотя и меньше веса летательного аппарата, остается достаточной для торможения снижения летательного аппарата и сохранения контроля летательного аппарата вплоть до посадки.

В свою очередь, пилот, которому приходится применить эту особую процедуру пилотирования, должен быть очень внимательным, чтобы, во-первых, вначале перейти на этап полета в режиме авторотации при возникновении этого отказа и, во-вторых, продолжить затем выполнение этого довольно сложного маневра вплоть до посадки. Более того, нагрузка на пилота увеличивается, чтобы благополучно управлять летательным аппаратом на этом этапе полета в режиме авторотации, вплоть до вынужденной посадки в подходящей зоне. Эта особая процедура требует большой точности и хорошо отработанной подготовки со стороны пилота летательного аппарата. Речь идет о сложности пилотирования летательных аппаратов, в частности, однодвигательных и об одной из основных причин ограничения области режимов полета и применения этого типа летательного аппарата.

В самом деле, область режимов полета и разрешенных полетов для однодвигательных летательных аппаратов ограничены сертификационными органами, которые выдают разрешения на полеты. Например, запрещены полеты однодвигательных летательных аппаратов над большими городами. В равной мере могут быть ограничены разрешенные грузоподъемности однодвигательных летательных аппаратов, таких как максимальная полетная масса, относительно их реальных грузоподъемностей.

Возможное решение, чтобы улучшить в этом плане летно-технические характеристики однодвигательных летательных аппаратов, состоит в использовании гибридной силовой установки.

По образцу автомобильной области «гибридная» силовая установка содержит, по меньшей мере, один тепловой двигатель и, по меньшей мере, один электродвигатель, при этом механическую мощность гибридной силовой установки может подавать либо лишь тепловой двигатель, либо лишь электродвигатель, либо оба двигателя вместе. Для частного случая однодвигательных летательных аппаратов гибридная силовая установка содержит один тепловой двигатель и, по меньшей мере, один электродвигатель.

Известен, например, документ FR 2952907, в котором описана гибридная силовая установка, работающая на однодвигательном летательном аппарате, который содержит один тепловой двигатель, но также первый электродвигатель, механически связанный с несущим винтом летательного аппарата, и второй электродвигатель, механически связанный с хвостовым винтом. Эта гибридная силовая установка также содержит комплект батарей для накапливания электрической энергии, необходимой для электропитания обоих электродвигателей.

Эти электродвигатели могут использоваться в виде дополнения или замены теплового двигателя для приведения в движение несущего и хвостового винтов. Более того, эти электродвигатели могут функционировать в режиме генератора для преобразования механической энергии в электрическую мощность, а также могут служить замедлителем винтов или теплового двигателя.

Известен также документ FR 2962404, в котором описана электрическая схема гибридной силовой установки винтокрылого летательного аппарата. Эта силовая установка содержит, по меньшей мере, один тепловой двигатель и, по меньшей мере, один электродвигатель, а также основную электросеть и вспомогательную электросеть. Основная электросеть отвечает за общее электропитание летательного аппарата, а вспомогательная электросеть работает на гибридную систему этой гибридной силовой установки.

Более того, в документе ЕР 2148066 описана гибридная силовая установка и способ управления такой силовой установкой. Эта силовая установка содержит, по меньшей мере, один газотурбинный двигатель и, по меньшей мере, один электродвигатель, которые вместе могут приводить один и тот же главный редуктор. Фактически мощность, поставляемая электродвигателем, дополняет мощность каждого газотурбинного двигателя.

Кроме того, в документе US 2009/0145998 описан винтокрылый летательный аппарат, снабженный первым источником двигательной мощности, образованным газовой турбиной, и вторым источником двигательной мощности, образованным одной или несколькими электрическими батареями, которые питают электродвигатель. Эти оба источника мощности позволяют приводить в движение одновременно или независимо друг от друга один или несколько винтов.

