一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，驾驶舱操纵杆包括红色按钮、黄色按钮、滚轮和前侧按压开关，驾驶舱操纵杆设置两个，两个驾驶舱操纵杆其中一个控制高度率和转弯率，另一个驾驶舱操纵杆控制纵向和横向速度，两个驾驶舱操纵杆功能能够进行切换，切换功能只在驻留地面情况下实现，eVTOL飞机的驾驶舱控制方法采用闭环控制；驾驶舱控制系统通过主控计算机获取并计算飞机状态数据并与飞控计算机和驾驶舱操纵设备形成闭环回路，闭环回路分为飞行控制内环回路和飞行控制外环回路，故障运行系统通过飞行控制计算机、主动/辅助控制单元的安全功能和足够的冗余为驾驶舱操纵提供降级的辅助。本发明专利技术的有益效果是加强安全控制、简化操作难度。简化操作难度。简化操作难度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法


[0001]本专利技术属于控制方法领域，尤其是涉及一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法。

技术介绍

[0002]现在城市发展一直是社会发展的重要环节。随着国民经济的快速发展和城市化水平的逐步提高，超大城市交通建设和环境问题越来越成为制约城市发展的重要问题之一。
[0003]对我们的环境保护和控制力度提出了更高的要求，发展绿色能源交通产业，应用新能源技术势在必行。可是随着生活水平的提高，城市汽车保有量的增长速度愈发加快，道路建设无法满足日益增长的交通需求，常规交通萎缩，轨道交通起步较晚导致城市交通拥堵日益严重，同时导致交通事故频发，环境污染加剧恶化。
[0004]为了解决城市交通问题发展绿色交通，实现节能减排并缓解交通拥挤，采用eVTOL飞机构建绿色的UAM/AMM系统，已经成为下一代城市交通解决方案的选择之一，但是在进行实施的过程中需要加大安全控制避免发生危险，确保eVTOL飞机构建绿色的UAM/AMM系统能够安全稳定的运行，缺少针对性的飞机故障处理系统，无法针对不同危险状况采取多种应对方法，并且现有的eVTOL飞机都是采用不同型号的操纵杆，一旦操纵杆故障就无法进行功能切换或者替代。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种加强安全控制、简化操作难度的基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，尤其适合城市内eVTOL飞机构建的绿色UAM/AMM系统。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，驾驶舱操纵杆包括红色按钮、黄色按钮、滚轮和前侧按压开关，所述驾驶舱操纵杆设置两个，两个驾驶舱操纵杆采用同一型号和种类的操纵杆，两个驾驶舱操纵杆其中一个控制高度率和转弯率，另一个驾驶舱操纵杆控制纵向和横向速度，两个驾驶舱操纵杆功能能够进行切换，切换功能只在驻留地面情况下实现，所述eVTOL飞机的驾驶舱控制方法采用闭环控制，eVTOL飞机的驾驶舱控制方法包括驾驶舱控制系统和故障运行系统；驾驶舱控制系统为飞行控制的基本单元，通过主控计算机获取并计算飞机状态数据并与飞控计算机和驾驶舱操纵设备形成闭环回路，闭环回路分为飞行控制内环回路和飞行控制外环回路，飞行控制内环回路包括飞机状态数据，所述飞行控制外环回路包括飞行控制内环回路、驾驶舱操纵设备控制信号，驾驶舱控制系统的飞行控制逻辑为三台飞控计算机和一个独立的自动着陆通道組成。具有高冗余度设计的三台飞控计算机负责飞机控制逻辑的计算和控制。一个独立的自动着陆通道保证故障状态下的飞机安全飞行。控制计算机的安全冗余满足了最高的航空交全标准。
[0007]故障运行系统通过系统联动，依靠飞行控制计算机、主动/辅助控制单元的安全功能和足够的冗余为驾驶舱操纵提供降级的辅助，故障运行系统包括单一驾驶舱操纵杆故障、两侧驾驶舱操纵杆均故障和飞机失稳或姿态异常。
[0008]进一步的，所述驾驶杆采用FBW电控操纵杆。
[0009]进一步的，所述飞行控制内环回路的飞机状态数据包括飞机位置数据、机身数据、力和力矩、重量和平衡。
[0010]进一步的，所述故障运行系统在单一驾驶舱操纵杆故障的情况，激活备用仪表飞行控制，飞机显示器上提示单一驾驶舱操纵杆故障警告，由飞行员重新指定飞行计划，由正常运行的驾驶舱操纵杆实现全部飞行功能，飞机显示器上提示单一驾驶舱操纵杆故障警告，由飞行员重新指定飞行计划，控制信号由正常运行的驾驶舱操纵杆提供，飞行控制计算机切换为单一驾驶舱操纵杆控制功能，飞行控制计算机重新根据驾驶舱操纵杆信号进行数据计算。
[0011]进一步的，所述故障运行系统在两侧驾驶舱操纵杆均故障的情况，飞机显示器上显示所有驾驶舱操纵杆故障警告，激活备用仪表飞行控制，执行紧急着陆程序，采集飞机状态数据。
[0012]进一步的，所述故障运行系统在飞机失稳或姿态异常情况，飞机显示器显示飞行姿态异常警示信息，激活备用仪表飞行控制，由飞行员重新制定飞行计划，按压黄色按钮激活自动平飞功能，飞行控制计算机将重新计算飞机状态数据，并且将保持空速、俯仰坐标归零、横滚坐标归零。
