提供航空器速度控制的飞行控制系统模式和方法技术方案

一种提供航空器速度控制的飞行控制系统模式和方法。纵向控制规则被设计为当航空器设为进近配置时，即当襟翼杠杆设为着陆位置并且起落架被锁定时，优化飞行性能。在这种情况之下，通过使用瞬间打开关闭开关或侧摇杆中的其他控制可以极大地减少对航空器速度的配平的努力，代替或附加于常规的上下配平开关，使得飞行员选择空速的任务更加容易。受益于不需要或不使用紧急安全应用中的无线电测高计信息，所述控制规则在进近和着陆期间提供了卓越的处理性能。

【技术实现步骤摘要】
提供航空器速度控制的飞行控制系统模式和方法
在此的技术涉及人机航空器控制用户接口，并且更具体地涉及使用瞬间打开关闭开关的闭环速度控制用户接口系统。示范性示出的非限制实现是在纵轴装备有闭环控制规则的飞行器中使用的系统、装置和方法。
技术介绍
在飞机制造业的历史上在飞行员和航空器的空中控制面之间的控制接口受到大量的关注。最早的控制接口非常简单但是需要很多飞行员技能来操作。现代的“有线飞行”接口利用了许多电子设备来协助飞行员并且使得飞行更安全并且更经济。在“有线飞行”中，飞行员与电子用户接口交互，电子用户接口然后在每一个航空器控制面控制致动器。设计者坚持不懈地工作使得控制用户接口更安全，更容易理解和操作，并且更有效、效率更高并且更可靠。使用“控制规则”的所谓“闭环控制”一般地用于控制在飞行期间的航空器。自从20世纪下半时已经使用了反馈控制规则来扩增航空器俯仰轴中的升降舵命令。按照现代的航空器，使用数字控制规则来实现基于颠簸速率、负载系数或它们的组合使用参考命令的控制规则。与负载系数结合的空速也可以作为参考命令被考虑。在一些情形下，全部三个变量被考虑作为参考命令，即，考虑负载系数、颠簸速率和空速。通常，在航空工业中，沿纵轴在闭环中操作的“有线飞行”航空器保持航空器的飞行路径而飞行员人工地移动（偏斜）侧摇杆控制器来为大多数飞行阶段提供负载系数命令。在这种情形下，纵向控制规则提供了中性静态的速度稳定性和自动配平。该类型的控制规则在巡航中提供卓越的处理性能而在着陆期间不需要该控制规则。更具体地，纵向控制规则常常不提供适当的着陆拉平特性，并且尤其是在着陆期间的速度稳定性。一般而言，在着陆期间当起落架高于跑道表面某一距离时（例如，大约15英尺）时通过增加航空器的俯仰角启动着陆拉平就足够减少下降率至想要的量（例如，100--200英尺每分钟）。在大多数喷气式飞机中，这将需要俯仰角增加某一数量（例如，1度至3度）。在拉平过程期间所述推进完美地平稳地降低至空转，而在紧急着陆阶段速度稳定性是特别重要的。见例如，TheAirplaneFlyingHandbook（U.S.Federalaviationadministration2011）（飞机飞行手册（美国联邦航空管理局2011））。行业中标准的解决方案是利用无线电测高计传感器。在地面标高以上的高度信息用于将控制规则改变为近地带有正速度稳定性的配置。因而，已经成为行业标准的是，在用于拉平（即，当航空器海拔达到拉平海拔时）的纵向控制规则中的配置改变是基于无线电测高计信息。具体地，当达到拉平高度时，带有中性速度稳定性和自动配平的控制规则提供了带有正速度稳定性的控制规则。然而，这类解决方案已经偶尔呈现在职事件，例如在进近期间由于误差的高度指示过早启动拉平。由外部的和内部的原因，例如天线上的水流污染物或结冰、退化的连接器、地形中反射率的变化和污染的跑道，可以干扰无线电测高计信息。与在紧急飞行控制应用中使用无线电测高计有关的另一个挫折是依赖冗余传感器来保证必需的系统完整性。换句话说，一个无线电测高计失败的调度可能不能保证必需的安全裕量。
