[发明专利]一种飞机过载保护控制方法

说明书

本发明属于航空飞行控制领域，公开了一种飞机过载保护控制方法。本发明在已有的过载保护功能控制律的基础上，通过记录纵向杆位移突破中立位置时刻的飞机俯仰角数值，通过插值运算自动调整指令成型中的过载限制值，结合反馈支路实现过载保护功能。本发明在飞机任意俯仰角时迅速满拉杆或满推杆操纵飞机急剧机动过程中确保飞机过载不超过所要求的限制值，同时确保飞机具有最大机动能力，不仅很好地减轻飞行员负担及心里压力，而且极大地提高了过载保护功能的性能。本发明不需要对任何飞机操纵机构进行改造，可直接在已有的过载保护控制律中增加该控制方法，节约改造成本、缩短研发周期。

技术领域

本发明属于航空飞行控制技术领域，涉及一种飞机过载保护控制方法。

背景技术

法向过载(简称过载)保护功能(又称限制功能)是飞行控制系统诸多边界保护功能中非常重要的一项内容，目的使过载不超过限制值确保飞行安全，且位于所要求的过载公差范围内使飞机能够充分发挥机动能力。

过载保护功能基于已确定的反馈支路及增益结合纵向指令成型实现。若以平飞状态或较小俯仰角飞行状态完成过载保护功能的设计，那么在俯冲过程中迅速满拉杆相对于平飞状态下相同的操纵动作，飞机的俯仰力矩变大导致俯仰惯性增强，在俯仰惯性作用下飞机过载最大值肯定超过最大限制值，相同的原因导致爬升过程中迅速满推杆飞机过载最小值也肯定超过最小限制值。为确保过载不超过限制值，往往采用减小指令成型中的过载限制值使飞机从最小俯仰角迅速满拉杆操纵时飞机过载不超过最大值、从最大俯仰角迅速满推杆操纵时飞机过载不小于最小值，且过载均位于所要求的公差范围内从而确定指令成型中的过载限制值并保持不变。这样当飞机不在最大(或最小)俯仰角、尤其是从平飞状态满杆操纵时飞机过载最大(或最小)值距离限制值较大，飞机机动能力不能充分发挥出来，本质上是通过牺牲飞机机动能力确保飞行安全。

因此在过载保护功能控制律设计时必须对任意俯仰角下进行纵向操纵时、尤其是俯冲时快速拉起过程以及爬升时快速推杆过程中飞机实际过载超过限制值的现象进行全面分析，并建立改善过载保护功能的方法，使飞行控制律能够根据纵向杆位移突破中立位置时刻的飞机俯仰角对指令成型中的过载限制值自动进行调整，改善过载保护功能的性能。

发明内容

本发明提供一种过载保护控制方法，使指令成型中的限制值基于纵向杆位移突破中立位置时刻的俯仰角自动进行调整，不仅实现过载保护功能，且确保飞机具有最大机动能力，同时减轻飞行员操作负担及心里压力。

一种飞机过载保护控制方法，所述方法包括确定飞机在不同俯仰角状态下指令成型中的最大过载和最小过载；所述方法包括以下步骤：

步骤一：计算最大过载保护功能接通时的驾驶杆位移Xe_sign；Xe_sign根据以下公式计算：

其中，C_ysign表示告警迎角对应的飞机升力系数，Q表示该飞行状态下的动压，S表示飞机机翼面积，G表示飞机重量，表示单位过载杆位移。

步骤二：确定平飞状态时指令成型中的最大法向过载n_{ymax_pf}及平飞状态时指令成型中的最大法向过载修正量Δn_{ymax_pf}；

步骤三：确定俯仰角为零时指令成型中的最大法向过载及俯仰角为零时指令成型中的最大法向过载修正量

步骤四：将俯仰角划分为m份θ_i，i＝1,2,3,…,m；

当平飞俯仰角θ_pf≤0时，把平飞俯仰角θ_pf到最小俯仰角θ_min之间分为m份；

当平飞俯仰角θ_pf0时，把零度俯仰角θ₀到最小俯仰角θ_min之间分为m份；