[发明专利]用于尾旋翼裕度识别的系统和方法

说明书

公开了用于尾旋翼裕度识别的系统和方法。在实施方式中，旋翼飞行器包括：尾旋翼桨叶；尾旋翼致动器，其耦接至尾旋翼桨叶以使得尾旋翼桨叶的桨距根据尾旋翼致动器的当前延伸而变化；飞行员飞行控制装置，其电耦接至尾旋翼致动器；以及飞行控制计算机，其电耦接至尾旋翼致动器和飞行员飞行控制装置，所述飞行控制计算机被配置成：确定尾旋翼致动器的当前延伸；确定尾旋翼致动器的当前延伸是否在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内；以及响应于尾旋翼致动器的当前延伸在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内而向飞行员指示第一告警。

技术领域

本发明总体上涉及用于旋翼飞行器中的自动飞行控制的系统和方法，并且在特定实施方式中涉及用于尾旋翼裕度识别(awareness)的系统和方法。

背景技术

旋翼飞行器可以包括一个或更多个旋翼系统，所述旋翼系统包括一个或更多个主旋翼系统。主旋翼系统产生气动升力以支承旋翼飞行器在飞行中的重量并推动旋翼飞行器向前飞行。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以产生与主旋翼系统的旋转相同方向的推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩效应。为了使旋翼飞行器平稳且高效地飞行，飞行员平衡发动机功率、主旋翼总距推力(collective thrust)、主旋翼周期距推力(cyclic thrust)和尾旋翼推力，并且控制系统可以帮助飞行员稳定旋翼飞行器并减少飞行员的工作负担。

发明内容

在实施方式中，一种旋翼飞行器包括：尾旋翼桨叶；尾旋翼致动器，其耦接至尾旋翼桨叶以使得尾旋翼桨叶的桨距根据尾旋翼致动器的当前延伸而变化；飞行员飞行控制装置，其电耦接至尾旋翼致动器以使得尾旋翼致动器的当前延伸根据来自飞行员飞行控制装置的输入而变化；以及飞行控制计算机，其电耦接至尾旋翼致动器和飞行员飞行控制装置，所述飞行控制计算机被配置成：确定尾旋翼致动器的当前延伸；确定尾旋翼致动器的当前延伸是否在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内；以及响应于尾旋翼致动器的当前延伸在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内而向飞行员指示第一告警。

在一些实施方式中，一种旋翼飞行器还包括：耦接至尾旋翼致动器的传感器，其中，飞行控制计算机被配置成通过利用传感器测量尾旋翼致动器的当前延伸来确定尾旋翼致动器的当前延伸。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括仪表板，飞行控制计算机还被配置成在仪表板处利用视觉提示来指示第一告警。在一些实施方式中，基于当前延伸在裕度内的程度对视觉提示进行颜色编码。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括：内部通信装置，飞行控制计算机还被配置成通过内部通信装置利用第一音频提示来指示第一告警。在一些实施方式中，第一音频提示与用于指示通过内部通信装置指示第二告警的第二音频提示相同。在一些实施方式中，第一音频提示与用于指示通过内部通信装置指示第二告警的第二音频提示相同。在一些实施方式中，飞行员飞行控制装置包括电耦接至尾旋翼致动器的踏板。在一些实施方式中，踏板包括配平马达，通过配平马达利用触觉反馈指示第一告警。在一些实施方式中，飞行员飞行控制装置包括电耦接至尾旋翼致动器的蜂鸣开关。在一些实施方式中，裕度是尾旋翼致动器的最大延伸的10％。在一些实施方式中，飞行控制计算机被配置成通过以下步骤确定尾旋翼致动器的当前延伸是否在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内：计算尾旋转致动器的最大延伸与尾旋翼致动器的当前延伸之间的差值；以及确定差值是否小于裕度。在一些实施方式中，飞行控制计算机被配置成通过以下步骤确定尾旋翼致动器的当前延伸是否在尾旋翼致动器的最大延伸的裕度内：确定尾旋翼致动器的当前延伸是否大于预定值。在一些实施方式中，飞行控制计算机还被配置成独立于来自飞行员飞行控制装置的输入来改变尾旋翼桨叶的桨距。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括：飞行器传感器，所述飞行控制计算机还被配置成根据由飞行器传感器测量的环境状况来改变尾旋翼桨叶的桨距。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括：用于产生气动升力的旋翼系统，所述旋翼系统沿第一方向产生转矩；以及反扭矩系统，其包括尾旋翼桨叶和尾旋翼致动器，所述反扭矩系统沿与第一方向相反的第二方向产生扭矩。