Наконец, в документе WO 2010/123601 описан летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, в котором один или несколько винтов приводятся в движение только несколькими электродвигателями. Этот летательный аппарат может содержать несколько средств накопления электрической энергии, таких как батареи топливных элементов.

С другой стороны, одним из основных минусов использования электродвигателей является накопление необходимой для их функционирования электрической энергии. Действительно, существует ряд решений накопления электрической энергии, такие как батареи, термоэлементы или суперконденсаторы, но все они имеют свои недостатки.

Например, батареи тяжелы или слишком тяжелы, если требуется накопить большое количество электрической энергии, суперконденсаторы, в свою очередь, могут поставить большой объем электрической энергии, но в пределах очень ограниченного времени. Более того, термоэлементы имеют одноразовое использование и ограниченный срок действия после активации.

Каким бы ни было средство накопления электрической энергии, количество располагаемой электрической энергии ограничено, даже если масса этого средства накопления электрической энергии может быть существенной.

Таким образом, выигрыш в рабочих характеристиках, который позволяет обеспечить использование одного или нескольких электродвигателей в рамках одной силовой установки летательного аппарата, наталкивается на многочисленные ограничения, связанные с накоплением электрической энергии. Необходимо, например, найти баланс между выигрышем в рабочих характеристиках гибридной силовой установки и увеличением массы из-за использования этих средств накопления электрической энергии, необходимой для функционирования одного или нескольких электродвигателей.

Таким образом, цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы предложить способ помощи пилоту однодвигательного винтокрылого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации вследствие отказа теплового двигателя этого летательного аппарата. Этот способ позволяет, таким образом, пилоту благополучно справиться с этим отказом, в частности, перейти на этап полета в режиме авторотации и осуществить вынужденную посадку с несущим винтом в режиме авторотации.

Согласно изобретению, способ помощи предназначен для однодвигательного летательного аппарата, содержащего гибридную силовую установку, снабженную одним тепловым двигателем, по меньшей мере, одной электрической машиной и главным редуктором. Этот летательный аппарат содержит также, по меньшей мере, одно средство накопления электрической энергии для питания электрической машины и, по меньшей мере, один несущий винт, приводимый в движение при полете с номинальной скоростью вращения этой гибридной силовой установкой.

Термин «скорость вращения» несущего винта обычно используется специалистом, чтобы обозначить частоту вращения несущего винта летательного аппарата. Эта скорость вращения несущего винта выражается в радианах в секунду (рад/с) или в оборотах в минуту (об/мин).

Более того, в ходе полета несущий винт летательного аппарата вращается с номинальной скоростью вращения, которая определена конструктором летательного аппарата, при этом все же возможно некоторое отклонение от этой номинальной скорости вращения.

В дальнейшем, с целью упрощения, термином «скорость вращения» несущего винта будет обозначаться мгновенная скорость вращения несущего винта, поскольку, как известно, в полете эта мгновенная скорость вращения равна номинальной скорости вращения.

Однако электрическая машина является по умолчанию реверсивным двигателем. Это означает, что она может работать в двигательном режиме, то есть таким образом, что электрическая машина преобразует электрическую мощность в механическую мощность, и работать в генераторном режиме, то есть таким образом, что электрическая машина преобразует механическую мощность в электрическую мощность. Кроме того, электрическая машина, например, может быть бесщеточным электродвигателем, в английском названии brushless.

Эта электрическая машина может быть установлена в различных положениях внутри гибридной силовой установки согласно документу FR 2952907. Например, она может быть связана с главным редуктором, с тепловым двигателем или непосредственно с несущим винтом летательного аппарата.

Этот способ отличается тем, что на этапе мониторинга во время полета измеряют параметр мониторинга летательного аппарата, чтобы обнаружить возможный отказ теплового двигателя. Когда отказ двигателя обнаружен, управляют электрической машиной для подачи вспомогательной мощности на несущий винт, что обеспечивает, таким образом, помощь пилоту летательного аппарата в безопасном осуществлении управления летательным аппаратом на этапе полета в режиме авторотации, являющегося результатом упомянутого отказа теплового двигателя.

