驾驶辅助系统、驾驶辅助方法及飞行器技术方案

一种飞行器的驾驶辅助系统，包括：测量模块(4)，用于测量飞行器的竖直机动；计算模块(5)，用于根据测量的竖直机动并根据设定点竖直机动计算第一载荷系数；测量模块(6)，用于测量倾斜角、俯仰速率和俯仰加速度；保护模块(7)，包括计算子模块(71)和比较子模块(72)，该计算子模块被配置用于计算第二载荷系数，该比较子模块用于比较该第一载荷系数与该第二载荷系数，以确定适用载荷系数，该适用载荷系数等于该第一载荷系数与该第二载荷系数间的最小值；计算模块(8)，被配置用于根据该适用载荷系数计算升降舵控制；发送模块(9)，被配置用于将该升降舵控制发送至该自动驾驶仪(2)。还公开了飞行器的驾驶辅助方法及这种飞行器。

【技术实现步骤摘要】
驾驶辅助系统、驾驶辅助方法及飞行器
本专利技术涉及一种用于辅助驾驶飞行器的自动方法和系统，以便在没有风速测量数据和风速测量估计器可用时至少控制飞行器的自动驾驶仪。
技术介绍
在本说明书的上下文中，自动驾驶仪对应于：-自动驾驶系统，其自动地作用于飞行器的操纵面以导引飞行器，-或者飞行指引仪，其在飞行器的驾驶舱的屏幕上自动地显示信息，以便为由飞行器的飞行员所执行的手动驾驶提供辅助。已知的是，飞行器的自动驾驶仪在其任选地联接至推力调节装置时使用飞行器的前进速度信息(例如空速)，其目的是保持飞行员的选择和/或将速度范围保持在飞行器可接受的数值。如果在驾驶过程中，此速度信息丢失，即如果该速度信息变得不可用、不正确或不可靠，则自动驾驶仪和/或推力调节装置自动地解除，同时保持飞行器的当前状态(姿态和推力)，并且将控制权返还给机组人员。特别是在由于例如恶劣或差的环境条件而导致的共同失效模式的情况下，可能发生这种情况。然而，这种情况是特殊的，因为大多数飞行器配备有用于限制所述环境条件的影响的系统，以便提高速度信息的可用性。在丢失速度信息的异常情况下，解除自动驾驶仪和/或推力调节装置导致了机组人员的额外工作量，机组人员除正常任务之外还必须处理导致失效的原因。前进速度信息是自动驾驶系统或飞行指引仪用来限定飞行器的飞行包线(上限和下限)和飞行器的动力学特性的主要参数。可能未遵照这些速度限制的自动驾驶仪或推力调节装置可能导致飞行器偏离其飞行包线。出于此原因，自动驾驶仪和推力调节装置提供有多种不同的保护速度范围的常规手段。文献FR2960659A1提出了一种并不完全令人满意的解决方案。实际上，该解决方案不能在没有添加超出姿态限制的附加机制的情况下获得在整个飞行包线上稳定的飞行。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提出一种飞行器的驾驶辅助方法来克服这些缺点，该方法能够在没有空中数据或者来自空中数据估计器的数据不可用或不必要的情况下至少确保自动驾驶仪和/或推力调节装置的可用性。为此目的，本专利技术涉及一种能够至少确保自动驾驶仪的可用性的飞行器的驾驶辅助方法，可以在没有飞行器的前进速度信息的情况下控制该自动驾驶仪。根据本专利技术，所述方法包括：-第一测量步骤，由第一测量模块执行，包括测量所述飞行器的竖直机动；-第一计算步骤，由第一计算模块执行，包括根据所测量的竖直机动并且根据设定点竖直机动来计算第一载荷系数；-第二测量步骤，由第二测量模块执行，包括测量所述飞行器的倾斜角、俯仰速率和俯仰加速度；-保护步骤，由保护模块执行，包括：o计算子步骤，由计算子模块执行，包括根据所测量的倾斜角、根据所测量的俯仰速率并且根据所测量的俯仰加速度来计算第二载荷系数，o比较子步骤，由比较子模块执行，包括比较所述第一载荷系数与所述第二载荷系数以便确定适用载荷系数，所述适用载荷系数等于所述第一载荷系数与所述第二载荷系数间具有最小值的载荷系数；-第二计算步骤，由第二计算模块执行，包括根据所述适用载荷系数来计算升降舵控制；-第一发送步骤，由第一发送模块执行，包括将所述第二计算步骤中计算的升降舵控制发送至所述自动驾驶仪。因此，由于本专利技术，自动驾驶仪具有增大的可用性，例如保持连续巡航飞行、以及当前进速度信息不可用时在恶化的情况下提出令人满意的自动操作水平。根据特性特征，所述竖直机动对应于所述飞行器的竖直速度或所述飞行器的梯度。有利地，所述保护步骤进一步包括用于减小机头上扬俯仰动力学特性的子步骤，所述子步骤由减小子模块执行，包括在所测量的倾斜角接近最大倾斜角时减小所述机头上扬俯仰动力学特性，使得所测量的倾斜角保持低于所述最大倾斜角。