[发明专利]具有合成惯性滑翔道偏差的飞行控制系统及使用方法

说明书

本申请涉及具有合成惯性滑翔道偏差的飞行控制系统及使用方法。提供一种用于在飞行器(102)着陆期间计算滑翔道偏差(424、426)的飞行控制模块(402)。飞行控制模块(402)包括通信接口(415)和处理器(434)。通信接口(415)被配置为接收用于飞行器(102)的惯性数据。处理器(434)耦连到通信接口(415)并且被配置为基于惯性数据计算惯性滑翔道偏差(436)。

技术领域

本公开的领域通常涉及飞行控制系统，并且更具体地涉及利用合成惯性滑翔道(glideslope)偏差的飞行控制模块。

背景技术

许多已知的飞行器具有在着陆期间控制飞行器的自动着陆系统。自动着陆系统已经变得越来越普遍，并且经常依赖于仪表飞行规则(IFR)下的仪表着陆和视觉飞行规则(VFR)下执行的着陆。已知的自动着陆系统利用各种接收器(诸如多模式接收器(MMR))以例如接收从地面发送的引导信号。例如，此类引导信号可以包括仪表着陆系统(ILS)信号、全球定位服务(GPS)着陆系统(GLS)信号，和/或微波着陆系统(MLS)信号。引导信号通知飞行器其相对于到跑道所需的竖直和横向路径的位置，并且直至着地后的滑跑(roll-out)。所需的竖直路径被称为滑翔道(glideslope)，并且横向路径被称为定位信标(localizer)。滑翔道通常被定义为在超过跑道阈值1000英尺处与地面具有期望的截距的3°下降。定位信标将飞行器引导到跑道中心线。

从地面发送的引导信号由机载天线接收并且被路由到冗余的MMR。每个MMR计算路由到包括自动着陆系统的飞行控制模块的定位信标偏差和滑翔道偏差。定位信标偏差指示飞行器相对于到跑道中心线所需的路径的位置。例如，定位信标偏差可以指示飞行器距跑道中心线左侧约2°。滑翔道偏差指示飞行器相对于到跑道所需的滑翔道的位置。例如，滑翔道偏差可以指示飞行器在所需的滑翔道下方1°。飞行控制模块使用定位信标偏差和滑翔道偏差来调整自动着陆系统并且命令飞行器的控制表面。

许多已知的自动着陆系统需要三个独立计算的定位信标偏差和滑翔道偏差。此类冗余确保如果一个定位信标偏差或一个滑翔道偏差失败，则自动着陆系统仍然具有两个良好的信号来控制飞行器。用于独立计算的三个定位信标偏差和滑翔道偏差所需的冗余装备使飞行器增加了成本和重量。如果可用的定位信标偏差和滑翔道偏差不符合预定阈值，则自动着陆系统失去对飞行器到飞行员的控制。当飞行器下降到200英尺以下时，可靠的(即“良好的”)定位信标偏差信号和滑翔道偏差信号的可用性特别重要，因为错误的裕度(margin)更严格，并且自动着陆系统的错误控制可能导致飞行器错失跑道。因此，当检测到故障或错误的定位信标信号或滑翔道信号时，飞行控制系统依赖于良好的定位信标信号和滑翔道信号或者失去对飞行员的控制。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种用于在飞行器着陆期间计算滑翔道偏差的飞行控制模块。该飞行控制模块包括通信接口和处理器。通信接口被配置为接收用于飞行器的惯性数据。处理器耦连到通信接口并且被配置为基于惯性数据计算惯性滑翔道偏差。

根据本公开的另一个方面，提供一种用于使飞行器着陆的飞行控制系统。该飞行控制系统包括通信总线、第一多模式接收器(MMR)和第二多模式接收器(MMR)以及飞行控制模块。第一MMR和第二MMR耦连到通信总线并且被配置为基于所接收的滑翔道信号计算第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差。第一MMR和第二MMR还被配置为将指示第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差的第一滑翔道偏差信号和第二滑翔道偏差信号发送到通信总线上。飞行控制模块耦连到通信总线，并且被配置为通过通信总线接收用于飞行器的惯性数据以及第一滑翔道偏差信号和第二滑翔道偏差信号。飞行控制模块还被配置为基于惯性数据计算惯性滑翔道偏差。飞行控制模块还被配置为从第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差以及惯性滑翔道偏差中选择一个滑翔道偏差。飞行控制模块还被配置为将一个滑翔道偏差发送到用于飞行器的自动着陆系统。