[发明专利]一种合作驾驶航空器系统的设计方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种介于有人驾驶航空器和无人机系统的航空器，并集成为一种新型航空器系统，属于航空技术领域。

背景技术

目前的有人驾驶航空器技术，以飞行驾驶员为中心，主要表现是：1、飞机起飞离地，飞行机组及飞行安全全权由机上的主驾驶员或机长负责；2、飞机离地期间，机长作出的决定，地面及机场塔台实施配合；3、飞机离地后，地面没有强制管控飞行的手段。因此，飞机在飞行期间的状况，很大程度上取决于飞行驾驶员单方面的判断和操控，如果介入了飞行驾驶员的不安全因素，航空器的飞行安全问题变得复杂难以应对，其中包括飞行驾驶员的意外失误、身体健康、驾驶主观动机等因素。让地面监控人员对空中的飞行起到管控、补充、替代等积极作用，将会提高飞行安全性。

无人机系统的发展，展示了无人化系统技术的先进性合理性。在空中，无人机已经实现了高精度高可靠性的自动起飞、自动航线飞行、自动防相撞、航线高精度控制、航线重置、自动着陆与复飞，无人机的飞行可以应对复杂天候，也具备了各种复杂机场条件的安全起飞着陆控制。在地面，地面监控站已经能够在视距或超视距范围持续监控无人机的飞行并随时调整飞行航线，能够及时处理飞行特情，并能够实施地面对无人机的人工遥控飞行，飞行的状况及数据能够在地面提供实时报警并记录。无人机的飞行控制方法与有人机的飞行控制方法有不同，航线的生成需要预先制定，或者临时快速生成，使用方法还不灵活，仍然是先写程序后装到无人机系统中使用。这是典型的人机控制流程，即人给机器写程序，再由机器按程序执行，总存在明显的时间间隔。人驾驶飞行生成的航线特点是“想到即驾、随即生成”航线。新型航空器系统的技术可以初步实现多种自动航线生成方法，与人驾驶飞行结合更能发挥飞行的灵活性与安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合作驾驶航空器系统的设计方法及系统，结合有人驾驶航空器和无人机系统的技术，构建空中和地面合作驾驶，提供易驾飞行与安全飞行的新技术航空器系统。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种合作驾驶航空器系统的设计方法是这样的：由航空器与地面的监视控制飞行的设备，共同组成空地之间信息与控制功能完整的新型航空器系统，全系统可以分为三部分加以说明。一是航空器，机上为驾驶员配置电传操纵系统。驾驶员可以使用电传操纵系统驾驶航空器飞行，电传操纵系统以飞行管理计算机系统为核心，负责集成电传操纵器，参数传感器和控制执行系统，为驾驶员提供控制等级和多种驾驶飞行的控制模式，便于驾驶员容易驾驶，并可以不依赖驾驶员的感觉进行自动飞行，提高飞行安全性。同时，飞行管理系统作为一种飞行任务管理系统，具有为航空器提供自动飞行控制的完整功能，因此，可为机上驾驶员提供自动模式驾驶飞行的用途，而飞行管理系统的飞行管理计算机兼用于电传操纵系统，实现手动模式与自动模式的转换通道。二是地面监视与控制系统，简称地面监控站，是监控人员通过数据链路及相应设备，对航空器的飞行实施监视与控制的工作环境环境。三是连接航空器与地面监控站的数据链路，即遥测遥控与信传系统，是一种为空地之间提供控制指令或数据信息链接的无线电链路，包含了信息，控制和通信等内容。本发明的航空器与地面监控站共同构成的一种合作驾驶航空器系统，简称合驾航空器或合驾飞机，可以为机上驾驶员提供多种驾驶飞行的控制模式，包括机上的控制等级，以及手动模式，半自动模式和自动模式，地面监控站的监控人员同样可以不依赖机上驾驶员而对航空器实施多种可选的飞行控制模式，也包括手动模式，半自动模式和自动模式。

具体的，本发明的合作驾驶航空器系统包括如下部分：

1、总组成：

合作驾驶航空器系统包括的航空器具有两种机上驾驶或控制飞行的方案。一是机上驾驶员驾驶飞行的方案，其可以选择多种模式实现驾驶飞行。选择手动模式使用电传操纵器驾驶飞行是其中的一种。二是驾驶员选择自动模式或半自动模式，由机上飞行管理系统自动控制飞行的方案。

合作驾驶航空器系统包括地面监控站的监控人员通过遥测遥控与信传系统及地面监控站上有关设备，用遥控指令或数据对航空器进行飞行控制的方案，具有比机上控制飞行优先的控制权。从而能够代替机上驾驶员对航空器进行飞行的控制，实现空中和地面的合作驾驶。