При отказе теплового двигателя, что приводит к полной потери движительной функции несущего винта, однодвигательный летательный аппарат должен перейти под управлением своего пилота на этап полета в режиме авторотации, причем этот этап полета в режиме авторотации представляет собой этап снижения без мощности двигателя, причем летательный аппарат остается управляемым. Этот переход на этап полета в режиме авторотации должен быть осуществлен в очень короткий промежуток времени, порядка 1-2 секунд после обнаружения отказа теплового двигателя, и в соответствии с особой процедурой, направленной на удержание винта с заданной скоростью вращения. Без быстрых действий пилота летательного аппарата после отказа скорость вращения несущего винта летательного аппарата очень быстро уменьшается, вплоть до срыва несущего винта, то есть несущий винт больше не обеспечивает подъемную силу, и летательный аппарат падает без возможности управления вплоть до аварии.

Способ направлен, прежде всего, на то, чтобы помочь пилоту в осуществлении этого перехода к этапу полета в режиме авторотации за счет подачи вспомогательной мощности на несущий винт.

В момент отказа теплового двигателя несущий винт не приводится в движение тепловым двигателем, и мощность двигателя падает до нуля. Движительная мощность несущего винта может быть параметром мониторинга, характеризующим отказ теплового двигателя. В этой ситуации вращение несущего винта испытывает существенное замедление, и, следовательно, скорость вращения постепенно снижается. Теперь мастерство пилота состоит в том, чтобы избежать падения скорости вращения несущего винта и попытаться удержать скорость вращения несущего винта, которая позволила бы обеспечить минимальный темп снижения.

После обнаружения отказа согласно способу управляют электрической машиной в двигательном режиме функционирования, то есть таким образом, что электрическая машина может подавать вспомогательную механическую мощность несущему винту. Эта подача вспомогательной мощности позволяет теперь снизить замедление несущего винта. Падение скорости вращения несущего винта, таким образом, становится менее быстрым, что обеспечивает пилоту большую гибкость в маневре набрать скорость вращения несущего винта. Переход к этапу полета летательного аппарата в режиме авторотации теперь происходит быстрее и легче для пилота. Более того, подача вспомогательной мощности позволяет также увеличить имеющееся в распоряжении время для перехода на этап полета в режиме авторотации на несколько секунд, например, 1-2 секунды.

Другой критический момент, который следует за отказом теплового двигателя - это посадка летательного аппарата. Действительно, в состоянии авторотации несущего винта посадка также должна быть осуществлена в особом и сложном оперативном режиме со стороны пилотов, чтобы избежать, в частности, жесткого столкновения с землей. Точнее говоря, речь идет, в конечном итоге, об устойчивом в плане кабрирования снижении летательного аппарата, чтобы уменьшить скорость поступательного движения летательного аппарата и его скорость снижения, затем выровнять летательный аппарат в горизонтальной плоскости так, чтобы коснуться земли с по существу нулевыми углами крена и тангажа.

Способ направлен, таким образом, на оказание помощи пилоту в осуществлении этой посадки за счет подачи вспомогательной мощности на несущий винт.

Чтобы сбросить и затем остановить скорость снижения и скорость поступательного движения летательного аппарата, маневр выравнивания должен сопровождаться увеличением общего шага лопастей несущего винта со стороны пилота, что вместе с обеспечением очень краткосрочной подъемной силы приводит к очень быстрому падению скорости вращения несущего винта. В течение короткого мгновения выравнивания и установки общего шага необходимая для полета скорость падает и единственным источником энергии для несущего винта является его собственная кинетическая энергия вращения. Способ, следовательно, обнаруживает падение мощности несущего винта посредством уменьшения скорости вращения несущего винта и управляет затем электрической машиной в двигательном режиме функционирования, чтобы подать вспомогательную механическую мощность на несущий винт.

