用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹了用于配置運載工具(422)的直接升力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。提供了多個電傳操縱的控制表面(1-8)，并調(diào)度電傳操縱的控制表面的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令。基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面(1-8)，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。
【專利說明】用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的實施例大體涉及控制在流體動力表面上的流動。更具體地，本公開的實施例涉及用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]直接調(diào)節(jié)升力而非經(jīng)由調(diào)節(jié)飛機的俯仰姿態(tài)來改變迎角并且由此間接調(diào)節(jié)升力來控制飛機的飛行路徑，這被稱為直接升力控制(DLC)。DLC飛行控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于商用和軍用飛機，以改善其進場以及著陸操縱特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]介紹了用于配置運載工具的直接升力控制(DLC)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。提供了多個電傳操縱(fly-by-wire)的控制表面，并調(diào)度電傳操縱的控制表面的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令。基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。
[0004]以此方式，提供了一種在升降舵失靈的情況下控制裝備有電傳操縱的機翼后緣擾流板的飛機的簡單、低成本的替代裝置。具體地，擾流板被對稱地命令為經(jīng)由位于飛機操縱桿上的力傳感器直接調(diào)節(jié)飛機的空氣動力升力并且由此調(diào)節(jié)飛行路徑。力傳感器信號被整形為確保可以通過基本上極少或基本上沒有飛行訓練而進行操作的飛行員命令響應(yīng)特性。擾流板偏轉(zhuǎn)被調(diào)度使得空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保沒有不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
[0005]在一個實施例中，運載工具的直接升力控制系統(tǒng)包含多個電傳操縱的控制表面、控制表面直接升力控制調(diào)度和致動器?？刂票砻嬷苯由刂普{(diào)度產(chǎn)生電傳操縱的控制偏轉(zhuǎn)命令。致動器基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。
[0006]在另一實施例中，一種用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的方法，其提供了多個電傳操縱的控制表面，以及調(diào)度電傳操縱的控制表面的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令。該方法進一步基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。
[0007]在進一步的實施例中，一種操作包含直接升力控制系統(tǒng)的飛機的方法，在升降舵失靈的情況下激活包含電傳操縱的擾流板的直接升力控制系統(tǒng)。該方法進一步基于電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令通過對稱地致動電傳操縱的擾流板來執(zhí)行進場以及著陸，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)飛機的空氣動力升力。
