[发明专利]一种合作驾驶航空器系统的设计方法及系统

摘要

本发明公开了一种合作驾驶航空器系统的设计方法，及系统，结合了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。它涵盖了空中驾驶、地面监控、空中与地面合作驾驶飞行、导航与飞行控制、数据链及航行监测系统等技术，以及相应的适航性标准和审定法规、飞行空域管理法规、驾驶员培训方法、航空器设计与制造技术、飞行应用与商业模式等全产业价值链的更新与发展。新航空技术可应用于商业运输、通用航空和军用航空等飞机，促进新航空产业发展。特别是可应用于通用航空的运动、公务、货运及工农业用途的飞机，改变依赖专业驾驶员的航空传统，开启普通大众自己驾驶飞机飞行的大众飞行时代。

主权项

一种合作驾驶航空器系统的设计方法，其特征在于：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航空器系统；全系统分为三部分：一是航空器，机上为驾驶员配置电传操纵系统，驾驶员使用电传操纵系统驾驶航空器飞行，飞行管理系统是电传操纵系统的核心，负责集成电传操纵器，参数传感器和控制执行系统，为驾驶员提供不同的驾驶飞行的控制模式，并实现不依赖驾驶员的感觉进行自动飞行；飞行管理系统是一种飞行任务管理计算机系统，实现为航空器提供自动飞行控制的完整功能，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，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；三是连接航空器与地面监控站的数据链路，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；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，为机上驾驶员提供不同的驾驶飞行的控制等级和控制模式，包括机上的手动模式，半自动模式和自动模式，地面监控站的监控人员能不依赖机上驾驶员而对航空器实施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；在飞行管理系统中构建与地面监控站的数据链连接，并处理和执行所接受或装订的数据和指令，引入控制等级为飞行管理系统控制其组合控制对象提供控制规律；为飞行管理系统设置三种能转换的控制模式，即手动控制，半自动控制和自动控制，为驾驶员提供不同驾驶方式；对飞行管理系统选择手动模式时成为一种电传操纵系统，选择半自动模式和自动模式时成为一种任务管理系统；三种控制模式都通过飞行管理系统实现对控制对象的组合控制；一种实现方法是，由地面监控人员给飞行管理系统装订控制等级，机上驾驶员不能改变控制等级，但能选择控制模式，使飞行管理系统能依据驾驶员给出的控制数据和传感器子系统数据信息，对所连接的组合控制对象按照控制等级所给的控制规律及其控制函数，协同实施并实现相应的控制过程；使用电传操纵器是手动模式的一种方法；允许的偏离量由飞行范围限制；偏离达到极限并保持时，偏离的航线将会与预定航线同向同高等距飞行；设计纠偏调控能用手动操控电传操纵器或控制键的操纵方式，对航空器在自动飞行中偏离预定航线进行纠正，一次操纵产生一次纠偏指令，对应航向的一个调整量，根据具体航空器的气动特性以及指令的脉冲持续时间，能确定一次纠偏指令产生的航向纠偏量；按键一次或电传操纵器回中后重新操纵才会产生新的一次纠偏指令，连续几次累积的纠偏量能达到航向较大改变，而通过航向的纠偏能达到对航线偏离的纠正；累积允许的航向纠偏量能设定范围。