[发明专利]爬升优化的自动起飞系统以及飞行器起飞的方法

权利要求书

1.一种用于飞行器的爬升优化自动起飞系统，包括：

部署在所述飞行器上的各传感器，所述各传感器被配置成检测飞行器飞行条件；

部署在所述飞行器上并且可操作地连接到所述各传感器的至少一个处理器，所述处理器自动测量瞬时飞机俯仰姿态，以及

飞行管理计算机，所述飞行管理计算机响应于俯仰控制而控制空气动力控制表面，即，所述飞行器的升降舵，以允许所述飞行器在达到起飞仰转速率V_R之时和之后仰转到优化俯仰姿态，同时确保正在遵守飞行器的最小所需起飞爬升梯度γ以及几何限制，

其中，爬升梯度由下式给出：

其中，T是净发动机推力，D是在指定配置下飞机的阻力，W是飞机重量，并且Φ是跑道坡度；并且

飞行控制法则，所述飞行控制法则允许所述飞行管理计算机根据优化升降舵偏移控制所述升降舵，由此在达到起飞仰转速率V_R之时和之后产生所述优化俯仰姿态，同时确保遵守最小所需起飞爬升梯度(γ)以及所有飞行器限制。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器持续地估算由所述传感器测量的参数并且利用其内部控制法则自动确定在所述起飞仰转之时和之后直到水平飞行要遵循的优化姿态指标，为所述升降舵提供优化自动偏移而无需飞行员的干涉；并且

仅仅基于其内部逻辑而与飞行员的控制输入无关地测量、计算和动作。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述飞行管理计算机通过调度作为跑道上空飞行器高度的函数的起飞俯仰角限度来使俯仰最大，同时保持安全起飞间隙余量以避免尾部触地。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成使用其内部控制法则和被实现的逻辑，推导出俯仰角调度，该俯仰角调度使爬升梯度优化，由此最佳化过剩能量到势能的转化，产生更快的飞行器爬升。

5.一种飞行器起飞的方法，包括：

飞行器沿跑道加速；

在所述加速期间，使用至少一个传感器来确定俯仰角、俯仰指标和仰转触发信息；以及

用至少一个处理器，自动地执行爬升优化起飞计算，以向飞行器提供在达到起飞仰转速度V_R之时和之后遵循作为受到飞行器几何限制约束的实际起飞梯度的函数的起飞俯仰引导、从而在由地面到空中的起飞过渡阶段期间智能地改变飞行器俯仰的能力。