飞行器自动飞行控制方法和系统技术方案

本公开涉及一种飞行器自动飞行方法和系统。该方法包括：确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量；确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值；在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式；以及在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式。

【技术实现步骤摘要】
飞行器自动飞行控制方法和系统
本公开涉及飞行器自动飞行控制方法和系统。
技术介绍
当前，各种飞行器(例如，民用飞机等)一般都具有自动飞行系统。自动飞行系统可接收飞行员的手动设置、飞行管理系统发送的指令及相关传感器输入信号等，并据此来提供自动控制飞行器按设定的姿态、飞行路径、空速等进行飞行的能力。自动飞行系统人机交互设备一般向正、副飞行员提供对自动飞行控制系统的操作控制，并向其提供选择各种自动飞行系统功能的方法。自动飞行系统人机交互设备选择的功能和模式一般分为以下四部分：飞行导引管理、垂直导引、水平导引、速度控制。一般而言，当飞行指引未接通，飞行员初始接通自动飞行或飞行指引模式失败时，飞行器将进入默认的滚转基本模式和俯仰基本模式。目前，飞行器都只能固定进入一种滚转和俯仰基本模式。此外，当前飞行器的自动飞行系统飞行指引模式不判断侧风干扰。因而，在遇到较强的侧风干扰时，飞行员需要快速反应并进行模式切换操作，以将飞行器控制在一个安全的飞行轨迹，这显然存在较大的安全隐患并增加了飞行员的负担。本公开针对但不限于上述诸多因素进行了改进。
技术实现思路
本公开提出了一种飞行器自动飞行控制系统和方法。本公开的技术方案可根据不同环境条件来使飞行器进入不同的基本模式以控制不同的目标值，例如在遇到较强侧风时自动切换为航迹模式，以达到更准确地控制飞行器的目的，减少不安全因素。为此，本公开提出了两种滚转基本模式和两种俯仰基本模式，并通过耦合的方式，在遇到较强的侧风干扰时，飞行器初始接通自动飞行进入的基本模式是航迹保持模式和飞行航迹角保持模式；在无侧风或弱侧风情况下，进入的基本模式是航向保持模式和垂直速度模式，由此来控制不同的目标值保持飞行器飞行轨迹，以达到更精确地控制飞行器的目的。在遇到较强的侧风时，本公开的自动飞行模式将自动切换为航迹控制；侧风干扰消失时，则自动切换为航向控制，以便自动适应飞行环境，从而提高飞行安全性并降低飞行员的工作负担。根据本公开的第一方面，提供了一种飞行器自动飞行方法，包括：确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量；确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值；在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式；以及在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式。根据一实施例，所述航迹模式包括航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式，所述航向模式包括航向保持模式和/或垂直速度模式，并且所述方法还包括：确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败；在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式；以及在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向保持模式和/或垂直速度模式。根据另一实施例，所述方法还包括：在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使得飞行器的航迹和/或飞行航迹角不被改变；以及在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使得飞行器的航向和/或垂直速度不被改变。根据又一实施例，所述航迹模式包括航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式，所述航向模式包括航向选择模式和/或垂直速度模式，并且所述方法还包括：确定所述飞行器以航向选择模式和垂直速度模式正常飞行；以及在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式；和/或确定所述飞行器以航迹选择模式和飞行航迹角选择模式正常飞行；以及在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向选择模式和/或垂直速度模式。根据又一实施例，所述方法还包括：在所述飞行器进入航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式后，对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的航向和航迹的旋钮的操纵将由改变航向目标值自动切换为改变航迹目标值，并且对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的飞行航迹角/垂直速度滚轮的操纵将由改变垂直速度目标值自动切换为改变飞行航迹角目标值；以及在所述飞行器进入航向选择模式和/或垂直速度模式后，对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的航向和航迹的旋钮的操纵将由改变航迹目标值自动切换为改变航向目标值，并且对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的飞行航迹角/垂直速度滚轮的操纵将由改变飞行航迹角目标值自动切换为改变垂直速度目标值。根据又一实施例，所述预定阈值是预定的固定值。根据又一实施例，所述预定阈值是根据以下各项中的至少一者来预先确定的并存储在查找表中：飞行器机型和/或飞行器总重量。根据又一实施例，所述方法还包括根据所述飞行器的机型和/或总重量来从所述查找表中找出所述预定阈值。根据又一实施例，所述方法还包括：持续监测所述侧向风速分量；以及基于所述侧向风速分量在航迹模式和航向模式之间切换。根据又一实施例，所述方法还包括：解析大气数据以获得风速；从惯性导航系统获取风向；以及基于所述风速和所述风向来确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量。根据又一实施例，所述方法还包括：接收来自飞行员的模式切换指令；基于所述模式切换指令在航迹模式和航向模式之间切换；以及在执行切换之后，不再基于所述侧向风速分量在航迹模式和航向模式之间切换，除非飞行员再次初始接通自动飞行模式。根据本公开的第二方面，提供了一种飞行器自动飞行系统，包括：用于确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量的装置；用于确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值的装置；用于在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式的装置；以及用于在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式的装置。