一种用于飞行器的飞行控制系统，其被配置来接收各命令信号，该命令信号表示地球空间点的地点、以及关于该地球空间点的半径的各命令值，以定义圆圈的地面轨迹。传感器确定飞行器的地球空间地点，并提供表示该飞行器地点的地点信号。用于命令飞行器上的各飞行控制设备的控制器，控制飞行器的飞行，并被配置来接收各命令信号和地点信号。该控制器利用各命令信号和地点信号来操作各飞行控制设备，以控制该飞行器的飞行，以便指导飞行器通常朝向圆圈地面轨迹的切点，然后沿圆圈地面轨迹保持飞行路径。
Control system for automatic cruising flight
A flight control system for aircraft, configured to receive the command signal, the command signal indicating the location of earth space, and on the earth space point radius of each command value to define the ground trace of the circle. The sensor determines the earth's space location of the aircraft and provides a location signal indicating the location of the aircraft. A controller used to command each flight control device on an aircraft, to control the flight of an aircraft, and to be configured to receive command signals and location signals. The controller uses each command signal and place signal operation of the flight control equipment to control the flight of the aircraft, in order to guide the aircraft usually toward the ground track point circle circle, and then along the ground track keeping flight path.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及用于飞行器的飞行控制系统领域，尤其涉及用于在选择的固定或运动点周围，实现和保持圆圈(circular)飞行路径的系统。
技术介绍
经常期望使飞行器在感兴趣的指定的区域(如事故现场或正在搜索的区域)周围，以描述闭环的地面轨迹(ground track)的路径飞行。一个好处是飞行器与该区域保持距离，从飞行器朝向感兴趣的区域提供连续的视线。当飞行器在手动控制下飞行时，不管由飞行器上的飞行员或由遥控地操作飞行器的飞行员，通过观察感兴趣的区域、以及响应该观察控制飞行器的飞行，飞行员可以保持在该区域周围期望的路径。这可被实现的一种方法是飞行员使飞行器以倾斜转弯姿态(banked attitude)飞行，保持通常恒定的旋转(turn)以在感兴趣的区域绕圈。飞行员可以尝试在特定点的周围，使飞行器以圆圈路径飞行，该特定点可以由传统的导航手段如无线电信号，或通过使用全球定位系统来定位。为保持圆圈路径，飞行员必须与选择的点保持恒定的半径距离。用于飞行闭环的可替换的方法是，通过飞往航路点(waypoint)并且按环形序列，将飞行器转向下一个航路点。在图1中图示了该方法，该图描述了在感兴趣的区域11周围的通常的圆圈路径13。路径13由多个航路点和连接相邻各航路点的飞行区段(segment)定义。如所示，路径13包括8个航路点，标为A至H，尽管路径13可能包括更多或更少的航路点。飞行员使飞行器从每个航路点飞行到相邻的航路点，并且可以以任一方向飞行该路径。例如，飞行器可以在航路点A开始路径13，并且沿区段15直接飞向航路点B。在航路点B，飞行员将飞行器转向直接朝向航路点C，沿区段17飞行飞行器。飞行员沿笔直的各段继续飞往后来的各航路点，并且通过沿区段19从航路点H飞向航路点A，完成路径13。飞行员然后可以通过再一次飞往航路点B，继续路径13。机上或远处的飞行员手动地使飞行器按期望的路径飞行的要求，增加了飞行员的工作负荷，并且降低了飞行员观察感兴趣区域的能力。而且，在绕圈的同时，特别是在有风的状况下，飞行员也可能难以与该地点(location)保持期望的距离。对于用以描述圆圈路径的航路点方法，该路径必须具有大的半径和/或许多航路点。选择这样一组航路点可能是困难并且耗费时间的。许多现代飞行器，包括有人驾驶和无人驾驶的飞行器，都具有用来保持选择的各飞行参数在或接近各选择值的飞行控制系统。这些参数可以包括高度、航向(heading)、地面轨迹、姿态、和/或速度，并且控制系统通过发送到飞行器的飞行控制系统的命令，保持每个参数。速度可以被控制为飞行器的空速(airspeed)或惯性速度。空速被定义为飞行器相对于该飞行器在其中飞行的气团的向前的速度，而惯性速度被定义为飞行器相对于该飞行器在其上飞行的地面的速度。现有的飞行控制系统提供通过飞向各航路点来沿闭环路径的自动飞行。或者，飞行器可能被命令徘徊在周围或附近区域，在该区域中，飞行控制系统使飞行器以复杂的图案或地面轨迹飞行。例如，有些系统将控制飞行器在地面上选择的点(该点可以GPS坐标或由其它坐标系给出)上方飞行，然后使飞行器转向，以再次飞越该相同的点。这些路径的地面轨迹可以是规则的图案，如“8字形”图案，或这些路径可以是不规则的形状。这些系统的缺点是，它们可能不提供连续的视线，或可能需要重新定位飞行器上的观察器或设备，以连续观察感兴趣的区域。
