本公开内容涉及一种用于根据俯仰轴控制飞行器的飞行的方法和系统(1)以及相关飞行器。所述系统包括：载荷系数控制模块(6)，其用于，在由飞行器的飞行员对驾驶杆(3)进行手动致动时，计算相应的偏转命令以及将该偏转命令传送至飞行器的至少一个升降舵(8)；纵向姿态控制模块(13)，其用于，在飞行员未对驾驶杆(3)进行手动致动的情况下，将飞行器的纵向姿态保持在目标姿态；以及过渡管理模块(14)，其用于在记录时刻确定且记录飞行器的当前纵向姿态值以及将该纵向姿态值传送至纵向姿态控制模块(13)，使得纵向姿态控制模块(13)将该纵向姿态值用作目标姿态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于根据俯仰轴来控制飞行器的飞行的方法及系统，所述飞行器特别是一种运输机。
技术介绍
通常采用竖直载荷系数控制法则Nz来根据具有电传飞行操纵系统的飞行器的俯仰轴进行控制。这个Nz法则的目的在于(经由驾驶杆的偏转而)将飞行员的控制转换成载荷系数控制。该控制被转换成飞行器的升降舵的偏转命令且被应用于升降舵。此外，特别是地在运输机方面，以及尤其是在军用运输机方面，已知诸如空投这样的某些操作使得有必要在这些操作期间保持精确的纵向姿态，同时保留在这些操作之前和这些操作期间监控飞行器轨迹的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供根据俯仰轴对飞行器飞行的控制，使得飞行员能够在主动驾驶期间保留与平常相同的敏感度，同时使得能够满足诸如以上提及的任务约束。本专利技术涉及一种根据俯仰轴来控制飞行器的飞行的方法，该飞行器配备有电传飞行操纵系统和驾驶杆，驾驶杆可以由飞行器的飞行员手动地致动以至少控制飞行器的俯仰轴，该方法包括在飞行器飞行期间的载荷系数控制步骤，该载荷系数控制步骤是在由飞行员对驾驶杆进行手动致动时所实施的且在于确定表示驾驶杆的致动的载荷系数控制值，根据该载荷系数控制值计算偏转命令以及将该偏转命令应用于飞行器的至少一个升降舵。根据本专利技术，该方法还包括，在飞行器飞行期间：，-纵向姿态控制步骤，其中该纵向姿态控制步骤是在飞行员未对驾驶杆进行手动致动的情况下所实施的且在于将飞行器的纵向姿态保持在目标姿态；以及-从载荷系数控制步骤到纵向姿态控制步骤的过渡阶段，所述过渡阶段在于在记录时刻确定并记录飞行器的当前纵向姿态值，以及将该纵向姿态值传送至后续的纵向姿态控制步骤，使得纵向姿态控制步骤能够将该纵向姿态值用作目标姿态。因此，由于两个控制步骤(在对驾驶杆致动时应用载荷系数控制法则的常规步骤；在松开驾驶杆时应用稳度保持法则的步骤)的组合以及设置过渡阶段，获得了这两个步骤各自的优势，同时防止在过渡阶段期间的不期望的干扰并且尤其防止超过纵向姿态值。更确切地，由于本专利技术，对于飞行员而言，飞行器的驾驶敏感度与平常(即仅应用载荷系数控制法则时)相同，以使得飞行员不被干扰且保留其平常的驾驶感觉，以及确保在没有飞行员输入(或命令或致动)的情况下保持纵向姿态，这使得能够满足例如对诸如空投这样的任务的约束。尽管本专利技术更具体地应用于载荷空投阶段，其中保持恒定的纵向姿态以实现准确的空投对于该载荷空投阶段而言是重要的，然而本专利技术也可以应用于任何飞行阶段和任何类型的飞行器，其中对于任何飞行阶段和任何类型的飞行器而言，寻求在飞行员未对驾驶杆进行控制的情况下保持恒定的纵向姿态(以及等于目标值(或目标姿态))。有利地：-过渡阶段包括子步骤，该子步骤在于确定纵向姿态控制法则的激活时刻，以及向该激活时刻添加预定时间段来获得记录时刻；以及-过渡阶段的所述子步骤在于将驾驶杆的偏转角度绝对值在预定的时间段内变得低于预定值的时刻确定为纵向姿态控制法则的激活时刻。