[发明专利]用于增强性能的陡直爬升保护系统

说明书

本发明涉及用于增强性能的陡直爬升保护系统，公开了例如飞机的交通工具，其为用于偏转操纵面的控制变量设置极限。该极限被设置为不利飞行状态/目标迎角和迎角的变化速率的函数，使得飞行员控制变量命令被防止超出极限以防止交通工具达到不利飞行状态和/或超出期望的迎角极限。

本申请是申请日为2016年10月20日、名称为“用于增强性能的陡直爬升保护系统”的中国专利申请2016109204836的分案申请。

技术领域

本公开总体涉及飞行器控件，并且更特别地涉及防止在电传操纵(fly-by-wire)飞行器中高迎角或超出期望迎角的不利飞行状态。

背景技术

电传操纵飞机试图限制迎角以防止可以发生在高迎角下的不利飞行状态(UFC)，该UFC包括升力的减小超出可接受的极限、高速抖振、上仰、横向不稳定或这些状态的组合。通过将迎角限制在大约处于或稍微低于超出便会发生这些不期望的特性的迎角，这些状态可以被避免。迎角与速度(空速)密切相关并且与速度成反比例增加。然而，迅速的减速可以导致当前的迎角快速超出期望的迎角极限并将飞行器暴露在难以控制或上述任意其他不期望特性的状态。

发明内容

在本公开的一个方面中，增强交通工具的运转方面的方法包括为用于偏转操纵面的控制变量设置极限，其中该极限被设置为不利飞行状态和/或期望目标迎角和迎角的变化速率的函数。该方法还包括防止飞行员控制变量命令超出该极限。

在本公开的另一个方面中，增强交通工具的运转方面的方法包括使用控制回路偏转操纵面以及确定状态存在。当状态存在时，基于迎角的变化速率设置偏转操纵面的极限。

在本公开的又一个方面中，增强交通工具的运转方面的系统包括机体、由飞行员使用以设置关于交通工具的姿态的控制变量的飞行控件、以及影响交通工具在飞行中的姿态的操纵面。该系统还包括耦合到机体的迎角传感器和迎角速率传感器以及耦合到飞行控件、迎角传感器和操纵面的临界飞行数字计算机。临界飞行数字计算机包括处理器和存储器，存储器具有计算机可执行指令，当计算机可执行指令被处理器执行时，使得临界飞行数字计算机接收来自飞行控件的控制变量并且响应于从飞行控件接收的控制变量而偏转操纵面。临界飞行数字计算机还确定控制变量超出阈值，并且当控制变量超出阈值时，设置作为不利飞行状态和/或期望目标迎角以及迎角的变化速率的函数的控制变量的极限以限制操纵面的偏转从而防止交通工具达到UFC或超出期望的迎角极限。

本发明可以涉及增强交通工具的运转方面的方法，该方法可以包括为用于偏转操纵面的控制变量设置极限，该极限被设置为不利飞行状态(UFC)/目标迎角(α)和迎角的变化速率的函数并且防止从飞行员接收到的控制变量命令超出控制变量的极限。设置控制变量的极限可以包括从UFC/目标α减去的增益调整值以增强准确度。用于偏转操纵面的控制变量可以是控制回路的一部分。为了提高可靠性，该方法还可以包括确定从飞行员接收的控制变量命令超出阈值极限；并且将控制回路从第一反馈基础改变到第二反馈基础。第一反馈基础可以包括固定的控制变量极限并且第二反馈基础包括设置为UFC/目标α和的函数的极限。第一反馈基础可以使用利用传感器数据计算的交通工具速度误差值并且第二反馈基础将交通工具速度误差值设置为零。该方法还可以包括结合基于设置用于偏转操纵面的控制变量的极限的减速的速率。减速的速率可以被限制为3节/秒。