Эта подача вспомогательной мощности имеет целью увеличить количество располагаемой энергии на уровне несущего винта и, следовательно, количество располагаемой энергии для уменьшения скорости снижения и скорости поступательного движения летательного аппарата. Таким образом, пилот может иметь в своем распоряжении дополнительную энергию для посадки без жесткого удара о землю и ограничить скольжение летательного аппарата по земле. Действительно, пилот должен в первую очередь уменьшить скорость снижения летательного аппарата, чтобы осуществить посадку без удара, при этом скольжение летательного аппарата во время посадки вследствие ненулевой скорости поступательного движения менее критично.

Наконец, при снижении в режиме авторотации пилот может также затребовать подъемную силу для несущего винта, чтобы обеспечить управление летательным аппаратом, в частности, чтобы уклониться от препятствия или добраться до соответствующей посадочной площадки_. Этот запрос подъемной силы на уровне несущего винта сопровождается также уменьшением располагаемой мощности для несущего винта и, следовательно, также его скорости вращения. Способ выявляет при этом уменьшение скорости вращения несущего винта и управляет электрической машиной в двигательном режиме функционирования, чтобы подать вспомогательную механическую мощность на несущий винт. Фактически эта вспомогательная механическая мощность, поданная на несущий винт, обеспечивает осуществление маневра, затребованного пилотом, и поддержание скорости вращения несущего винта с необходимом в режиме авторотации значением, что также позволяет уменьшить темп снижения летательного аппарата.

В свою очередь, когда летательный аппарата находится на земле и несущий винт вращается на малых оборотах, то есть скорость вращения меньше номинальной скорости, не следует запускать на земле способ согласно изобретению. Действительно, эта скорость вращения на малых оборотах может быть идентифицирована как снижение мощности несущего винта и, следовательно, как отказ теплового двигателя. Чтобы устранить эту возможность, представляет интерес использовать первую информацию, предоставляемую средством информации, имеющимся на летательном аппарате, которая указывает, что летательный аппарат взлетел, чтобы убедиться, что несущий винт достиг номинальной скорости вращения, и чтобы позволить выполнение способа, если необходимо. Эта первая информация может быть использована, таким образом, для активации способа согласно изобретению, причем средством информации служит, например, поворотная ручка, такая как ручка для регулирования мощности, которая имеется в известных случаях на летательном аппарате и активируется только в полете, или любое другое средство авионики этого летательного аппарата.

Более того, не следует запускать способ согласно изобретению во время конкретных этапов полета, заданных пилотом летательного аппарата и требующих высоких аэродинамических нагрузок. Действительно, когда пилот задает сильное увеличение общего шага лопастей несущего винта, может происходить падение скорости вращения несущего винта под воздействием этих аэродинамических нагрузок, прежде чем тепловой двигатель сможет восстановить номинальную скорость вращения несущего винта.

Чтобы избежать интерпретации этого временного падения скорости вращения несущего винта вследствие упомянутой задачи пилота как падение мощности несущего винта и, соответственно, запуска исполнения способа согласно изобретению, представляет интерес использовать также вторую информацию, которая указывает на это сильное требование общего шага со стороны пилота. Эта вторая информация может быть использована таким образом, чтобы дезактивировать способ согласно изобретению, и, например, может подаваться органом управления общего шага, когда он сильно востребован пилотом летательного аппарата.

Наоборот, когда способ согласно изобретению запущен, то есть обнаружен отказ двигателя, эта вторая информация не влияет на способ, и электрическая машина подает вспомогательную мощность на несущий винт в соответствии с маневрами, заданными пилотом.

Таким образом, способ согласно изобретению обеспечивает в случае отказа теплового двигателя однодвигательного летательного аппарата в полете помощь пилоту, чтобы перейти на этап полета в режиме авторотации, чтобы осуществить определенные маневры на этапе полета в режиме авторотации и чтобы осуществить посадку благодаря автоматической подачи вспомогательной мощности в соответствующие моменты, то есть когда это необходимо для пилотирования летательного аппарата.