[0008]運載工具的直接升力控制系統(tǒng)可以包括:多個電傳操縱的控制表面；控制表面直接升力控制調(diào)度，其可操作為產(chǎn)生多個電傳操縱的控制偏轉(zhuǎn)命令；以及致動器，其可操作為基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。電傳操縱的控制表面可以包括電傳操縱的擾流板。電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令可以包括電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，并且控制表面直接升力控制調(diào)度能夠包括電傳操縱的擾流板直接升力控制調(diào)度。電傳操縱的擾流板可以被耦接至飛機的機翼，并且力傳感器能夠被布置在飛機的操縱桿上，并且可操作為響應(yīng)于接收到來自操縱桿的桿力而產(chǎn)生力傳感器信號。如果力傳感器被使用，那么信號可以被整形以獲得直接升力命令，從而保持經(jīng)由桿力而施加的基本相同的飛行動作，以利用通過短周期俯仰控制作用的直接升力系統(tǒng)來拉平飛機，由此緩解飛行訓練。電傳操縱的控制偏轉(zhuǎn)命令能夠基于直接升力命令而產(chǎn)生。電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令也可以被調(diào)度使得飛機的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
[0009]電傳操縱的擾流板可操作為致動使得在升降舵失靈的情況下配置直接升力控制系統(tǒng)。電傳操縱的擾流板可以被致動，使得在沒有短周期俯仰控制的情況下執(zhí)行進場以及著陸。
[0010]短周期俯仰控制可以包含選自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的組中的至少一個控制表面。
[0011]本發(fā)明涉及一種用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的方法，其包括:提供多個電傳操縱的控制表面；調(diào)度電傳操縱的控制表面的多個電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令；以及基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具的流體動力升力。電傳操縱的控制表面可以包括多個電傳操縱的擾流板，并且電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令包含多個電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令。電傳操縱的擾流板可以被耦接至飛機的機翼。
[0012]該方法還可以包括，響應(yīng)于接收到來自操縱桿的桿力而從位于飛機的操縱桿上的力傳感器產(chǎn)生力傳感器信號，以及整形力傳感器信號，以便提供直接升力命令，從而保持經(jīng)由桿力施加的基本相同的飛行動作，以利用通過短周期俯仰控制作用的直接升力系統(tǒng)拉平飛機，由此緩解飛行訓練。此外，該方法可以包括，調(diào)度電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，使得飛機的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。在升降舵失靈的情況下基于電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令通過對稱地致動電傳操縱的擾流板可以配置直接升力控制系統(tǒng)。在沒有使用短周期俯仰控制的情況下通過對稱地致動電傳操縱的擾流板可執(zhí)行進場以及著陸。短周期俯仰控制包含選自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的組中的至少一個控制表面。
[0013]操作包含直接升力控制系統(tǒng)的飛機的方法可以包括，在升降舵失靈的情況下激活包含多個電傳操縱的擾流板的直接升力控制系統(tǒng)，以及基于多個電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令通過對稱地致動電傳操縱的擾流板來執(zhí)行進場以及著陸，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)飛機的空氣動力升力。
[0014]此外，可以通過以下步驟來建立電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，即響應(yīng)于接收到來自操縱桿的桿力而從位于飛機的操縱桿上的力傳感器產(chǎn)生力傳感器信號；整形力傳感器信號，以便提供直接升力命令，從而保持經(jīng)由桿力而施加的基本相同的飛行動作，以利用通過短周期俯仰控制作用的直接升力系統(tǒng)拉平飛機，由此緩解飛行訓練；基于直接升力控制命令提供電傳操縱的擾流板直接升力控制調(diào)度；基于直接升力控制命令調(diào)度電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，使得飛機的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振；以及產(chǎn)生電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令。