技术实现思路
我们已经发现，代替或附加使用高度信息，当航空器设为进近配置时，即，当襟翼杠杆设为着陆位置并且起落架被锁定时，使用纵向控制规则时可以实现速度稳定性。这意味着，当在纵向飞行员监控器中施加力时可以只完成速度的改变。在这种情况之下，通过使用在侧摇杆中的瞬间打开关闭开关可以极大地减少配平航空器速度的努力，代替或附加于常规的上下配平开关，使得飞行员选择空速的任务更加容易。受益于在紧急安全应用中不需要或使用无线电测高计信息，该控制规则在进近和着陆期间提供了良好的处理性能。在示范性示出的非限制的实现中，呈现了基于负载系数控制的控制规则。例如，飞行控制规则基于一组飞行参数和飞行员监控器的感测的位置计算负载系数命令。飞行员监控器可以是在航空工业中使用的用作与人类飞行员的接口的多个设备中的任何一个，例如控制杆、迷你控制杆、中央摇杆、控制轭或侧摇杆。在该示例中，飞行参数包括但不限于襟翼位置、校准空速和动压。在此的技术的目标是提出一种飞行控制系统和方法，当航空器被设为进近配置时，即，当襟翼杠杆被设为着陆位置并且起落架被锁定时，其将正速度稳定性特征增加至纵向控制规则，而不需要使用无线电测高计信息。通过使用侧摇杆中瞬间打开关闭开关可以极大地减小在进近期间配平航空器速度的努力。在此所述的示范性示出的非限制技术是一种飞行控制系统，当航空器被配置为用于着陆时，即，当襟翼杠杆处于着陆位置并且起落架被锁定时，所述飞行控制系统将正静态速度稳定性增加至纵向控制规则。因为示出的重新配置的用于着陆的控制规则不再提供自动配平能力，执行类似于常规航空器的人工配平过程：为了降低航空器速度，将需要飞行员保持纵向监控器处于拉回位置。一旦达到目标速度，飞行员可以通过按压位于侧摇杆的瞬间打开关闭开关来设定该新的速度参考值，其显著地降低了飞行员的工作量。只要按压瞬间开关，参考速度连续地与当前空速进行再同步。当释放所述开关时，当前空速被闭锁为新的参考。当航空器还没达到新的参考速度时，为了避免主要表面中的瞬变现象，应用速率限制器。作为速度带中的速度提示（bug）在主要飞行显示器中可以指示参考速度。着陆模式的进行（engagement）也在主显示器中标示为标记。示出的解决方案的非限制的优点是在进近和拉平飞行阶段期间提供适当的处理性能的控制规则。因此，不再需要无线电测高计作为拉平控制规则的触发器。这排除了使用误差的高度信息的失败情形并且允许带有一个失灵无线电测高计的航空器的调度而不减少安全裕量。在一个示例非限制的实现中，当与基本配置的航空器相比不需要额外的硬件或物理部件来实现所建议的解决方案。示例非限制的示出的系统提供了一种飞行控制系统模式和方法,其通过使用飞行员监控器中的瞬间打开关闭开关提供了航空器的速度控制。当被配置为用于着陆时，建议模式的进行向控制负载系数需求的纵向控制规则增加正静态速度稳定性。这样的示出的系统可以提供：飞行控制系统检测航空器被配置为用于着陆的一种方法。例如襟翼杠杆、起落架位置和轮上重量传感器可以用于表征着陆阶段。然而，任何其他的在航空工业中使用的传感器可以用于检测飞行阶段、例如但不限于空速、惯性数据、无线电测高计、或由机组成员启动的飞行员座舱开关。当在进行正速度稳定性时飞行员改变航空器速度的一种方法。在一个建议的解决方案中，为了降低航空器速度将需要飞行员保持纵向监控器处于拉回位置，并且为了加速将需要飞行员保持纵向监控器处于向前位置。飞行员监控器可能是在航空工业中使用的用作与人类飞行员的接口的多个设备中的任何一个，例如控制杆、迷你控制杆、中央摇杆、控制轭或侧摇杆。