[发明专利]航空器的控制系统、航空器、航空器的控制程序及航空器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空器的控制系统、航空器、航空器的控制程序及航空器的控制方法。

背景技术

一般情况下，航空器的姿态控制如下进行：按照预定的控制信号由致动器适当驱动升降舵(elevator)，副翼(aileron)及方向舵(rudder)等各舵面。更具体而言，在航空器的控制系统中，航空器所搭载的控制用计算机基于由设置于航空器的惯性传感器、飞行数据传感器等各种传感器检测到的信息以及来自操纵轮等操纵端的操作指令信号，计算用于控制舵面的舵角指令控制信号，致动器按照该舵角指令控制信号驱动各舵面，从而使航空器维持在所希望的姿态，实现稳定的飞行。

在此，专利文献1中记载了一种重构飞行控制系统，分为控制机体的旋转运动的控制部、以及根据从该控制部输出的角加速度信号计算控制驱动信号并分配到控制对象的控制舵面信号中的分配部，进一步设置根据航空器的运动状况对控制部的输入/输出值进行校正的非线形补偿部，在舵面等产生故障、损伤时，能够以不使用控制舵面的方式或降低使用程度而进行重构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第3643870号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1所述，可重构飞行控制系统接受舵面的故障、损伤的结果，对通过控制舵面的舵角来控制飞行的飞行控制律进行重构，从而实现继续飞行、安全着陆等。

另一方面，在仅通过飞行控制律的重构无法实现继续飞行、安全着陆等的情况下，切换为通过控制舵面的舵角及发动机推力来控制飞行的舵面/推力综合飞行控制律，实现继续飞行、安全着陆等。

然而，舵面/推力综合飞行控制律因发动机推力也用于飞行控制而导致航空器的运动的响应迟缓，因而优选尽最大可能利用可重构的飞行控制律继续控制航空器，从可重构飞行控制律向舵面/推力综合飞行控制律的切换应适当地进行。

本发明鉴于此种情况，其目的在于提供一种航空器的控制系统、航空器、航空器的控制程序及航空器的控制方法，能够适当地进行从通过控制舵面的舵角来控制飞行的控制律向通过控制舵面的舵角及发动机推力来控制飞行的控制律的切换。

用于解决课题的手段

为解决上述课题，本发明的航空器的控制系统、航空器、航空器的控制程序及航空器的控制方法采用以下手段。

即，本发明的航空器的控制系统具备：控制单元，以第1控制律、第2控制律的任意一个来控制飞行，其中所述第1控制律通过控制舵面的舵角来控制飞行，所述第2控制律通过控制上述舵面的舵角及发动机推力来控制飞行；舵面故障损伤检测单元，检测上述舵面的至少一个处于失灵状态；计算单元，在由上述舵面故障损伤检测单元检测到上述舵面的失灵时，基于上述舵面故障损伤检测单元的检测结果，计算实现所希望的飞行特性所需的上述舵角及上述舵角的变化率；以及判断单元，判断由上述计算单元算出的上述舵角或上述舵角的变化率是否超过可变化范围，从而判断是否需要从上述第1控制律切换到上述第2控制律。

根据本发明，航空器以通过控制舵面的舵角来控制飞行的第1控制律、通过控制舵面的舵角及发动机推力来控制飞行的第2控制律的任意一个来控制飞行。

当舵面故障损伤检测单元未检测到舵面的失灵时，航空器以第1控制律被控制。

另外，由于第2控制律还将发动机推力用于飞行的控制，因而与第1控制律相比航空器的运动的响应迟缓。

当舵面故障损伤检测单元检测到舵面的失灵时，由计算单元基于舵面故障损伤检测单元的检测结果，计算实现所希望的飞行特性所需的舵角及舵角的变化率。

另外，由判断单元判断由计算单元所算出的舵角或舵角的变化率是否超过可变化范围，从而判断是否需要从第1控制律切换到第2控制律。

如此，本发明根据舵面的舵角及舵角的变化率判断是否需要从第1控制律切换到第2控制律，因此能够适当地进行控制律的切换。

另外，本发明的第1方式的航空器的控制系统中，上述控制单元在由上述舵面故障损伤检测单元检测到上述舵面的失灵时，在由上述计算单元算出的上述舵角或上述舵角的变化率未超过可变化范围的情况下，以不使用由上述舵面故障损伤检测单元检测为失灵的上述舵面或降低其使用程度的方式，对上述第1控制律进行重构，在由上述计算单元算出的上述舵角或上述舵角的变化率超过可变化范围的情况下，从上述第1控制律切换到上述第2控制律。