Кроме того, подача вспомогательной мощности на несущий винт в случае отказа теплового двигателя летательного аппарата позволяет осуществить, с одной стороны, увеличение максимальной массы на взлете однодвигательного летательного аппарата и, с другой стороны, увеличение области режимов полета этого летательного аппарата.

Действительно, максимальная масса на взлете однодвигательного летательного аппарата может быть ограничена летно-техническими характеристиками этого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации, в частности, для учета случая отказа двигателя на этапе взлета.

Таким образом, подача этой вспомогательной мощности, которая улучшает летно-технические характеристики этого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации, может обеспечить также увеличение его максимальной взлетной массы.

Более того, область режимов полета летательного аппарата характеризуется, среди прочего, так называемой «диаграммой высота-скорость», которая определяет минимальную горизонтальную скорость, которую должен соблюдать летательный аппарат в зависимости от его высоты относительно земли, и одну зону этой диаграммы, следует избегать, поскольку она исключает возможность осуществления этапа полета в режиме авторотации вплоть до безопасной посадки.

Высотой относительно земли называют положение летательного аппарата относительно земли по вертикальной оси. Этот термин «высота относительно земли» более адекватен, чем высота, фактически определяющая положение летательного аппарата по вертикальной оси, но относительно уровня моря. Таким образом, высота относительно земли определяет пространство, имеющееся между летательным аппаратом и землей, необходимое, например, для осуществления перехода на этап полета в режиме авторотации и посадки вследствие отказа теплового двигателя.

Следовательно, подача этой вспомогательной мощности, которая улучшает летно-технические характеристики этого летательного аппарата на этапе полета в режиме авторотации, позволяет уменьшить эту запретную зону диаграммы высота-скорость, увеличивая также область режимов полета летательного аппарата.

Область режимов полета летательного аппарата характеризуется также его темпом снижения на этапе полета в режиме авторотации. Этот темп снижения позволяет определить расстояние, которое может выполнить летательный аппарат на этапе полета в режиме авторотации. Таким образом, подача вспомогательной мощности на несущий винт может обеспечить уменьшение этого темпа снижения летательного аппарата. Следовательно, может быть увеличено расстояние, которое может выполнить летательный аппарат на этапе полета в режиме авторотации.

Таким образом, при условии, что область режимов полета однодвигательного летательного аппарата может быть расширена и этап полета в режиме авторотации является безопасным благодаря использованию способа согласно изобретению, могут быть уменьшены ограничения, связанные с этим однодвигательным летательным аппаратом. Например, может быть увеличена его максимальная полетная масса. В равной мере при условии, что может быть увеличено расстояние, которое может выполнить летательный аппарат на этапе полета в режиме авторотации, пилот летательного аппарата может с большей легкостью найти подходящую местность для посадки и, следовательно, получить разрешение на полеты над большими городами.

Увеличение области режимов полета непосредственно связано с продолжительностью подачи вспомогательной мощности на несущий винт. Для перехода на этап полета в режиме авторотации продолжительность использования вспомогательной мощности составляет порядка нескольких секунд, прежде чем будет установлен режим авторотации несущего винта. В равной мере для осуществления посадки в режиме авторотации продолжительность использования вспомогательной мощности составляет порядка нескольких секунд.

Таким образом, способ запускают, по меньшей мере, дважды, вследствие отказа теплового двигателя летательного аппарата вплоть до его посадки, в течение порядка 15 секунд для осуществления перехода на этап полета в режиме авторотации и посадки. Пилот летательного аппарата может также использовать часть располагаемой вспомогательной мощности, чтобы уклониться от препятствия или увеличить расстояние, проходимое на этапе полета в режиме авторотации.

