[发明专利]用于飞机的转向舵面的电气控制系统

说明书

本发明涉及用于飞机尤其是运输机的转向舵面的电气控制系统。

已知为了在不减小所运输的有效载荷的情况下改善飞机的性能(燃料消耗，噪声水平等)，导致制造商尽最大可能减小飞机的质量，即所述飞机的结构的质量、构件的质量、设备的质量等。

为此，减小诸如垂直安定面(即飞机垂直尾翼的固定翼面)的稳定元件的质量会是有意义的，该垂直安定面用于确保飞机航线的稳定，并且其承载着转向舵面(即活动的舵面，其安装在该垂直安定面上，并且可操作来改变该飞机的方向)。转向舵面以一般的方式安装成可围绕轴线旋转，以能够取行程范围内的任何转向角度位置，该行程范围由第一行程界限和第二行程界限(或第一限位块和第二限位块)限制。

已知飞机的稳定元件的尺寸设置为将其在该飞机的不同飞行配置期间可能经受的最大载荷考虑在内。因此，为了限制这种稳定元件的质量，并因而也限制该飞机的质量，一种解决方法是减小该稳定元件在飞行期间可能经受的载荷。

为此，由申请文献FR-2 809 373已知一种用于飞机的转向舵面的电气控制系统，借助该系统可以限制在操纵期间施加在所述转向舵面上的侧向载荷，并因而减小该转向舵面的尺寸和质量，而不会降低该飞机飞行的质量或飞行安全性。

为此，所述控制系统包括：

-由飞行员促动并与传输电子驾驶命令的换能器相关联的脚操纵杆，该驾驶命令代表飞行员在所述脚操纵杆上的动作；

-致动器，其接收从所述驾驶命令产生的控制命令并围绕所述转向舵面的旋转轴线使所述转向舵面移动；以及

-位于所述脚操纵杆和所述致动器之间的低通型滤波装置，其接收所述换能器的所述驾驶命令，并产生针对所述致动器的所述控制命令，所述滤波装置的时间常数比对应于该转向舵面的行程的最大值中的较大部分的所述驾驶命令的幅度更大。

因此，此已知控制系统在对该脚操纵杆的驾驶命令中引入了非线性的滤波，该滤波取决于对该转向舵面可用的行程，当所述转向舵面靠近限制最大行程的限位块时，此滤波就更加重要，它限制了施加在所述舵面上的负荷并因而使得能够减小此舵面的尺寸和质量。

然而，所述滤波的调节在该飞机的整个飞行范围内都是一致的，所述滤波取决于与该舵面的转向命令相关的状况，而不取决于该飞机的飞行状况。

相反地，由申请文献FR-2 844 251，已知用于舵面的电气控制系统，该系统使得能够将稳定元件(诸如垂直安定面)所经受的载荷限制在最大载荷，且这是在不管飞行状况和飞机的操纵如何的情况下。

但是，这种一般的控制系统不能在该飞机的任何移动状况下从转向舵面的最大性能中获益，尤其是在地面上滑行期间，特别是有强风导致重大侧滑的时候。事实上，在这样的情况下，转向舵面不仅仅应该按照由飞行员通过该脚操纵杆发出的控制命令引导该飞机，并且还应该对抗此侧向风。同样，由于转向舵面的行程界限(左或右)，在这种状况下会发生该转向舵面被引向其中一个行程界限而不能完全实现其目标(关于控制该飞机的方向)的情况。如此到达的行程范围的此行程界限是非常低的，并且因而在此情况下限制了飞机的方向控制，而另一个行程界限却从不会到达。

因此，如前述的一般控制系统不能总是在任何移动状况(尤其是在由地面上的强侧向风造成的移动状况)下以完全满意的方式操纵飞机。本发明涉及用于飞机的转向舵面的电气控制系统，其使得能够弥补前述缺陷。

为此，根据本发明，所述类型的系统包括：

-转向舵面，其安装成可围绕轴线旋转，以能够取行程范围内的任何转向角度位置，该行程由第一行程界限和第二行程界限限制；

-脚操纵杆，其能够由该飞机的飞行员促动，并且与传输驾驶命令的换能器相关联，该驾驶命令代表飞行员在所述脚操纵杆上的动作；

-第一装置，其根据所述驾驶命令，通过计算所述第一行程界限和第二行程界限，确定转向命令，该转向命令使得能够将所述转向舵面带至位于所述第一行程界限和第二行程界限之间并取决于所述驾驶命令的位置；以及

-致动器，其接收此转向命令且根据所述接收到的转向命令使所述转向舵面围绕所述轴线移动，

值得注意的是其还包括：

-信息源组，其能够分别产生与该飞机相关的飞行参数的当前值；以及

-第二装置，其用于根据所述飞行参数的当前值，在将所述第一行程界限和第二行程界限传输至所述第一装置之前，改变所述第一行程界限和第二行程界限，且至少部分地以不对称的方式这样做。