[0015]本發(fā)明的元件中的每一個都能夠提高其性能、操作或效率。
[0016]提供此概要是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在以下【具體實施方式】中被進一步描述。此概要并不意欲識別所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意欲用來幫助確定所要求保護的主題的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]當結(jié)合以下附圖考慮時，通過參照【具體實施方式】和權(quán)利要求，可以獲得本公開的實施例的更徹底的理解，其中貫穿附圖的相同的附圖標記指代相似的元件。在不限制本公開的廣度、范圍、規(guī)?；蜻m用性的情況下，提供附圖有助于本公開的理解。附圖不必按比例繪制。
[0018]圖1是示例性飛機生產(chǎn)與維護方法的流程圖的圖示說明。
[0019]圖2是飛機的示例性方框圖的圖示說明。
[0020]圖3是根據(jù)本公開的實施例的包含DLC系統(tǒng)的示例性飛機控制系統(tǒng)的圖示說明。
[0021]圖4是圖3所示的DLC系統(tǒng)的更詳細的圖示說明。
[0022]圖5是示例性流程圖的圖示說明，示出了根據(jù)本公開的實施例的DLC配置過程。
[0023]圖6是示例性流程圖的圖示說明，示出了根據(jù)本公開的實施例的用于操作包含DLC系統(tǒng)的運載工具控制系統(tǒng)的過程。

【具體實施方式】
[0024]以下【具體實施方式】本質(zhì)上是示例性的，并不意圖限制本公開或本公開的實施例的應(yīng)用以及使用。具體裝置、技術(shù)和應(yīng)用的描述僅作為示例提供。在本文中所描述的對示例的更改對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會易于理解，并且在不違背本公開的精神和范圍的情況下，在本文所限定的基本原理適用于其它示例和應(yīng)用。此外，不意圖受在先前領(lǐng)域、背景、概要或以下【具體實施方式】中介紹的任何明示的或暗示的理論的限制。本公開應(yīng)當與權(quán)力要求的范圍相一致，而不局限于在本文中描述并示出的示例。
[0025]在本文中可以根據(jù)功能和/或邏輯塊部件以及不同的處理步驟描述本公開的實施例。應(yīng)當意識到，可以通過任意數(shù)量的被配置為執(zhí)行特定功能的硬件、軟件和/或固件部件來實現(xiàn)這些方框部件。為求簡練，涉及電傳操縱的系統(tǒng)、直接升力控制(DLC)技術(shù)、流體動力學、結(jié)構(gòu)、控制表面、制造和系統(tǒng)的其它功能性方面(和系統(tǒng)的獨立工作部件)的傳統(tǒng)技術(shù)和部件在本文中將不再詳細地描述。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到本公開的實施例可以結(jié)合多種結(jié)構(gòu)體實施，并且本文所描述的實施例僅是本公開的示例實施例。
[0026]本文在本公開的實施例在實際的非限制性應(yīng)用(即，利用飛機機翼上的擾流板來提供DLC)的背景下描述本公開的實施例。然而，本公開的實施例不限于這樣的擾流板應(yīng)用，并且本文所描述的技術(shù)還可以在其他流體動力表面應(yīng)用中使用。例如，實施例可以應(yīng)用于飛機的其他升力表面(諸如襟翼或尾翼)、飛機的控制表面(諸如副翼)、利用液體(例如，水)而非空氣的流體動力表面以及其他應(yīng)用。
[0027]在閱讀本說明后，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的，以下是本公開的示例和實施例，但不限于根據(jù)這些示例進行操作。在不違背本公開的示例性實施例的范圍的情況下，可以使用其他實施例，并且可以進行結(jié)構(gòu)變化。
[0028]更具體地參照附圖，可以在如圖1所示的飛機制造與維護方法100 (方法100)和如圖2所示的飛機200的背景下描述本公開的實施例。在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性方法100可以包括飛機200的規(guī)格與設(shè)計104以及材料采購106。在生產(chǎn)期間，進行飛機200的部件與子組件制造108以及系統(tǒng)集成110。其后，飛機200可以經(jīng)歷認證與交付112，以便使其投入使用114。在由客戶使用時，飛機200被安排進行日常的維護與維修116(其還可以包括更改、重新配置、翻新等)。
