[发明专利]控制飞行器的飞行的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于飞行器、特别是用于运输飞机的电动飞行控制系统以及借助于此类系统来控制飞行器的飞行的方法。

背景技术

以标准方式，飞行器飞行控制系统包括：

—至少一个机动导向机构，能够根据接收到的偏转命令而偏转；

—至少一个控制杆，能够被飞行器的飞行员致动，控制杆的位置生成表示所述位置的第一制导命令；

—自动驾驶设备，能够生成第二制导命令；以及

—至少一个飞行控制计算机，其借助于包含驾驶规则的集成计算装置来产生导向机构的偏转命令并将制导命令用于此操作，所述制导命令在手动驾驶期间对应于所述第一制导命令且在自动驾驶期间对应于所述第二制导命令。

此外，自动驾驶设备一般地在某些操作模式下采用飞行器的飞行域的保护(高速和低速、大迎角、过大高度)，其针对速度和高度的过大值而保护飞行。此外，此自动驾驶设备一般地在权限方面是有限的(例如纵向地+/-0.3g和横向地+/-30°)。

用此类极限，可达到指派给自动驾驶设备的性能和舒适性目标。此外，由于这些极限，自动驾驶设备的故障的影响仍受到限制，从而使得可以简化架构并降低所述自动驾驶设备的故障的临界且因此简化其设计和验证。大多数自动驾驶设备展示出局限于精确需要的权限，并且整个设计和故障分析依赖于此假设。

此外，电动飞行控制系统允许机组人员在任何时刻获得可用的最大机动性，同时保持在受保护飞行域中(在速度、迎角和高度方面)。如果在手动飞行模式下机组人员使控制杆完全偏转，则系统使得可以从飞行器的当前能力得到最大。

为了处理诸如阵风或大的风梯度(风向变化)之类的例外事件，专用单元在自动驾驶设备由于其有限的权限而不能将飞行器保持在正常飞行域中时将自动驾驶设备释放。然后传送警报，并且机组人员可选地通过使用用手动飞行控制可获得的完全权限来执行补偿。

虽然并未提出任何安全问题，此类操作方式导致机组人员的工作过载和初始轨道偏差的风险，而外部干扰现象常常是瞬间的，并且在事件之后可以用自动驾驶设备来继续执行飞行，如果其仍被启用的话。

此外，当飞行器在自动驾驶设备的正常使用域之外时，不能启用自动驾驶设备。在这种情况下(当飞行器在其中自动驾驶设备正常地操作的飞行域之外时)，飞行员必须因此而手动地驾驶飞行器以使其恢复至正常飞行域。将只有当飞行器在正常飞行域中返回时才可以重新启用自动驾驶设备。

此标准电动飞行控制系统因此在特定飞行条件下产生飞行员的工作过载，对于所述特定飞行条件而言，自动驾驶设备由于其有限的权限而不能将飞行器保持在正常飞行域。

发明内容

本发明的目的在于补救此缺点。其涉及用于包括以下各项的类型的飞行器的电动飞行控制系统：

—至少一个机动导向机构，能够根据接收到的偏转命令被偏转；

—至少一个控制杆，能够被飞行器的飞行员手动地致动，控制杆的位置生成表示所述位置的第一制导命令；

—自动驾驶设备，能够自动地生成第二制导命令；以及

—至少一个飞行控制计算机，被配置用于借助于包含驾驶规则的集成计算单元来自动地计算导向机构的偏转命令，所述集成计算单元使用制导命令来计算所述导向机构的偏转命令，所述制导命令在飞行器的手动驾驶期间对应于所述第一制导命令以及在飞行器的自动驾驶期间对应于所述第二制导命令，所述飞行控制计算机包括根据在手动驾驶期间接收到的控制杆位置来定义保护的飞行器的至少一个飞行域保护模块，所述保护模块能够限制被传送到导向机构的偏转命令。

根据本发明，所述飞行控制系统值得注意的地方在于其此外包括：

—第一检测元件，被配置用于借助于所述自动驾驶设备来自动地检测飞行器的自动驾驶；以及

—辅助元件，被配置用于当检测到自动驾驶时自动地向所述飞行域保护模块传送表示控制杆位置等效物的预定辅助位置，所述飞行域保护模块在该自动驾驶期间使用该辅助位置作为控制杆位置来实现保护。