Предпочтительным образом на средстве отображения летательного аппарата отображают, согласно способу изобретения, информацию относительно располагаемой вспомогательной мощности. Таким образом, пилот летательного аппарата постоянно осведомлен об уровне располагаемой вспомогательной мощности и может управлять этой располагаемой вспомогательной мощностью, чтобы, во-первых, сохранить вспомогательную мощность, необходимую для посадки, и, во-вторых, уклониться от препятствия или увеличить расстояние, которое он может выполнить на этапе полета в режиме авторотации, чтобы добраться до соответствующей посадочной площадки.

Этой информацией может быть, например, возможное время использования этой вспомогательной мощности на ее максимальном уровне, причем это время определяется в зависимости от имеющейся электроэнергии в средстве накопления для питания электрической машины.

Согласно способу, на средстве отображения отображают также индикацию о том, является ли способ оперативным. Способ является оперативным, когда он способен обнаружить отказ теплового двигателя и подать на несущий винт необходимую вспомогательную мощность.

Прежде всего, способ может быть оперативным лишь в полете, как это видно из вышесказанного. Далее имеющийся на летательном аппарате переключатель может позволить пилоту сделать способ оперативным или неоперативным. Этот способ также может не быть оперативным вследствие аварии или из-за отсутствия электроэнергии в средстве накопления. Индикация, информирующая, является ли способ оперативным, может быть цветом информации о располагаемой вспомогательной мощности, например, зеленого, когда способ оперативный, и красного, когда способ неоперативный. Таким образом, когда вся вспомогательная мощность израсходована, средство отображения отображает возможное время использования вспомогательной мощности «0 секунд» красным цветом.

Кроме того, располагаемая вспомогательная мощность зависит от количества располагаемой энергии в средстве накопления, имеющемся на летательном аппарате. Таким образом, чем большее средство накопления, тем больше располагаемой вспомогательной мощности и, следовательно, больше увеличивается область режимов полета. Более того, максимальная мощность, которую может подать электрическая машина, также оказывает влияние на увеличение области режимов полета.

С другой стороны, электрическая машина и средство накопления электроэнергии могут быстро и значительно достичь значительной массы, которая может быть пагубной для летно-технических характеристик летательного аппарата. Поэтому следует ограничить эти массы, чтобы создать компромисс между подачей этой вспомогательной мощности согласно способу изобретения и увеличением массы летательного аппарата.

Таким образом, максимальная вспомогательная мощность, необходимая для безопасного решения проблемы отказа теплового двигателя однодвигательного летательного аппарата, то есть максимальная мощность, которую может подать электрическая машина, составляет порядка 15-30% максимальной мощности теплового двигателя летательного аппарата.

Более того, эта вспомогательная мощность необходима на период порядка 15 секунд для обеспечения перехода на этап полета в режиме авторотации и безопасной посадки летательного аппарата. Фактически средство накопления может быть рассчитано таким образом, чтобы обеспечить подачу этой вспомогательной мощности на максимальной величине лишь в течение этого периода порядка 15 секунд, чтобы снизить до минимума его массу.

Средство накопления может включать в себя, по меньшей мере, суперконденсатор, то есть конденсатор, способный подать большую мощность в ограниченное время, термоэлемент, который для отдачи мощности требует приложения тепла, или батарею с подзарядкой.

Если средство накопления располагает электроэнергией, превышающей минимальную потребность для решения проблемы отказа теплового двигателя, то электрическая машина также может поставить вспомогательную мощность во время полета летательного аппарата, чтобы увеличить мощность силовой установки, за счет добавления этой вспомогательной мощности к мощности теплового двигателя. С этой целью пилот имеет в своем распоряжении специальный орган управления, такой как переключатель, для активации этой вспомогательной мощности и может использовать эту вспомогательную мощность на особых и напряженных этапах полета, таких как взлет с максимальной полетной массой или определенные маневры поворота с большими аэродинамическими нагрузками. Эта имеющаяся в наличии во время полета вспомогательная мощность также может увеличить область режимов полета однодвигательного летательного аппарата.