[0029]可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)執(zhí)行或?qū)嵤┓椒?00的每個過程。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成商可以包括，但不限于，任意數(shù)量的飛機制造商和主系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商；第三方可以包括，但不限于，任意數(shù)量的廠商、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商；而操作者可以是，但不限于，航空公司、租賃公司、軍事實體、服務(wù)組織等。
[0030]如圖2所示，通過示例性方法100生產(chǎn)的飛機200可以包括具有多個系統(tǒng)220的機身218和內(nèi)部222。高級系統(tǒng)220的示例包括推進系統(tǒng)224、電氣系統(tǒng)226、液壓系統(tǒng)228、環(huán)境系統(tǒng)230和用于配置直接升力控制系統(tǒng)232的系統(tǒng)中的一個或更多個。還可以包括任意數(shù)量的其它系統(tǒng)。盡管示出了航空示例，但是本公開的實施例可以應(yīng)用于其它行業(yè)。
[0031]在本文中呈現(xiàn)的設(shè)備和方法可以在生產(chǎn)與維護方法100的任意一個或更多個階段期間使用。例如，對應(yīng)于生產(chǎn)過程108的部件或子組件可以以類似于飛機200在使用中時生產(chǎn)的部件或子組件的方式被制作或制造。此外，例如通過充分加快飛機200的裝配或降低飛機200的成本，可以在生產(chǎn)階段108和110期間使用一個或更多個設(shè)備實施例、方法實施例或其組合。類似地，在飛機200投入使用中時，一個或更多個設(shè)備實施例、方法實施例或其組合可以被使用，例如但不限于維護與維修116。
[0032]政府規(guī)定會部分地要求，飛機必須在起飛、爬升、巡航、正常轉(zhuǎn)彎、降落以及著陸期間遇到升降舵控制位置失靈之后能夠繼續(xù)基本可選的功能性飛行以及著陸，而不需要特殊的駕駛技能或力量，除非失靈被證明是極其不大可能的。
[0033]本公開的實施例提供了一種直接升力控制(DLC)系統(tǒng)，其被配置為使得飛行員能夠在沒有任何升降舵和/或控制短周期俯仰控制器(短周期俯仰控制)的其他裝置(諸如升降舵)的情況下執(zhí)行進場以及著陸任務(wù)。本公開的實施例提供了一種在升降舵失靈的情況下控制裝備有電傳操縱的機翼后緣擾流板的飛機的簡單、低成本的替代裝置。擾流板被對稱地命令為經(jīng)由位于飛機操縱桿上的力傳感器(代替偏轉(zhuǎn)控制桿)直接調(diào)節(jié)飛機的空氣動力升力并且由此調(diào)節(jié)飛行路徑，因為失靈的升降舵阻止機械地連接的控制桿被偏轉(zhuǎn)。力傳感器信號被整形以確?？梢酝ㄟ^基本上極少或基本上沒有飛行訓練而進行操作的飛行員命令響應(yīng)特性。擾流板偏轉(zhuǎn)被調(diào)度使得空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保沒有不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
[0034]使用根據(jù)實施例的DLC系統(tǒng)提供了在升降舵失靈的情況下控制飛機的替代裝置，并且避免了與通常使用的包含允許飛行員充分控制飛機的足夠響應(yīng)性的安定面配平系統(tǒng)和多余的升降舵控制系統(tǒng)的其他替代方案相關(guān)聯(lián)的成本。
[0035]圖3是根據(jù)本公開的實施例的包含DLC系統(tǒng)304的控制系統(tǒng)300 (系統(tǒng)300)的示例性功能方框圖的圖示說明。系統(tǒng)300可以包含運載工具302、DLC系統(tǒng)304、致動器310和控制器312。
[0036]運載工具302可以包含，例如但不限于，包含升力表面(諸如襟翼或尾翼)、控制表面(諸如副翼)、升降舵和擾流板的飛機；利用液體(例如，水)而非空氣的流體動力表面；或能夠產(chǎn)生流體動力升力的其他運載工具。
[0037]DLC系統(tǒng)304包含DLC控制表面306 (控制表面306)和DLC控制308。DLC控制表面306可以包含，例如但不限于，襟副翼、縫翼、對稱的擾流板、對稱的副翼或其他DLC控制表面。DLC控制308可以包含，例如但不限于，控制叉(也被稱為控制桿或操縱桿)，當向左以及向右轉(zhuǎn)彎或偏轉(zhuǎn)時，中心桿或側(cè)桿(后兩者通常被稱為控制或操縱桿)通過移動副翼來控制運載工具302翻轉(zhuǎn)以及俯仰，而當向后或向前移動時移動升降舵；移動方向舵以控制偏航的方向舵踏板或其他控制裝置。
[0038]致動器310可操作為響應(yīng)于致動命令而改變DLC控制表面306的位置(例如，彎曲、偏轉(zhuǎn)、擴展、改變形狀)。電傳操縱的(FBW)系統(tǒng)可以被用來以電子界面替代運載工具302的手動飛行控制。DLC控制308的移動被轉(zhuǎn)換為由導(dǎo)線傳遞的電信號(因此得電傳操縱術(shù)語)，并且飛行控制計算機(諸如控制器312)確定如何在每個DLC控制表面306處移動致動器310以提供期望的響應(yīng)。致動命令可以由經(jīng)由飛行員/操作者的來自DLC控制308的輸入、在自動控制的情況下從控制器312的處理器模塊314到DLC控制308的預(yù)編程輸入或其組合而產(chǎn)生。
