[发明专利]侧向控制改进法和设备、侧控和电动飞行控制系统及飞机

说明书

技术领域

本发明涉及改进起飞阶段时在机场跑道上滑行的飞机的地面方向和侧向控制的方法和设备。 

本发明适用于飞机、特别是用于客运或货运的民用或军用飞机在起飞阶段时、特别是在这种阶段的起飞滑跑时的地面滑行。此外，该飞机可至少通过方向舵进行地面侧向操控，所述方向舵根据操控指令加以控制，优选地，所述操控指令由飞机飞行员致动方向舵脚蹬来产生。 

尽管非限制性地，本发明尤其适用于配有电动飞行控制系统的飞机，通常，所述电动飞行控制系统可借助计算机操控飞机，其尤其获得控制机构的位置并将该位置转换为控制目标。随后，飞机的惯性和风力测量值和该控制目标通过调节规律被用于计算控制飞机舵面的适当的控制命令。 

背景技术

目前，飞行员借助手动操控机构（例如可使前起落架的轮转向的方向盘、控制发动机推力的控制手柄、制动踏板、方向舵脚蹬）沿地面路径控制飞机的地面侧向运动。这些操控机构可控制飞机的执行机构，所述执行机构能够主要通过前轮的转向（和必要时，后起落架的转向）以及安定翼的方向舵，而较少地通过发动机和制动器的不对称使用，来影响飞机的侧向运动。 

已知在地面滑行、尤其是在机场的起飞跑道上滑行时，当滑行速度超过一般为40节的预定值时，飞行员使用方向舵脚蹬，以产生其操控指令，所述操控指令被计算机考虑，以进行飞机的侧向和方向控制。通常，该操控指令直接转换为用于方向舵的命令，一组反馈（通过称为稳定性增强系 统的系统）可添加于该命令，该组反馈使用一个或多个飞机惯性或风力测量值（通常是偏航角速度），以增大飞机的稳定性。 

本发明旨在提高通过方向舵脚蹬控制起飞阶段时地面飞机侧向和方向运动的效率。 

另外，已知飞机的安定翼和方向舵的尺寸确定成在一方面飞机控制（其要求大的安定翼）和另一方面阻力与重量（其要求小的安定翼）之间实现综合平衡。 

控制该综合平衡的规定要求之一是通过只使用方向舵脚蹬，在起飞滑跑时，以称为VMCG（指英文术语“Velocity Minimum Control Ground”）的（地面）最小操纵速度控制出现的发动机故障。在这种情况下需解决的技术问题是能够改进对飞机的侧向控制，同时继续使用方向舵脚蹬作为唯一的操控机构。 

发明内容

本发明涉及可改进起飞阶段时在机场（起飞）跑道上滑行的飞机、特别是运输机的地面方向和侧向控制的方法。 

为此，根据本发明，根据所述方法，飞机能够至少通过方向舵在地面侧向地被操控，所述方向舵根据操控指令进行控制，优选地，所述操控指令由飞机飞行员致动方向舵脚蹬产生， 

其特征在于，以自动的方式： 

a)进行监控，以便能够检测在至少所述飞机处于地面并进行起飞滑跑时存在的激活情形； 

b)当检测到这种激活情形时，产生控制命令，所述控制命令用于对称地控制扰流器偏转，所述扰流器对称地布置在机翼上；以及 

c)将所述控制命令应用于致动所述扰流器的致动部件，以获得所述扰流器的对称偏转，所述对称偏转与至少通过所述方向舵进行的侧向操控相结合，允许减小飞机升力和因而允许改进飞机的地面方向和侧向控制。 

因此，根据本发明的方法提出起飞时扰流器的对称偏转，以直接增大飞机和地面之间的正常接触载荷，这间接使得增大横向接触载荷，因而提高飞机的可控制性。因为现代飞机由于气动优化而在滑行条件下具有高升 力，所以所述方法更加有效。 

因此，对于由方向舵偏转产生的相同的气动载荷，借助本发明，地面反作用所产生的侧向载荷增大，因而赋予飞行员以更大的方向和侧向控制权。 

因此，根据本发明的方法可改进起飞阶段时飞机的地面方向和侧向控制，即朝与沿所用的起飞跑道滑行的方向正交的方向的飞机控制，尤其是以便于飞机沿着跑道的中轴线行驶。 

为实现它，本发明使用机翼上已有的、但从未用于这种目的的控制面即扰流器，这可便于这种实现并降低其成本。 

另外，以自动的方式进行的本发明的实施，对于飞行员来说是显而易见的，飞行员可以通过继续以同样的方式使用相同的操控机构（方向舵脚蹬），保持其手动操控习惯用来进行地面操纵，因而飞行员方面不需要适应时间。 

有利地，在步骤b)，产生控制命令，所述控制命令产生扰流器的对称偏转，扰流器的对称偏转具有预定的偏转速度例如5°/秒、和同样预定的扰流器偏转角，例如相对于初始偏转为5°（向上）。 

另外，在一特殊的实施方式中，有利地，在步骤a)，为检验所述飞机处在地面上，监控所述飞机的下述参数中的至少一个： 

－起落架降下；