本专利技术还涉及一种用于根据俯仰轴来控制飞行器的飞行的系统，该系统包括载荷系数控制模块，该载荷系数控制模块被配置成根据表示驾驶杆的致动的载荷系数控制值来计算在飞行期间飞行器的飞行员对驾驶杆进行手动致动时的偏转命令，以及将该偏转命令传送至飞行器的至少一个升降舵。根据本专利技术，所述系统还包括：-纵向姿态控制模块，其被配置成，在飞行期间在飞行员未对驾驶杆进行手动致动的情况下，将飞行器的纵向姿态保持在目标姿态；以及-过渡管理模块，其被配置成在记录时刻确定并记录飞行器的当前纵向姿态值，以及将该纵向姿态值传送至纵向姿态控制模块，使得该纵向姿态控制模块能够将该纵向姿态值用作目标姿态。在一个特定实施方式中，所述系统包括用于确定纵向姿态控制法则的激活时刻的激活时刻确定模块，所述激活时刻用于确定所述记录时刻。本专利技术还涉及一种飞行器，特别是运输机，以及尤其是军用运输机，其配备有如以上指定的系统。附图说明附图使得能够很好地理解如何实现本专利技术。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元素。图1是飞行控制系统的示意性框图，其示出了本专利技术的一个实施方式；图2和图3是飞行控制系统的计算单元的示意性框图；图4示出了关于飞行器驾驶杆的位置而根据时间将说明本专利技术的系统应用于飞行器；以及图5是说明通过实施本专利技术所获得的效果的曲线图。具体实施方式图1中示意性地示出的、能够说明本专利技术的系统1是飞行器AC(图4)的飞行控制系统，飞行器AC特别是运输机以及尤其是军用运输机。该飞行控制系统1(其构成飞行器AC的电传飞行操纵系统的一部分)尤其用于围绕飞行器AC的俯仰轴来控制飞行器AC。该机载系统1包括：-用于生成(竖直)载荷系数控制值的至少一个单元2。单元2包括可以由飞行器的飞行员手动地致动的常用驾驶杆(或构件)3，特别是微型驾驶杆，以及用于自动地生成表示驾驶杆3的致动(如由点划线形式的连接5所示)的载荷系数控制值的常用装置4；-载荷系数控制模块(在下文中称为“模块6”)，其包括常用的计算单元10，计算单元10被配置成基于经由连接7而接收的载荷系数控制值来以通常方式计算飞行器AC的至少一个升降舵8的至少一个偏转命令；以及-至少一个升降舵8，其与常用的至少一个致动器9相关联且可以如双头箭头B所示地偏转。致动器9通常被配置成如由点划线形式的连接11所示那样作用于升降舵8，以对升降舵8施加由模块6计算且经由连接12接收的偏转命令。在本专利技术的框架中，所考虑的载荷系数是竖直载荷系数。模块6应用C*或Nz型的常用法则，该法则是已知的且在下文中不做进一步描述。常用的Nz法则实现提供中性稳定(驾驶杆3位于中性位置，飞行轨迹的坡角在短期内被保持)的载荷系数控制、水平稳定器的自动补偿(在所制订的飞行中，升降舵被逐步地带至零)以及在转弯时高达37度的侧向稳度补偿。该Nz法则使得能够监控飞行器AC的轨迹而不是监控其纵向姿态。根据本专利技术，该系统1还包括：-纵向姿态控制模块(下文中为“模块13”)，其被配置成，在飞行期间在飞行员未对驾驶杆3进行手动致动的情况下，将飞行器AC的纵向姿态θ保持在目标姿态θtgt；以及-过渡管理模块(下文中为“模块14”)，其借助于连接15、16及7而分别连接至装置4、模块13及模块6，且被配置成在以下指定的记录时刻确定并记录飞行器AC的当前纵向姿态值以及将该(被确定且被记录的)纵向姿态值传送至(纵向姿态控制)模块13，使得模块13能够将该纵向姿态值用作目标姿态。模块13包括(例如通过连接18连接至致动器9的)计算单元17，计算单元17应用常用的纵向姿态保持法则(下文中为θ法则)。为了保持飞行器AC的纵向姿态，模块13使用目标角度(目标姿态θtgt)。