[0039]在一個實施例中，通過控制器312經(jīng)由控制機構(gòu)控制致動器310，以便基于擾流板直接升力控制調(diào)度416控制DLC控制表面306的位置，如在下文中在圖4的討論的背景下更詳細地闡述的。以此方式，DLC控制表面306移動/旋轉(zhuǎn)/擴展/偏轉(zhuǎn)，以便在升降舵失靈的情況下控制運載工具302的替代裝置。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何致動器都可以用于DLC控制表面306的致動?？梢允褂?，例如但不限于，液壓致動器、壓電式致動器、彈簧加載的機構(gòu)、逆流阻塞機構(gòu)、煙火致動器、形狀記憶合金致動器或其他致動器。
[0041]控制器312可以包含，例如但不限于，處理器模塊314、存儲器模塊316和其他模塊?？刂破?12可以被實施為，例如但不限于，飛機系統(tǒng)的一部分、集中式飛機處理器、專用于DLC系統(tǒng)304的子系統(tǒng)計算模塊或其他實施方式。
[0042]控制器312可以遠離致動器310布置，或可以被耦接至致動器310?？刂破?12被配置為控制致動器310以便根據(jù)DLC調(diào)度和/或各種工況改變DLC控制表面306的位置。工況可以包含，例如但不限于，飛行狀態(tài)或其他狀態(tài)。飛行狀態(tài)可以包含，例如但不限于，起飛、巡航、進場、著陸或其他飛行狀態(tài)。因此，工況可以包含，例如但不限于，海拔、空速、馬赫數(shù)、溫度或其他參數(shù)。
[0043]在一個實施例中，控制器312基于DLC調(diào)度(諸如擾流板DLC調(diào)度416)確定如何在每個DLC控制表面306處移動致動器310以提供期望的響應(yīng)，如在下文中在圖4的討論的背景下更詳細地闡述的。
[0044]處理器模塊314包含被配置為執(zhí)行與系統(tǒng)300的操作相關(guān)聯(lián)的功能、技術(shù)以及處理任務(wù)的處理邏輯。具體地，處理邏輯被配置為支持本文所描述的系統(tǒng)300。例如，處理器模塊314可以基于DLC調(diào)度和/或各種飛行狀態(tài)操縱致動器310以改變DLC控制表面306的位置。處理器模塊314可以響應(yīng)于經(jīng)由飛行員/操作者的來自DLC控制308的輸入或來自處理器模塊314的預(yù)編程輸入而操縱致動器310以移動至少一個DLC控制表面306。在一個實施例中，處理器模塊314基于DLC調(diào)度確定如何在每個DLC控制表面306處移動致動器310以提供期望的響應(yīng)。
[0045]處理器模塊314可以利用通用處理器、內(nèi)容尋址存儲器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列、任何合適的可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散的硬件部件或其任意組合來實施或?qū)崿F(xiàn)，其被設(shè)計為執(zhí)行在本文中所描述的功能。以此方式，處理器可以被實現(xiàn)為微處理器、控制器、微控制器、狀態(tài)機等。處理器還可以被實施為包含硬件和/或軟件的計算裝置的組合，例如，數(shù)字信號處理器與微處理器、多個微處理器、與數(shù)字信號處理器芯片或任何其他這類配置相配合的一個或更多個微處理器的組合。
[0046]存儲器模塊316可以包含數(shù)據(jù)存儲區(qū)域，其中存儲器被格式化為支持系統(tǒng)300的操作。存儲器模塊316被配置為存儲、保持以及提供支持系統(tǒng)300的功能性所需的數(shù)據(jù)。例如，存儲器模塊316可以存儲DLC調(diào)度、DLC命令、偏轉(zhuǎn)命令、飛行配置數(shù)據(jù)、整形函數(shù)、桿力、DLC調(diào)度表或其他數(shù)據(jù)。
[0047]在一些實施例中，存儲器模塊316可以包含，例如但不限于，非易失性存儲裝置(非易失性半導(dǎo)體存儲器、硬盤裝置、光盤裝置等)，隨機存取存儲裝置(例如，SRAM、DRAM)，或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)。
[0048]存儲器模塊316可以被耦接至處理器模塊314，并且被配置為存儲例如但不限于數(shù)據(jù)庫、由處理器模塊314執(zhí)行的計算機程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、在執(zhí)行程序時使用的試驗性數(shù)據(jù)或其他應(yīng)用。此外，存儲器模塊316可以代表動態(tài)地更新含有用于更新數(shù)據(jù)庫等的表的數(shù)據(jù)庫。
