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2024
这两种匹配方式各有其应用的场景、以及匹配特点，并且其实现过程涉及直升机发动机的多个部件和控制系统。
本文我们以双发配置为例，介绍这两种负载匹配方式的实现，并进行简单对比。
注2：除了以上两种匹配方式，还有发动机转速匹配方式，应用较少，故不做分析。
一、扭矩匹配
Torque Matching
1. 适用情况
扭矩匹配适用于直升机的多种飞行条件，尤其是在需要保持发动机间平衡输出的场景，例如悬停、爬升和稳定巡航等状态下。
2. 特点
稳定性高：通过扭矩匹配，两台发动机在绝大多数情况下能够共同平衡输出，保持主旋翼系统受力均衡，从而使得直升机的操控稳定性较好。
功率利用充分：扭矩匹配使得两台发动机共同承担载荷，从而充分利用两台发动机的总功率，特别是在需要较大动力输出的情况下，能够提高整体的效率。
3. 不足之处
受工况影响较大：扭矩匹配在某些极端条件下可能并不适用，例如当一台发动机由于机械问题或环境影响（如温度或压力）输出能力下降时，匹配扭矩的过程可能导致另一台发动机过载，甚至影响其正常工作。
响应速度受限：在快速功率变化场景下，扭矩匹配过程中的控制策略可能无法迅速跟上飞行的动态需求，尤其是突发的机动或紧急情况。
4. 实现匹配过程及部件
扭矩匹配主要通过以下部件来实现：
FADEC系统（全权数字发动机控制系统）：FADEC系统负责监控两台发动机的输出扭矩，通过控制燃油流量来调整两台发动机的输出，从而保持扭矩的匹配。
注意：在没有集成FADEC系统的发动机上，通常由EEC和FMM来实现功率匹配的控制功能。
扭矩传感器（TQ SENSOR）：扭矩传感器安装在传动系统中，实时测量每台发动机输出的扭矩。FADEC系统根据扭矩传感器的数据进行调整，确保两台发动机输出的扭矩基本相同。
二、排气温度匹配
EGT Matching
1. 适用情况
排气温度匹配主要适用于发动机在高温环境或发动机系统负荷较高的情况下，例如高温、高原等环境飞行中。在这种情况下，发动机的排气温度可能会过高，需要进行合理控制以避免发动机因温度过载而损坏。
2. 特点
延长发动机寿命：通过排气温度匹配，可以避免发动机因局部温度过高而产生的热损伤，从而有效延长发动机的使用寿命，降低故障率。
3. 不足之处
功率利用率降低：为了控制排气温度，可能会限制某台发动机的输出功率，导致其无法充分发挥。因此，EGT匹配在一定程度上会牺牲总的功率输出效率，特别是在需要大功率输出时，可能会限制直升机的机动能力。
精确控制难度大：EGT匹配的过程需要精确控制两台发动机的排气温度，而发动机的排气温度受到多种因素的影响（如燃油混合比、空气流量等），因此EGT匹配的控制策略相对复杂，且精确度要求高。
4. 实现匹配过程及部件
排气温度匹配主要通过以下部件来实现：
FADEC系统：FADEC系统根据排气温度传感器的信号，实时调整发动机的燃油供给量和空气混合比例，以保持两台发动机的排气温度尽量一致，避免局部温度过高。
注：在没有集成FADEC系统的发动机上，通常由EEC和FMM来实现功率匹配的功能。
排气温度传感器(T sensor )：安装在每台发动机的排气管道上，实时测量发动机的排气温度，向FADEC系统提供数据。
注：如上述说明，排气温度计算方式和表述方法有不同。
实现过程：排气温度匹配的过程通常是通过减少燃油供给来降低排气温度，这样可以防止某台发动机因为高温而受到损伤。当排气温度超出设定的安全阈值时，FADEC系统(EEC)会首先优先考虑降低温度，从而牺牲一部分功率输出。
三、匹配方式的选择
ALTERNATE
在实际应用中，飞行员可以根据双发直升机不同的飞行状态和环境条件，在扭矩匹配和排气温度匹配之间进行选择，以保证整体的工作效率和安全性。
飞行条件：
在巡航和悬停等稳定飞行条件下，直升机一般采用扭矩匹配，以保证两台发动机共同承担载荷，充分利用功率。
在高温、高原等特殊环境下，直升机则可能优先采用排气温度匹配，以保护发动机，避免因温度过高而造成损伤。 选择方式： 机械开关式：如莱昂纳多公司A109E\AW139直升机驾驶舱配备的选择开关。 面板选择式：如莱昂纳多公司AW189直升机上就需要在ECDU里进行选择，如下图：
四、功率匹配的实际控制
ENGINE CONTROL
在实际操作中，功率匹配方式选定后，由FADEC系统（EEC）根据发动机的运行参数（扭矩、排气温度、转速等）自动进行。
FADEC系统（EEC）会不断对两台发动机的运行状态进行监测，并根据飞行员的控制指令、环境条件等因素，动态地调整发动机供油量，保证匹配方式的正常运行。
例如：
当飞行员增加总距杆（Collective Lever）以提高升力时，FADEC系统（EEC）会自动检测发动机的负荷变化，并根据需要选择扭矩匹配或排气温度匹配，以保持直升机的稳定飞行。
在特殊的应急情况下，例如一台发动机出现功率下降或故障时，FADEC系统（EEC）会优先保证剩余发动机的稳定运行，通过减少温度负载或者均衡扭矩的方式，尽量延长飞行时间，为飞行员争取安全着陆的机会。
五、总结
END
双发直升机的功率匹配方式通常包括扭矩匹配和排气温度匹配，二者各有其特点和适用的场景。
扭矩匹配适用于需要功率平衡的飞行状态，而排气温度匹配则主要用于需要控制温度的特殊环境。
二者的实现都依赖于先进的发动机控制系统，通过实时监控扭矩和排气温度等参数，进行动态调整，以确保飞行的安全性和发动机的工作效率。
在实际应用中，这两种匹配方式会根据飞行状态和环境条件进行合理切换，以实现最佳的飞行性能和发动机保护。
固定翼飞机也一样存在发动机匹配的问题，只是由于涡扇类与涡轴类发动机应用场景及构型设定不同，导致其匹配参数与原理略有不同。
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