根据优选的实施例，所述方法进一步包括：-第三计算步骤，由第三计算模块执行，包括计算能够到达所述飞行器的平衡点的推力控制的静态项，所述静态项取决于所述飞行器的当前飞行高度层、所述飞行器的质量以及所述飞行器上运行的发动机的数量；-第四计算步骤，由第四计算模块执行，包括根据所述倾斜角测量值来计算能够保持所述飞行器的平衡点的所述推力控制的动态项；-第五计算步骤，由第五计算模块执行，包括将推力控制计算为所述静态项和所述动态项之和；-第二发送步骤，由第二发送模块执行，包括将所述推力控制发送至推力调节装置。根据特性特征，所述第四计算步骤包括以下列方式计算所述推力控制的动态项：-当所测量的倾斜角大于所述平衡点的倾斜角时，所述推力控制的动态项具有正值；-当所测量的倾斜角小于所述平衡点的倾斜角时，所述推力控制的动态项具有负值；-所测量的倾斜角与所述平衡点的倾斜角相差越远，所述推力控制的动态项的绝对值就越大；-所述推力控制的动态项处于最大阈值与最小阈值之间。例如，所述平衡点对应于具有与进入紊流区的推荐的“紊流空气”速度或推荐的“紊流空气”马赫数相对应的速度的所述飞行器的配置。此外，在所述第四计算步骤中使用减小的倾斜角以便计算所述推力控制的动态项。此外，所述最大倾斜角对应于具有升/阻比大于预定值的速度的所述飞行器的配置。此外，所述自动驾驶仪包括自动驾驶系统和飞行指引仪，所述方法进一步包括控制步骤，所述控制步骤由控制模块执行，包括至少以下列方式控制所述推力调节装置、所述自动驾驶系统和所述飞行指引仪：-如果所述飞行器的飞行员启用所述推力调节装置，则将启用命令发送至所述飞行指引仪以便启用所述飞行指引仪；-如果停用所述自动驾驶系统和所述飞行指引仪，则将停用命令发送至所述推力调节装置以便停用所述推力调节装置。本专利技术还涉及一种能够至少确保自动驾驶仪的可用性的飞行器的驾驶辅助系统，可以在没有所述飞行器的前进速度信息的情况下控制所述自动驾驶仪。根据本专利技术，所述系统包括：-第一测量模块，被配置用于测量所述飞行器的竖直机动；-第一计算模块，被配置用于根据所测量的竖直机动并且根据设定点竖直机动来计算第一载荷系数；-第二测量模块，被配置用于测量所述飞行器的倾斜角、俯仰速率和俯仰加速度；-保护模块，包括：o计算子模块，被配置用于根据所测量的倾斜角、根据所测量的俯仰速率并且根据所测量的俯仰加速度来计算第二载荷系数，o比较子模块，所述比较子模块被配置用于比较所述第一载荷系数与所述第二载荷系数以便确定适用载荷系数，所述适用载荷系数等于所述第一载荷系数与所述第二载荷系数间具有最小值的载荷系数；-第二计算模块，被配置用于根据所述适用载荷系数来计算升降舵控制；-第一发送模块，所述第一发送模块被配置用于所述第二计算模块计算的升降舵控制发送至所述自动驾驶仪。有利地，所述保护模块进一步包括减小子模块，所述减小子模块被配置用于在所测量的倾斜角接近最大倾斜角时减小所述机头上扬俯仰动力学特性，使得所测量的倾斜角保持低于所述最大倾斜角。根据实施例，所述系统进一步包括：-第三计算模块，被配置用于计算能够到达所述飞行器的平衡点的推力控制的静态项，所述静态项取决于所述飞行器的当前飞行高度层、所述飞行器的质量以及所述飞行器上运行的发动机的数量；-第四计算模块，被配置用于根据所述倾斜角测量值来计算能够保持所述飞行器的平衡点的所述推力控制的动态项；-第五计算模块，被配置用于将推力控制计算为所述静态项和所述动态项之和；-第二发送模块，被配置用于将所述推力控制发送至推力调节装置。此外，所述自动驾驶仪包括自动驾驶系统和飞行指引仪，所述系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够至少确保自动驾驶仪(2)的可用性的飞行器的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括：‑第一测量步骤(E1)，由第一测量模块(4)执行，包括测量所述飞行器(AC)的竖直机动；‑第一计算步骤(E2)，由第一计算模块(5)执行，包括根据所测量的竖直机动并且根据设定点竖直机动来计算第一载荷系数；‑第二测量步骤(E3)，由第二测量模块(6)执行，包括测量所述飞行器(AC)的倾斜角、俯仰速率和俯仰加速度；‑保护步骤(E4)，由保护模块(7)执行，包括：o计算子步骤(E41)，由计算子模块(71)执行，包括根据所测量的倾斜角、根据所测量的俯仰速率并且根据所测量的俯仰加速度来计算第二载荷系数，o比较子步骤(E42)，由比较子模块(72)执行，包括对所述第一载荷系数和所述第二载荷系数进行比较以便确定适用载荷系数，所述适用载荷系数等于所述第一载荷系数与所述第二载荷系数间具有最小值的载荷系数；‑第二计算步骤(E5)，由第二计算模块(8)执行，包括根据所述适用载荷系数来计算升降舵控制；‑第一发送步骤(E6)，由第一发送模块(9)执行，包括将所述第二计算步骤(E5)中计算的升降舵控制发送至所述自动驾驶仪(2)。...