[0013]本专利技术具有的优点和积极效果是：1、由于采用了驾驶舱操纵杆和驾驶舱控制系统，可以降低飞机的操作难度，两个操作杆操作简单，配合故障运行系统可以针对各种情况提供应急备份，降低飞行难度，使其操作简便，避免过度控制和超负荷操作，提升安全裕度，两个相同型号的驾驶舱操纵杆能够降低飞行难度，提升飞行效率，降低操作难度。
[0014]2、由于采用了eVTOL飞机在城市内作为交通载体，对异常情况的处理质量、冗余条件和安全水平比起普通直升机提升3
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4倍，降低了城市内的影响，降低了能耗，保障了环境控制能力，能够预先设定路线，避免了机桶拥堵和长距离的绕行，避免了环境影响，提高运输效果。
[0015]3、由于采用了故障运行系统，在进行实际运行时可以在故障时针对不同的状况启动备用仪表飞行控制策略，可以在单一操纵杆故障时通过同型号的驾驶舱操纵杆接过故障操纵杆的控制功能，在完全失去操纵型号后能够通过紧急操作让计算机进行自动着陆，保障飞行人员的安全，并且能够在飞机失稳后通过计算机迅速恢复平稳，故障运行系统大大加快故障和风险的处理速度，快速稳定飞行状态，通过飞行员与计算机的配合保证安全飞行。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的eVTOL飞机的飞行控制回路；图2是本专利技术的驾驶舱操纵杆右视图示意图；图3是本专利技术的驾驶舱操纵杆俯视图示意图；图4是本专利技术的单侧驾驶舱操纵杆失效后故障运行逻辑简图（以#1失效为例）；图5是本专利技术的两侧驾驶舱操纵杆全部失效后故障运行逻辑简图；图6是本专利技术的飞机自动平飞控制功能逻辑简图。
[0017]图中：1红色按钮、2黄色按钮、3滚轮、4前侧按压开关。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术做详细说明。
[0019]如图1
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6所示：一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，其特征在于：驾驶舱操纵杆包括红色按钮1、黄色按钮2、滚轮3和前侧按压开关4，所述驾驶舱操纵杆设置两个，两个驾驶舱操纵杆采用同一型号和种类的操纵杆，两个驾驶舱操纵杆其中一个控制高度率和转弯率，另一个驾驶舱操纵杆控制纵向和横向速度，两个驾驶舱操纵杆功能能够进行切换，切换功能只在驻留地面情况下实现，所述eVTOL飞机的驾驶舱控制方法采用闭环控制，eVTOL飞机的驾驶舱控制方法包括驾驶舱控制系统和故障运行系统；驾驶舱控制系统为飞行控制的基本单元，通过主控计算机获取并计算飞机状态数据并与飞控计算机和驾驶舱操纵设备形成闭环回路，闭环回路分为飞行控制内环回路和飞行控制外环回路，飞行控制内环回路包括飞机状态数据，所述飞行控制外环回路包括飞行控制内环回路、驾驶舱操纵设备控制信号；故障运行系统通过飞行控制计算机、主动/辅助控制单元的安全功能和足够的冗余为驾驶舱操纵提供降级的辅助，故障运行系统包括单一驾驶舱操纵杆故障、两侧驾驶舱操纵杆均故障和飞机失稳或姿态异常。
[0020]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，其特征在于：驾驶舱操纵杆包括红色按钮（1）、黄色按钮（2）、滚轮（3）和前侧按压开关（4），所述驾驶舱操纵杆设置两个，两个驾驶舱操纵杆功能能够进行切换，两个驾驶舱操纵杆采用同一型号和种类的操纵杆，切换功能只在驻留地面情况下实现，所述eVTOL飞机的驾驶舱控制方法采用闭环控制，eVTOL飞机的驾驶舱控制方法包括驾驶舱控制系统和故障运行系统；驾驶舱控制系统为飞行控制的基本单元，通过主控计算机获取并计算飞机状态数据并与飞控计算机和驾驶舱操纵设备形成闭环回路，闭环回路分为飞行控制内环回路和飞行控制外环回路，飞行控制内环回路包括飞机状态数据和驾驶舱操纵设备控制信号，所述飞行控制外环回路包括飞行控制内环回路和飞行计划；故障运行系统通过系统联动，依靠飞行控制计算机、主动/辅助控制单元的安全功能和足够的冗余为驾驶舱操纵提供降级的辅助，故障运行系统包括单一驾驶舱操纵杆故障、两侧驾驶舱操纵杆均故障和飞机失稳或姿态异常。2.根据权利要求1所述的一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，其特征在于：所述驾驶杆采用FBW电控操纵杆。3.根据权利要求1所述的一种基于eVTOL飞机的驾驶舱控制方法，其特征在于：所述飞行控制内环回路的飞机状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会勇，丁元沅，沈硕，
申请(专利权)人：安胜天津飞行模拟系统有限公司，
类型：发明
国别省市：