[发明专利]飞机侧操纵杆优先级和双路输入控制逻辑

说明书

本发明涉及一种线控型的飞机飞行控制系统，所述飞机飞行控制系统具有分别用于主飞行员和副飞行员输入的一对侧操纵杆并且具有在某些飞机飞行状态下控制两个侧操纵杆之间的输入的优先级的逻辑。该飞机飞行控制系统使主飞行员或副飞行员能够通过以下方式确保他/她的侧操纵杆为任一时刻发布飞行控制命令的唯一侧操纵杆：首先按下例如位于驾驶舱中的遮光板上的简单闩锁按钮，并且随后以所需方式来操纵所述侧操纵杆来对飞机实行飞行控制，例如，俯仰和/或横滚。

相关申请交叉引用以及优先权的主张

本申请主张提交于2013年6月14日的美国临时专利申请号61/835,090的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

发明领域

本发明大体上涉及飞机飞行控制系统，并且具体地讲，涉及一种线控(fly-by-wire)型飞机飞行控制系统，这种飞机飞行控制系统具有分别用于主飞行员和副飞行员输入的一对侧操纵杆并且具有在某些飞机飞行状态下控制两个侧操纵杆之间的输入的优先级的逻辑。

发明背景

线控(“FBW”)飞机飞行控制系统渐渐变为现代飞机的飞行控制系统的优选类型。FBW型控制系统替代相对笨重且更易出错的机械和液压机械型飞行控制系统。

简单来说，线控飞机飞行控制系统包括在主飞行员和副飞行员手动(以及通过各飞机子系统自动)给出的飞行控制输入与最终控制飞行中的飞机的方向的飞行控制表面之间插值的计算机系统。也就是说，来自主飞行员或副飞行员的输入未直接连接至需要被控制的飞机飞行控制表面(例如，副翼、方向舵、升降舵、扰流板、前缘缝翼、襟翼等)。相反，主飞行员和副飞行员的输入被传送至包含飞行控制逻辑的计算机系统(例如，通常包括多于一个计算机或数据处理器性设备)，例如所述飞行控制逻辑解释主飞行员和副飞行员的输入并且根据计算机系统存储的控制定律(“CLAW”)移动飞机飞行控制表面以便例如实现飞机俯仰、横滚、偏航、高度等的改变。在替代方案中，该计算机系统可部分或完全用模拟电子电路替代以获得相同结果。然而，明显趋势是使用数字计算机，该包含数字计算机飞行控制逻辑并且介于主要的飞行员控制输入设备(例如，侧操纵杆或摇杆、方向舵脚蹬)与同它们的相应飞机飞行控制表面相关联的致动器之间。

与传统机械或液压机械飞行控制系统相比，FBW控制系统代表飞机上的相当大的重量减轻(并且因此显著减少燃料成本)，因为传统系统中的相对重且体积相对大的线缆以及相关联的机械部件已被线材以及相对简单的致动器替代。FBW系统的其他优点包括飞行员的工作量的减少、减少维护时间和成本的减少、以及飞机安全性的增加，因为飞行控制定律以及总体飞行包线能够针对飞行员的侧操纵杆或者说是摇杆控制输入设备更精确地调整。FBW控制系统甚至允许飞机在某些飞行状态下进行“自动驾驶”操作，因为该飞行控制计算机通常响应于各种传感器输入并且根据控制定律指引飞机飞行控制表面，这些都不需要飞行员输入或参与。

然而，FBW控制系统自身并非没有缺点。老式的机械和液压机械飞行控制系统易于随时间而逐渐出现故障。这使得其相对容易提前识别出和校正任何此类故障。相比之下，基于计算机的FBW控制系统趋于发生“彻底”故障，因为运行飞行控制定律的计算机系统可能突然“崩溃”并且使飞行员无法控制飞机。因此，通常在FBW系统中内置某些类型冗余。例如，可以使用冗余地连接的(例如，呈“三路”或“四路”配置)三台或四台计算机，并且三台或四台计算机甚至可为不同硬件和/软件设计以便避免在任意时间上发生的大量计算机故障。也就是说，如果飞行控制计算机中的一个发生故障，那么另两个或三个飞行控制计算机仍可运行并且能够控制飞机。FBW系统甚至可具有机械飞行控制系统来作为飞行控制计算机的故障情况下的备用系统。

在FBW飞行控制系统中，对FBW飞行控制系统的用于主飞行员和副飞行员的主要输入设备通常为侧操纵杆或摇杆。摇杆是老式且更传统的设备，并受一些飞行员的喜爱(甚至会与FBW系统一起使用)。例如，这是因为摇杆在其中一飞行员移动摇杆同时控制飞机的俯仰和横滚移动时使两个飞行员都会得到触觉反馈。也就是说，该主飞行员和副飞行员被联系在一起，使得飞行员对摇杆所造成的移动导致副飞行员摇杆发生对应自动类似物理移动，反之亦然。