[发明专利]一种滚转副翼反效控制方法

说明书

本发明属于航空飞行控制领域，特别是涉及到一种滚转副翼反效控制方法。本发明在已有的横向控制律基础上，基于飞行速度通过副翼偏转角度与滚转角速率的气动特性，结合驾驶杆或驾驶盘横向位移指令，滚转指令梯度，实际滚转角速率反馈信号进行运算，实现滚转副翼反效控制功能。本发明在压驾驶杆或驾驶盘操纵飞机滚转过程中实现驾驶杆或驾驶盘与滚转角速率单调对应关系，避免空行程操纵出现，不仅很好地减轻了飞行员负担，而且极大地提高了滚转操纵特性。本发明不需要对任何飞机操纵机构进行改造，可直接在已有的横向控制律中增加该控制方法，节约改造成本、缩短研发周期。

技术领域

本发明属于航空飞行控制领域，特别是涉及到一种滚转副翼反效控制方法。

背景技术

现代高性能飞机普遍采用电传飞行控制技术，横向通过压驾驶杆(或驾驶盘)产生期望的滚转角速率，结合实际滚转角速率反馈信号共同指令副翼偏转，实现飞机滚转运动。飞行员期望飞机以小的滚转角速率进行滚转时，通过小量压驾驶杆(或驾驶盘)操纵，飞行员期望飞机以中等角速率进行滚转，通过中等程度压驾驶杆(或驾驶盘)操纵，若希望飞机以最大滚转角速率快速滚转，则会满压驾驶杆(或驾驶盘)操纵。为了实现无空行程操纵，驾驶杆(或驾驶盘)横向位移量与副翼偏度单调对应，但是副翼不是始终都是最大偏度对应最大滚转角速率，在小于某个飞行速度时副翼最大偏度对应实际飞行速度下的最大滚转角速率，随着飞行速度增加，在气动弹性变形影响下，副翼最大偏度对应的最大滚转角速率逐渐减小直到零，此时即使飞行员满压驾驶杆(或驾驶盘)操纵飞机也无滚转响应。当飞行速度大于反效速度后，满压驾驶杆(或驾驶盘)飞机会反方向滚转，这与飞行员的期望相反，也不符合操纵习惯，是飞行员无法接受的，也是控制律设计时必须避免的。当飞行速度超过反效速度，不仅副翼在最大偏度时出现反效，随着飞行速度继续增加，副翼反效的偏度越来越小，此时飞行员不满压杆(或驾驶盘)操纵，飞机也会产生副翼反效运动。当副翼从中立位置开始偏转过程中必然存在某一个偏度使飞机在该飞行速度下实现最大滚转角速率。虽然飞行员知道副翼反效现象，但不容易掌握驾驶杆(或驾驶盘)操纵量，必须在飞机出现副翼反效现象后，反复增大或减小操纵量寻找该速度下的最大滚转角速率进行快速滚转，极大地增加了飞行员负担。

当前国内对于副翼反效控制的处理办法是基于某一飞行速度对副翼实际偏度进行强制限制，即当飞行速度大于或等于该速度时，无论飞行员操纵驾驶杆(或驾驶盘)的位移量是多少，即使满压驾驶杆(或驾驶盘)都使副翼偏度不超过该限制值，这种方法虽然能够避免副翼反效现象，但是没有解决大速度飞行时飞行员轻松准确地实现最大滚转角速率操纵飞机。强制限制副翼偏度不超过某一固定值必然产生空行程操纵，即部分压驾驶杆(或驾驶盘)操纵时飞机就达到该速度下的最大滚转角速率，继续增大驾驶杆(或驾驶盘)横向输入量直到满杆，飞机的滚转角速率也不会增加，且该副翼强制限制值为反效速度和最大速度之间的某一飞行速度下最大滚转角速率对应的副翼偏度，超过该飞行速度的状态仍然存在最大滚转角速率不是满压驾驶杆(或驾驶盘)对应的值，低于该飞行速度的状态不仅存在空行程操纵，而且还会牺牲掉一部分滚转能力。

因此在横向控制律设计时必须对大速度飞行时副翼效率降低以及副翼反效现象进行全面分析，并建立改善大速度飞行时滚转控制方法，使大速度飞行时滚转控制实现驾驶杆(或驾驶盘)横向位移与滚转角速率单调递增对应关系，在全包线内任何飞行速度下驾驶杆(或驾驶盘)横向最大输入始终实现该速度下的最大滚转速率。

发明内容

本发明的目的是：提供一种飞机在大速度飞行时滚转操纵过程中，驾驶杆(或驾驶盘)横向位移与滚转角速率单调递增关系且无空行程操纵，提高副翼反效控制性能。

本发明的技术方案是：一种滚转副翼反效控制方法，所述滚转副翼反效控制方法包括飞行速度确定和前向增益计算，飞行速度确定包括副翼最大偏度对应最大滚转角速率的飞行速度，副翼最大偏度对应零滚转角速率的飞行速度及飞机最大飞行速度，前向增益计算包括驾驶杆或驾驶盘的横向位移，滚转指令梯度，滚转角速率反馈信号，副翼偏度，其特征在于，包括以下步骤：