[0049]存儲器模塊316可以被耦接至處理器模塊314，使得處理器模塊314能夠從存儲器模塊316讀取信息，以及將信息寫入存儲器模塊316。例如，處理器模塊314可以訪問存儲器模塊316，從而訪問DLC命令、偏轉(zhuǎn)命令、整形函數(shù)、桿力、DLC調(diào)度表、飛機速度、飛行控制表面位置、迎角、馬赫數(shù)、海拔或其他數(shù)據(jù)。
[0050]作為一個示例，處理器模塊314和存儲器模塊316可以存在于各自的專用集成電路(ASIC)中。存儲器模塊316也可以被集到處理器模塊314中。在一個實施例中，存儲器模塊316可以包含用于在由處理器模塊314執(zhí)行的指令的執(zhí)行期間存儲臨時變量或其他中間信息的高速緩沖存儲器。
[0051]圖4是DLC系統(tǒng)400的圖示說明，示出了圖3所示的DLC系統(tǒng)304的細節(jié)。DLC系統(tǒng)400可以包含操縱桿402(圖3中的308)、力傳感器408、桿力信號整形函數(shù)412、擾流板DLC調(diào)度416、用作DLC控制表面306 (圖3)的被耦接至飛機422 (圖3中的302)的機翼420的多個電傳操縱的擾流板428、430、432、434、436、438、440和442(1-8)。在本文件中，擾流板和控制表面可以互換地使用。
[0052]在操作中，在升降舵失靈的情況下，可以經(jīng)由駕駛座開關(guān)接合或經(jīng)由來自處理器模塊314的命令自動地接合DLC系統(tǒng)400。操縱桿402的移動404被轉(zhuǎn)換為由導(dǎo)線傳遞的電信號，并且控制器312確定如何在每個電傳操縱的擾流板428-442(1-8)處移動致動器310 (圖3)，以便基于輸入到擾流板DLC調(diào)度416的DLC命令414提供對稱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426(期望的響應(yīng))。擾流板偏轉(zhuǎn)命令426由擾流板DLC調(diào)度416產(chǎn)生。在本文件中，對稱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令、電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令、擾流板偏轉(zhuǎn)命令和對稱的電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令可以互換地使用。類似地，在本文件中，對稱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令、電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令、控制表面偏轉(zhuǎn)命令和對稱的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令可以互換地使用。
[0053]電傳操縱的擾流板428-442 (1-8)被對稱地命令為經(jīng)由位于飛機422的操縱桿402上的力傳感器408直接調(diào)節(jié)飛機422的機翼的空氣動力升力并且由此調(diào)節(jié)飛行路徑。力傳感器408接收來自操縱桿402的桿力406，并且響應(yīng)于接收到的桿力406而產(chǎn)生力傳感器信號410。力傳感器信號410由桿力信號整形函數(shù)412(Kf412)進行整形，以提供DLC命令414。DLC命令414(直接升力命令414)大致保持經(jīng)由桿力406施加的相同的飛行動作，以便利用通過短周期俯仰控制作用的DLC系統(tǒng)400拉平飛機。由此緩解飛行訓練。
[0054]其中Kf412基于“Kf = I/最大桿拉平力”關(guān)系?；旧献畲髼U拉平力一般被用來通過到升降舵的升起俯仰姿態(tài)命令來拉平運輸類飛機，并且通常被設(shè)計為大約20至30磅。因此，該相同的力可以被用來縮放/整形DLC系統(tǒng)400，以大致保持相同的飛行動作。以此方式縮放DLC系統(tǒng)400的基本上最大的權(quán)力防止飛行員過度拉平飛機。
[0055]相比于本公開的實施例，過度拉平飛機會導(dǎo)致非最佳飛行狀態(tài)。過度控制會是響應(yīng)于其拉平控制輸入而被用來觀察飛機頭部上升的飛行員的自然趨勢，并且因此會需要訓練以阻止這種趨勢。
[0056]致動器310基于電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426 (電傳操縱的擾流板致動命令)對稱地致動電傳操縱的擾流板428-442 (1-8)，使得在沒有使用任何短周期俯仰控制(諸如升降舵)的情況下調(diào)節(jié)飛機422的機翼420的空氣動力升力。在本文件中，電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426、擾流板偏轉(zhuǎn)命令426和對稱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426可以互換地使用。
