[发明专利]一种飞机增升装置控制方法

摘要

本发明属于航空飞行控制领域，特别是涉及到一种飞机增升装置控制方法。本发明在传统简单的高升力装置控制方法基础上，增加高升力装置偏角与当前飞机飞行速度匹配性的检测，避免出现不正确的高升力装置偏角。本发明不仅可使飞行员在负担较大的起降阶段，无忧虑地对高升力装置进行操纵。即使出现误操作，也可及时对飞行员的操作进行自动纠正，减轻飞行员飞行负担，提高飞行性能，避免飞机出现危机飞行安全的情况。本发明不需要对任何飞机操纵机构或高升力装置进行改造，可直接在高升力装置控制器中增加该算法，节约改造成本、缩短研发周期。

主权项

一种飞机增升装置控制方法，所述增升装置包括前缘缝翼Ⅰ和后缘襟翼Ⅱ，所述增升装置至少包括巡航X、起飞Y和着陆Z三种构型，所述前缘缝翼Ⅰ和后缘襟翼Ⅱ的控制方法一致，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、确定速度限制要求：根据适航标准CCAR‑25部中B部分性能要求，选取飞机在巡航、起飞和着陆构型时的最小失速速度要求VSmin；根据已知的飞机机翼结构强度要求，确定飞机在巡航、起飞和着陆构型时的最大允许速度要求VSmax；这两个要求数值以不同倍数的失速速度VS表达，所以VSmin＝K1VS，VSmax＝K2VS，其中K1为最小失速速度与失速速度的倍数，K2为最大允许速度与失速速度的倍数；步骤二、分别计算增升装置在巡航、起飞和着陆构型下飞机失速速度VS： V S = 2 G C y max · S · ρ 其中，G表示飞机重量，ρ表示当前高度空气密度，Cymax表示增升装置在巡航、起飞和着陆构型下飞机最大升力系数，S表示飞机机翼面积；步骤三、计算飞机在保持速度限制要求平飞时的所需升力系数：增升装置在巡航、起飞和着陆构型下，分别通过如下公式计算飞机保持最小失速速度要求平飞时的所需升力系数Cy_need_min； C y _ need _ min = 2 G ρ · V S min 2 · S = 2 G ρ · ( K 1 V S ) 2 · S 同理，增升装置在巡航、起飞和着陆构型下，分别计算飞机保持最大允许速度要求平飞时的所需升力系数Cy_need_max； C y _ need _ max = 2 G ρ · V S max 2 · S = 2 G ρ · ( K 2 V S ) 2 · S ; 步骤四、获得最小失速速度边界线和最大允许速度边界线：以步骤三计算的三种构型下的Cy_need_min的三个值作为横坐标上的2、5、6点，以相对应的增升 装置三种构型的偏角作为纵坐标上的7、8、9点，分别得到三个坐标点（2，7）、（5，8）、（6，9），将这三个坐标点从下至上依次用直线连接，即确定出飞机最小失速速度边界线c和d线；同理，在同一坐标系中，保持纵坐标不变，以步骤三计算的三种构型下的Cy_need_max的三个值作为横坐标上的1、3、4点，分别得到三个坐标点（1，7）、（3，8）、（4，9），将这三个坐标点从下至上依次用直线连接，即确定出飞机最大允许速度边界线a和b线；步骤五、计算飞机当前平飞所需升力系数Cy： C y = 2 G ρ V I 2 S VI为飞机指示空速，由传感器直接采集；步骤六、计算增升装置的合理偏角：（1）、当前增升装置在巡航位置，增升装置的合理偏角为：1）若Cy数值大于横坐标上5点的数值，以Cy点为横坐标在d线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和着陆构型偏角也即9点之间的最小值；2）若Cy数值小于或等于横坐标上5点的数值，以Cy点为横坐标在c线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和巡航构型偏角也即7点之间的最大值；（2）、当前增升装置在起飞位置，增升装置的合理偏角为：1）若Cy数值大于横坐标上5点的数值，以Cy点为横坐标在d线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和着陆构型偏角也即9点之间的最小值；2）若Cy数值小于或等于横坐标上5点的数值且大于3点的数值，增升装置合理偏角为起飞偏角也即8点；3）若Cy数值小于或等于横坐标上3点的数值，以Cy点为横坐标在a线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和巡航构型偏角也即7点之间的最大值；（3）当前增升装置在着陆位置，增升装置的合理偏角为：1）若Cy数值小于或等于横坐标上3点的数值，以Cy点为横坐标在a线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和巡航构型偏角也即7点之间的最大值；2）若Cy数值大于横坐标上3点的数值，以Cy点为横坐标在b线上插值出一个偏角，增升装置的合理偏角为该偏角和着陆构型偏角也即9点之间的最小值；步骤七、判断飞行员对增升装置操纵的正确性，并对增升装置进行自动控制：将步骤六中增升装置合理偏角的计算结果与当前增升装置偏角进行比对，若相等则说明当前增升装置偏角正确，保持当前偏角；若不相等，则说明此时增升装置构型与当前飞行速度不符合，飞行员操作错误，则将合理偏角信号发送给增升装置驱动器，使增升装置偏转至计算出的合理增升装置偏角位置；步骤八、在飞机飞行过程中，随着飞机飞行速度的变化，连续实施步骤一到步骤七，直至增升装置完全和当前飞行速度符合。