[发明专利]一种飞机方向舵自动配平控制方法

说明书

本发明属于飞机飞行控制领域，提供一种飞机方向舵自动配平控制方法，涡扇、涡喷、对转螺旋桨飞机在定常盘旋时自动实现协调转弯，非对转螺旋桨飞机在定常盘旋时减小侧滑角，非对转螺旋桨飞机、多发飞机单发失效在机翼水平时自动保持飞行航向。技术方案包括：将侧向过载积分作为方向舵配平中立位的指令，方向舵配平中立位调整后消除侧向过载；侧向过载信号经低通滤波器衰减高频噪声后，乘以正增益系数后进行限幅积分，积分值作为方向舵配平中立位指令；当长时间滑行、自动飞控接通、反馈信号故障时对积分器清零，当飞机有轮载信号、积分器清零时将积分器积分项断开。

技术领域：

本发明属于飞机飞行控制领域，具体涉及飞机飞行控制系统的一种控制方法。

背景技术：

飞机在飞行过程中，为了实现以下目的，飞行员需要方向舵进行配平，即改变方向舵的中立位：

a)飞机滚转进行定常盘旋时，方向舵中立位向滚转方向偏转消除侧滑角，实现协调转弯，即没有侧滑角的转弯；

b)非对转螺旋桨飞机在机翼水平定常平飞时，由于螺旋桨滑流的不对称，通过调整方向舵中立位保持飞机飞行航向；

c)多发飞机单发失效时，由于动力的不对称使飞机发生偏航，方向舵中立位向失效发动机相反一侧偏转，使飞机机翼水平时保持飞行航向。

目前飞行控制系统对于方向舵的配平采用的是手动配平，即飞行员根据当前飞行状态操纵配平机构调整方向舵的中立位。

除此之外，为了自动实现上述目的的a)，目前飞行控制系统对方向舵还有以下两种控制方法：

1)方向舵与副翼(或滚转角)成比例进行偏转，即副翼偏度(或滚转角)乘以系数作为方向舵偏度的指令，右副翼下偏时(或左滚转时)使方向舵左偏；

2)侧滑角比例反馈到方向舵，即侧滑角乘以增益系数后作为方向舵的指令，如果飞机产生右侧滑，则方向舵右偏以减小侧滑。

两种控制方法都存在不足，其问题是：

1)第一种控制方法：在整个飞行包线内，对于不同的飞行状态，方向舵与副翼(或滚转角)的比例关系不固定；在滚转过程中，方向舵与副翼的偏转不为正比关系。该控制方法在不同滚转角下只能做部分补偿，减小转弯时的侧滑角，不能完全消除侧滑。

2)第二种控制方法：由于侧滑角传感器在原理上的局限性，侧滑角信号难以测量且精度不够；该控制方法的原理是利用侧滑角产生方向舵偏度，即方向舵产生偏度的前提是存在侧滑角，因此从控制原理上方向舵不能实现对侧滑的完全消除。

为了自动实现方向舵配平目的中的c)，目前涡扇/涡喷飞机的飞行控制系统中的推力不对称补偿功能可控制方向舵自动偏转，即将发动机的转数差比例反馈到方向舵。但该控制方法由于发动机、气动数据存在误差，只是实现部分的配平，飞行员在此基础上还需要进行额外的操纵才能进行完全的配平。

发明内容：

本发明内容的目的是提供一种飞机方向舵自动配平控制方法，涡扇、涡喷、对转螺旋桨飞机在定常盘旋时自动实现协调转弯，非对转螺旋桨飞机在定常盘旋时减小侧滑角，非对转螺旋桨飞机、多发飞机单发失效在机翼水平时自动保持飞行航向。

本发明是通过下述的技术方案实现的：

一种飞机方向舵自动配平控制方法，包括：

将侧向过载积分作为方向舵配平中立位的指令，方向舵配平中立位调整后消除侧向过载；侧向过载信号经低通滤波器衰减高频噪声后，乘以正增益系数后进行限幅积分，积分值作为方向舵配平中立位指令；当长时间滑行、自动飞控接通、反馈信号故障时对积分器清零，当飞机有轮载信号、积分器清零时将积分器积分项断开。

包括：