[0057]擾流板偏轉(zhuǎn)命令426可以基于DLC命令414通過擾流板DLC調(diào)度416進行調(diào)度，使得飛機422的機翼420的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
[0058]在圖4所示的實施例中，響應(yīng)于命令升力的DLC命令414，擾流板DLC調(diào)度416產(chǎn)生用于電傳操縱的擾流板428-442(1-8)中的每一個的以偏轉(zhuǎn)/擴展的度數(shù)的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426。
[0059]當DLC系統(tǒng)400被接合時，DLC命令414被設(shè)定為0，以便將電傳操縱的擾流板428-442(1-8)偏置到中立的偏轉(zhuǎn)。如在圖4的實施例中示出的，擾流板430和440 (對稱的擾流板對2和7)保持縮回在零偏轉(zhuǎn)，電傳操縱的擾流板428和442 (對稱的擾流板對I和8)均擴展到10度，并且電傳操縱的擾流板432-438 (對稱的擾流板對3和6與4和5)擴展到15度。飛行員然后能夠利用安定面配平由于中立的擾流板偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致的任何俯仰力矩。
[0060]通過從O變化到_1，DLC命令414可以命令被命令的空氣動力升力的減少。_1的DLC命令414表示被命令的空氣動力升力的基本上最大的減少(O至-1)。
[0061]如果DLC命令414是_1，那么擾流板430和440 (對稱的擾流板對2和7)不偏轉(zhuǎn)，電傳操縱的擾流板428和442 (對稱的擾流板對I和8)均擴展到24度，而電傳操縱的擾流板432-438 (對稱的擾流板對3和6與4和5)均擴展到38度。
[0062]通過從O變化到I，DLC命令414可以命令被命令的空氣動力升力的增加。I的DLC命令414表示被命令的空氣動力升力的基本上最大的增加(O至I)。
[0063]如果DLC命令414是1，那么所有電傳操縱的擾流板428-442 (1-8)都縮回到零度。
[0064]對稱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426可以與來自操縱桿402的操縱輪448的非對稱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令446求和，以便在存在DLC命令414的情況下保持操縱輪命令的不同擾流板偏轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)控制能力。
[0065]DLC系統(tǒng)400提供了一種在升降舵失靈的情況下控制裝備有電傳操縱的機翼后緣擾流板(諸如電傳操縱的擾流板428-442)的飛機422的簡單、低成本的替代裝置。DLC系統(tǒng)400避免了與通常使用的現(xiàn)有系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的成本?，F(xiàn)有系統(tǒng)包含具有允許飛行員充分控制飛機的足夠響應(yīng)性的安定面配平系統(tǒng)和多余的俯仰姿態(tài)控制系統(tǒng)。不像現(xiàn)有系統(tǒng)，DLC系統(tǒng)400提供了一種被配置為使得飛行員能夠在執(zhí)行沒有任何升降舵和/或控制短周期俯仰的其他裝置的情況下執(zhí)行進場以及著陸任務(wù)的DLC系統(tǒng)。
[0066]圖5是示例性流程圖的圖示說明，示出了根據(jù)本公開的實施例的DLC配置過程500。與過程500相配合所執(zhí)行的各種任務(wù)可以由軟件、硬件、固件、計算機可讀軟件、計算機可讀存儲介質(zhì)或其任意組合機械地執(zhí)行。應(yīng)當認識到，過程500可以包括任何數(shù)量的另外的或可替代的任務(wù)，圖5所示的任務(wù)不必以圖示的順序執(zhí)行，并且過程500可以被合并為具有沒有在本文中詳細地描述的另外功能性的更綜合的步驟或過程。
[0067]為了圖示說明的目的，過程500的以下描述會涉及以上結(jié)合圖1-4提到的元件。在實際的實施例中，過程500的某些部分可以由系統(tǒng)300和DLC系統(tǒng)400的不同元件執(zhí)行，諸如:運載工具302、DLC系統(tǒng)304、致動器310、控制器312、操縱桿402、力傳感器408、桿力信號整形函數(shù)412、擾流板DLC調(diào)度416、電傳操縱的擾流板428-442等。應(yīng)當認識到，過程500可以包括任何數(shù)量的另外的或可替代的任務(wù)，圖5所示的任務(wù)不必以圖示的順序執(zhí)行，并且過程500可以被合并為具有沒有在本文中詳細地描述的另外功能性的更綜合的步驟或過程。