Кроме того, электрическая машина может быть использована в генераторном режиме для преобразования подаваемой тепловым двигателем или несущим винтом механической энергии в электрическую энергию.

Следовательно, так как средство накопления электроэнергии содержит, по меньшей мере, одно подзаряжаемое средство накопления этой электроэнергии, которое предназначено для питания электрической машины, когда она работает в двигательном режиме, электрическая машина в генераторном режиме подает электроэнергию для подзарядки каждого подзаряжаемого средства накопления.

Более того, по меньшей мере, одно подзаряжаемое средство накопления также может быть предусмотрено для общего электропитания летательного аппарата, в частности, перед запуском его теплового двигателя, для запуска теплового двигателя и в экстренном случае, когда основной электрогенератор на летательном аппарате не подает достаточно энергии для бортового электронного оборудования, что позволит, таким образом, продолжить полет в полной безопасности. Каждое подзаряжаемое средство накопления заменяет в этом случае, по меньшей мере, частично или полностью батареи, используемые традиционно для общего электропитания летательного аппарата, запитывая, в частности, приборы и электрическое оборудование летательного аппарата.

Таким образом, электрическая машина в генераторном режиме может снабжать электроэнергией, необходимой для работы электросети летательного аппарата, посредством, например, преобразователя напряжения, заменяя, по меньшей мере, частично или полностью, основной генератор или стартер-генератор, имеющийся, как правило, на летательном аппарате, причем стартер-генератор может быть ограничен простым стартером.

Предпочтительным образом увеличение массы благодаря электрической машине и средству накопления частично компенсируется удалением батарей и основного генератора, обычно находящихся на борту летательного аппарата.

В случае если средство накопления используется одновременно для электропитания электрической машины и в целом для электропитания летательного аппарата, вся располагаемая электроэнергии в этом средстве накопления не может быть использована для питания электрической машины. Действительно, при аварийном полете вследствие отказа теплового двигателя или отказа основного электрогенератора часть этой электрической энергии предназначена для снабжения питанием среди прочего бортовых приборов.

Действительно, часть располагаемой электроэнергии в этом средстве накопления выделена для электропитания этих бортовых приборов, а остаток располагаемой электроэнергии может подаваться на электрическую машину, чтобы снабдить вспомогательной мощностью несущий винт.

Кроме того, способ согласно изобретению должен незамедлительно обнаружить момент отказа теплового двигателя летательного аппарата, чтобы как можно раньше подать вспомогательную мощность на несущий винт.

Этот отказ характеризуется падением мощности несущего винта, который больше не приводится в движение тепловым двигателем и, следовательно, падением его скорости вращения. Можно, конечно, измерить скорость вращения несущего винта, чтобы оценить это падение его мощности, характеризующее отказ теплового двигателя, и обнаружить, таким образом, этот отказ, например, как только скорость вращения несущего винта достигает первого заданного значения, меньше номинальной скорости несущего винта.

Между тем, это падение скорости вращения несущего винта происходит вместе с сильным замедлением вращения несущего винта, которое может быть обнаружено, прежде чем эта скорость вращения достигнет первого заданного значения. Фактически в целях более быстрой ответной реакции отказ теплового двигателя может быть обнаружен в зависимости от замедления вращения несущего винта и скорости вращения.

Летательные аппараты обычно имеют первое средство измерения скорости вращения несущего винта. Таким образом, можно определить производную скорости вращения несущего винта, то есть замедление несущего винта, по простому и известному алгоритму.

Согласно предпочтительной форме осуществления изобретения, считают, что тепловой двигатель отказал, когда первая контрольная мощность W_c является положительной, причем эта первая контрольная мощность W_c получена из следующего первого отношения:

W C = W max N r t 1 − N r t 2 ( N r + k d N r d t − N r t 2 ) , где W_max - максимальная мощность, которую может подавать электрическая машина, Nr - скорость вращения несущего винта, d N r d t - производная ско