【技术特征摘要】
2017.12.21 FR 17628421.一种能够至少确保自动驾驶仪(2)的可用性的飞行器的驾驶辅助方法，其特征在于，所述方法包括：-第一测量步骤(E1)，由第一测量模块(4)执行，包括测量所述飞行器(AC)的竖直机动；-第一计算步骤(E2)，由第一计算模块(5)执行，包括根据所测量的竖直机动并且根据设定点竖直机动来计算第一载荷系数；-第二测量步骤(E3)，由第二测量模块(6)执行，包括测量所述飞行器(AC)的倾斜角、俯仰速率和俯仰加速度；-保护步骤(E4)，由保护模块(7)执行，包括：o计算子步骤(E41)，由计算子模块(71)执行，包括根据所测量的倾斜角、根据所测量的俯仰速率并且根据所测量的俯仰加速度来计算第二载荷系数，o比较子步骤(E42)，由比较子模块(72)执行，包括对所述第一载荷系数和所述第二载荷系数进行比较以便确定适用载荷系数，所述适用载荷系数等于所述第一载荷系数与所述第二载荷系数间具有最小值的载荷系数；-第二计算步骤(E5)，由第二计算模块(8)执行，包括根据所述适用载荷系数来计算升降舵控制；-第一发送步骤(E6)，由第一发送模块(9)执行，包括将所述第二计算步骤(E5)中计算的升降舵控制发送至所述自动驾驶仪(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖直机动对应于所述飞行器(AC)的竖直速度或所述飞行器(AC)的梯度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述保护步骤(E4)进一步包括用于减小机头上扬俯仰动力学特性的子步骤(E43)，所述子步骤由减小子模块(73)执行，包括在所测量的倾斜角接近最大倾斜角时减小所述机头上扬俯仰动力学特性，使得所测量的倾斜角保持低于所述最大倾斜角。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：-第三计算步骤(E7)，由第三计算模块(10)执行，包括计算能够到达所述飞行器(AC)的平衡点的推力控制的静态项，所述静态项取决于所述飞行器(AC)的当前飞行高度层、所述飞行器(AC)的质量以及所述飞行器(AC)上运行的发动机的数量；-第四计算步骤(E8)，由第四计算模块(11)执行，包括根据所述倾斜角测量值来计算能够保持所述飞行器(AC)的平衡点的所述推力控制的动态项；-第五计算步骤(E9)，由第五计算模块(12)执行，包括将推力控制计算为所述静态项和所述动态项之和；-第二发送步骤(E10)，由第二发送模块(13)执行，包括将所述推力控制发送至推力调节装置(3)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第四计算步骤(E8)包括以下列方式计算所述推力控制的动态项：-当所测量的倾斜角大于所述平衡点的倾斜角时，所述推力控制的动态项具有正值；-当所测量的倾斜角小于所述平衡点的倾斜角时，所述推力控制的动态项具有负值；-所测量的倾斜角与所述平衡点的倾斜角相差越远，所述推力控制的动态项的绝对值就越大；-所述推力控制的动态项处于最大阈值与最小阈值之间。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述平衡点对应于具有与进入紊流区推荐的“紊流空气”速度或推荐的“紊流空气”马赫数相对应的速度的所述飞行器(AC)的配置。7.根据权利要求3和权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第四计算步骤(E8)中使用减小的倾斜角以便计算所述推力控制的动态项。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大倾斜角对应于具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂厄·巴尔瓦，马克西姆·瑟马，弗洛伦特·兰泰尔纳，
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