技术实现思路
需要一种飞行控制系统，其提供以命令的高度和速度环绕命令的中心和半径的圆圈的自动飞行。因此，本专利技术的目的是提供一种飞行控制系统，其提供以命令的高度和速度环绕命令的中心和半径的圆圈的自动飞行。一种飞行器的飞行控制系统被配置来接收命令信号，该命令信号表示地球空间点的地点和关于地球空间点的半径的命令值，以便定义圆圈的地面轨迹。传感器确定飞行器的地球空间地点，并且提供表示飞行器地点的地点信息。用于命令飞行器上的各飞行控制设备的控制器控制所述飞行器的飞行，并且被配置来接收各命令信号和地点信号。控制器利用各命令信号和地点信号来操作各飞行控制设备，以便控制飞行器的飞行，从而指导飞行器通常朝向圆圈的地面轨迹的切点，然后保持沿该圆圈的地面轨迹的飞行路径。本专利技术提供几个优势，包括(1)系统自动操作飞行器以便绕具有选择的中心和半径的圆圈飞行的能力；以及(2)从位于圆圈内部的或外部的初始点，与圆圈相交并绕圈飞行的能力。附图说明为了更全面地理解本专利技术，包括它的特征和优点，现在引入结合附图对本专利技术进行的详细描述，在附图中，相同的标号指相同的部件，在附图中图1是当利用现有技术航路点方法，用来使飞行器在感兴趣的区域周围飞行时，飞行路径的原理性视图；图2A是根据本专利技术并且配置来供遥控驾驶的飞行器使用的、飞行控制系统的原理性视图；图2B是图2A的飞行控制系统的部分的流程图视图；图3是具有图2A中所示的飞行控制系统的飞行器的透视图；图4是飞行器飞行的地面轨迹图，飞行器的飞行由图2A的系统控制，以顺时针方向飞行圆圈路径，该飞行器已从指定圆圈外部启动；图5是飞行器飞行的地面轨迹图，飞行器的飞行由图2A的系统控制，以逆时针方向飞行圆圈路径，该飞行器已从指定圆圈外部启动；图6是飞行器飞行的地面轨迹图，飞行器的飞行由图2A的系统控制，以顺时针方向飞行圆圈路径，该飞行器已从指定圆圈内部启动；图7是飞行器飞行的地面轨迹图，飞行器的飞行由图2A的系统控制，以逆时针方向飞行圆圈路径，该飞行器已从指定圆圈内部启动；以及图8是飞行器飞行的地面轨迹图，飞行器的飞行由图2A的系统控制，以逆时针方向飞行圆圈路径，该飞行器已从朝向指定圆圈中心的地点开始；具体实施方式本专利技术贯注于配置来自动控制飞行器飞行的飞行控制系统，使得飞行器飞向选择的感兴趣的区域，并且以指定的半径、高度和速度环绕该区域中选择的点。特别地，该系统产生倾斜转弯命令，以使飞行器在转弯时(in a turn)倾斜，并且该倾斜转弯命令跟速度和高度误差信号一起使用，以飞行所选择的圆圈路径。控制系统只要求空间中的一个点和半径，以定义圆圈，并且该控制系统对于控制所有类型的有人驾驶和无人驾驶的飞行器(包括直升机、旋翼和固定翼飞行器)是有用的。该系统尤其适合用于执行侦察(surveillance)、搜索、救援和军事任务的飞行器。例如，当用于运送受伤病人的医用疏散(evacuation)直升机被派遣到事故现场时，可使用该系统。派遣者可给直升机机组人员(crew)提供事故的坐标，并且该系统将使直升机能以最快的可能的时间到达那里，而不需要跟随地标。同样，执法的直升机能够被派遣到指定的地点，环绕该地点而不需要飞行员的输入。另一实例是，使用该系统以便直升机用来提供交通报道，该直升机能够快速地和容易地到达指定的事故或交通地点，然后环绕该区域。军用飞行器能够使用本专利技术的系统用于武装直升机，允许该飞行器环绕识别的目标。本专利技术的系统通过选择以下参数，命令飞行器在任一选择的点(经度和纬度，或在已经被编程到飞行控制系统内的另一个参照系统中指定)周围，自动地以圆圈路径飞行(1)圆圈的中心点或圆点(circle point)；(2)圆圈的半径；(3)要飞行的空速或惯性速度；(4)要飞行的高度；以及(5)围绕要飞行的圆圈盘旋的方向。应当注意，通过连续地改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于飞行器的飞行控制系统，该系统包括：接收命令信号的装置，该命令信号表示地球空间点的地点、以及关于该地球空间点的半径的各命令值，以定义圆圈的地面轨迹；确定飞行器的地球空间点的地点、以及提供表示所述飞行器的地点的地点信号的装置；以及用于命令飞行器上的各飞行控制设备以便控制飞行器的飞行的控制器，所述控制器还被配置来接收各命令信号和地点信号；其中所述控制器利用各命令信号和地点信号来操作各飞行控制设备，以控制飞行器的飞行，以便指导飞行器朝向所述圆圈地面轨迹的切点，用于与所述圆圈地面轨迹相切，然后通常保持沿圆圈地面轨迹的飞行路线。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思E比尔塔，詹姆斯E哈里斯，比利K戈尔，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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