飞行员选择新的参考速度的一种方法。当达到目标速度时按压位于飞行员监控器中的瞬间打开关闭开关来选择当前速度作为参考速度。该瞬间开关可以包括在航空工业中使用的多个设备中的任何一个，例如开关、按钮、旋钮、杠杆、触摸屏、等；·一种基于确定的逻辑处理数据和计算输出并且命令升降舵表面的装置；·一种根据所述处理数据和计算输出的装置给定的命令来命令升降舵表面的装置；·一组传感器，所述传感器感测航空器的配置和飞行状态，以在逻辑模块使用，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空器飞行控制系统，所述航空器飞行控制系统用于控制具有控制航空器颠簸的至少一个升降舵的类型的航空器，所述系统包括：操作地耦合于所述升降舵的致动器，所述致动器被构造为响应于控制信号而操作所述升降舵；处理系统，所述处理系统耦合于所述致动器并且选择地生成所述控制信号；以及人工可操作的瞬间打开关闭控制，所述人工可操作的瞬间打开关闭控制向所述处理系统提供输入；所述处理系统被构造为基于控制负载系数需求的纵向控制规则来操作所述升降舵致动器，并且响应于所述人工可操作的瞬间打开关闭控制输入，修改所述纵向控制规则以在进近和着陆期间设置速度。

【技术特征摘要】
2011.11.28 US 13/304,9791.一种航空器飞行控制系统，所述航空器飞行控制系统用于控制具有控制航空器颠簸的至少一个升降舵的类型的航空器，所述系统包括：操作地耦合于所述升降舵的致动器，所述致动器被构造为响应于控制信号而操作所述升降舵；处理系统，所述处理系统耦合于所述致动器并且选择地生成所述控制信号；以及人工可操作的瞬间打开关闭控制，所述人工可操作的瞬间打开关闭控制向所述处理系统提供输入；所述处理系统被构造为基于控制负载系数需求的纵向控制规则来操作所述致动器，并且响应于所述人工可操作的瞬间打开关闭控制输入，修改所述纵向控制规则以在进近和着陆期间设置速度。2.根据权利要求1所述的飞行控制系统，其中所述瞬间打开关闭控制包括在飞行员监控器中的瞬间打开关闭开关。3.根据权利要求1所述的飞行控制系统，其中所述处理系统自动地确定何时所述航空器被配置为用于着陆并且响应于自动着陆确定而基于所述瞬间打开关闭控制来有条件地进行速度设置。4.根据权利要求3所述的飞行控制系统，进一步包括襟翼杠杆和起落架位置和轮上重量传感器，所述处理系统使用所述襟翼杠杆和传感器来表征着陆阶段。5.根据权利要求1所述的飞行控制系统，进一步包括人工可操作的纵向监控器，其中所述处理系统被构造为：当通过为了使航空器减速保持所述纵向监控器处于拉回位置并且为了使所述航空器加速保持所述纵向监控器处于向前位置来进行正速度稳定性时，允许飞行员改变航空器速度。6.根据权利要求1所述的飞行控制系统，其中所述处理系统被构造为使得飞行员通过人工地按压和/或释放所述人工可操作的瞬间打开关闭控制来在进近和着陆期间选择新的参考速度，当达到想要的目标速度时选择当前速度作为所述参考速度。7.根据权利要求1所述的飞行控制系统，其中所述处理系统被构造为基于确定的逻辑来处理数据和计算输出，并且作为响应而命令所述致动器。8.根据权利要求1所述的飞行控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：法夫里西奥·赖斯·卡尔代拉，马科斯·维尼修斯·坎波斯，小勒纳·鲁兹·安德廖利，瓦戈纳·奥利韦拉·德卡瓦略，达芬·冈萨斯，爱德华多·凯梅利耶尔，丹尼尔·西凯拉，卢卡斯·鲁维亚诺，
申请(专利权)人：埃姆普里萨有限公司，
类型：发明
国别省市：