θ法则是一种利用以目标角度为目标的PID(比例积分微分))型的算法的俯仰法则。目标姿态θtgt被限定在常用的最大预定值θmax与常用的最小预定值θmin之间。计算单元17借助于θ法则，特别地根据以下几项的总和来以通常方式确定升降舵8的偏转命令：-θ与θtgt之差的积分，对其应用了增益；-θtgt的值，对其应用了增益；-俯仰转速的积分，也对其应用了增益；以及-该俯仰转速，对其应用了增益。因此，由于两个控制法则(致动驾驶杆3时的载荷系数控制法则Nz；在松开驾驶杆3时的姿态保持法本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于根据俯仰轴控制飞行器的飞行的方法，所述飞行器(AC)配备有电传飞行操纵系统和驾驶杆(3)，所述驾驶杆(3)能够由所述飞行器(AC)的飞行员手动地致动以至少控制所述飞行器(AC)的俯仰轴，所述方法包括在所述飞行器(AC)的飞行期间的载荷系数控制步骤，所述载荷系数控制步骤是在所述飞行员对所述驾驶杆(3)进行手动致动时所实施的且在于确定表示对所述驾驶杆(3)的致动的载荷系数控制值，根据所述载荷系数控制值计算偏转命令以及将所述偏转命令应用于所述飞行器(AC)的至少一个升降舵(8)，所述方法还包括，在所述飞行器(AC)的飞行期间的:‑纵向姿态控制步骤，该纵向姿态控制步骤是在所述飞行员未对所述驾驶杆(3)进行手动致动的情况下所实施的且在于将所述飞行器(AC)的纵向姿态保持在目标姿态(θtgt)；以及‑从所述载荷系数控制步骤到所述纵向姿态控制步骤的过渡阶段，所述过渡阶段在于在记录时刻确定且记录所述飞行器(AC)的当前的纵向姿态值，以及将所述纵向姿态值传送至后续的纵向姿态控制步骤，使得该纵向姿态控制步骤将所述纵向姿态值用作所述目标姿态(θtgt)。
【技术特征摘要】
2015.04.14 FR 15532691.一种用于根据俯仰轴控制飞行器的飞行的方法，所述飞行器(AC)配备有电传飞行操纵系统和驾驶杆(3)，所述驾驶杆(3)能够由所述飞行器(AC)的飞行员手动地致动以至少控制所述飞行器(AC)的俯仰轴，所述方法包括在所述飞行器(AC)的飞行期间的载荷系数控制步骤，所述载荷系数控制步骤是在所述飞行员对所述驾驶杆(3)进行手动致动时所实施的且在于确定表示对所述驾驶杆(3)的致动的载荷系数控制值，根据所述载荷系数控制值计算偏转命令以及将所述偏转命令应用于所述飞行器(AC)的至少一个升降舵(8)，所述方法还包括，在所述飞行器(AC)的飞行期间的:-纵向姿态控制步骤，该纵向姿态控制步骤是在所述飞行员未对所述驾驶杆(3)进行手动致动的情况下所实施的且在于将所述飞行器(AC)的纵向姿态保持在目标姿态(θtgt)；以及-从所述载荷系数控制步骤到所述纵向姿态控制步骤的过渡阶段，所述过渡阶段在于在记录时刻确定且记录所述飞行器(AC)的当前的纵向姿态值，以及将所述纵向姿态值传送至后续的纵向姿态控制步骤，使得该纵向姿态控制步骤将所述纵向姿态值用作所述目标姿态(θtgt)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过渡阶段包括子步骤，所述子步骤在于确定纵向姿态控制法则的激活时刻，以及向所述激活时刻添加...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂厄·卡尔东，皮埃尔·德比谢尔，劳伦特·阿尔布格斯，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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