根据一实施例，所述航迹模式包括航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式，所述航向模式包括航向保持模式和/或垂直速度模式，并且所述系统还包括：用于确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败的装置；所述用于在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式的装置在所述用于确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败的装置确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败时，使所述飞行器进入航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式；以及所述用于在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式的装置在所述用于确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败的装置确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败时，使所述飞行器进入航向保持模式和/或垂直速度模式。根据另一实施例，所述系统还包括：用于在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使得飞行器的航迹和/或飞行航迹角不被改变的装置；以及用于在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使得飞行器的航向和/或垂直速度不被改变的装置。根据又一实施例，所述航迹模式包括航迹选择模式和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器自动飞行方法，包括：/n确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量；/n确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值；/n在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式；以及/n在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行器自动飞行方法，包括：
确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量；
确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值；
在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式；以及
在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航迹模式包括航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式，所述航向模式包括航向保持模式和/或垂直速度模式，并且所述方法还包括：
确定所述飞行器在飞行指引未接通并初始接通自动飞行模式，或者确定飞行指引模式失败；
在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹保持模式和/或飞行航迹角保持模式；以及
在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向保持模式和/或垂直速度模式。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使得飞行器的航迹和/或飞行航迹角不被改变；以及
在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使得飞行器的航向和/或垂直速度不被改变。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航迹模式包括航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式，所述航向模式包括航向选择模式和/或垂直速度模式，并且所述方法还包括：
确定所述飞行器以航向选择模式和垂直速度模式正常飞行；以及
在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式；
和/或
确定所述飞行器以航迹选择模式和飞行航迹角选择模式正常飞行；以及
在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向选择模式和/或垂直速度模式。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述飞行器进入航迹选择模式和/或飞行航迹角选择模式后，对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的航向和航迹的旋钮的操纵将由改变航向目标值自动切换为改变航迹目标值，并且对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的飞行航迹角/垂直速度滚轮的操纵将由改变垂直速度目标值自动切换为改变飞行航迹角目标值；以及
在所述飞行器进入航向选择模式和/或垂直速度模式后，对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的航向和航迹的旋钮的操纵将由改变航迹目标值自动切换为改变航向目标值，并且对飞行器自动飞行系统的人机交互设备上的用于改变飞行器的飞行航迹角/垂直速度滚轮的操纵将由改变飞行航迹角目标值自动切换为改变垂直速度目标值。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定阈值是根据以下各项中的至少一者来预先确定并存储在查找表中：
飞行器机型和/或飞行器总重量。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括根据所述飞行器的机型和/或总重量来从所述查找表中找出所述预定阈值。


8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
持续监测所述侧向风速分量；以及
基于所述侧向风速分量在航迹模式和航向模式之间切换。


9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
解析大气数据以获得风速；
从惯性导航系统获取风向；以及
基于所述风速和所述风向来确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量。


10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收来自飞行员的模式切换指令；
基于所述模式切换指令在航迹模式和航向模式之间切换；以及
在执行切换之后，不再基于所述侧向风速分量在航迹模式和航向模式之间切换，除非飞行员再次初始接通自动飞行模式。


11.一种飞行器自动飞行系统，包括：
用于确定垂直于飞行器机体方向的侧向风速分量的装置；
用于确定所述侧向风速分量是否大于等于预定阈值的装置；
用于在所述侧向风速分量大于等于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航迹模式的装置；以及
用于在所述侧向风速分量小于所述预定阈值时，使所述飞行器进入航向模式的装置。


12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述航迹模式包括航迹保持模式和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭珍珍，柯劼，冯成，魏子博，贺娜，谭茹，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31