[0068]過程500可以通過提供多個電傳操縱的控制表面(諸如DLC控制表面306)開始(任務(wù)502)。
[0069]過程500可以通過調(diào)度電傳操縱的控制表面的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令繼續(xù)(任務(wù)504)。
[0070]過程500可以通過基于電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)運載工具(諸如運載工具302)的流體動力升力而繼續(xù)(任務(wù)506)。短周期俯仰控制可以包含，例如但不限于，升降舵、安定面、水平尾翼、配平片或其他裝置。
[0071]過程500可以通過提供包含飛機(諸如飛機422)的運載工具302、包含電傳操縱的擾流板(諸如電傳操縱的擾流板428-442 (1-8))的電傳操縱的控制表面和包含電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令(諸如電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426)的電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令而繼續(xù)(任務(wù)508)。
[0072]過程500可以通過將電傳操縱的擾流板428-442 (1-8)耦接至機翼(諸如飛機422的機翼420)繼續(xù)(任務(wù)510)。
[0073]過程500可以通過響應(yīng)于接收到桿力(諸如來自操縱桿402的桿力406)而從位于操縱桿(諸如飛機422的操縱桿402)上的力傳感器(諸如力傳感器408)產(chǎn)生力傳感器信號(諸如力傳感器信號410)而繼續(xù)(任務(wù)512)。
[0074]過程500可以通過整形力傳感器信號410以便提供直接升力命令(諸如直接升力控制命令414)從而保持經(jīng)由桿力406而施加的相同的飛行動作以利用通過短周期俯仰控制作用的直接升力系統(tǒng)(諸如DLC系統(tǒng)304/400)拉平飛機，由此緩解飛行訓練而繼續(xù)(任務(wù) 514)。
[0075]過程500可以通過調(diào)度電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426使得飛機422的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振而繼續(xù)(任務(wù)516) ο
[0076]過程500可以通過在升降舵失靈的情況下基于電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426通過對稱地致動電傳操縱的擾流板428-442(1-8)來配置直接升力控制系統(tǒng)304/400而繼續(xù)(任務(wù)518)。
[0077]過程500可以通過在沒有使用短周期俯仰控制的情況下通過對稱地致動電傳操縱的擾流板428-442 (1-8)來執(zhí)行進場以及著陸而繼續(xù)(任務(wù)520)。
[0078]圖6是示例性流程圖的圖示說明，示出了根據(jù)本公開的實施例的用于操作包含DLC系統(tǒng)的運載工具控制系統(tǒng)的過程600。與過程600相配合執(zhí)行的各種任務(wù)可以由軟件、硬件、固件、計算機可讀軟件、計算機可讀存儲介質(zhì)或其任意組合機械地執(zhí)行。應(yīng)當認識到，過程600可以包括任何數(shù)量的另外的或可替代的任務(wù)，圖6所示的任務(wù)不必以圖示的順序執(zhí)行，并且過程600可以被合并為具有沒有在本文中詳細地描述的另外功能性的更綜合的步驟或過程。
[0079]為了圖示說明的目的，過程600的以下描述會涉及以上結(jié)合圖1-4提到的元件。在實際的實施例中，過程600的某些部分可以由系統(tǒng)300和DLC系統(tǒng)400的不同元件執(zhí)行，諸如:運載工具302、DLC系統(tǒng)304、致動器310、控制器312、操縱桿402、力傳感器408、桿力信號整形函數(shù)412、擾流板DLC調(diào)度416、電傳操縱的擾流板428-442等。應(yīng)當認識到，過程600可以包括任何數(shù)量的另外的或可替代的任務(wù)，圖6所示的任務(wù)不必以圖示的順序執(zhí)行，并且過程600可以被合并為具有沒有在本文中詳細地描述的另外功能性的更綜合的步驟或過程。
[0080]過程600可以通過在升降舵失靈的情況下激活包含電傳操縱的擾流板(諸如電傳操縱的擾流板428-442 (1-8))的直接升力控制系統(tǒng)(諸如直接升力控制系統(tǒng)304/400)而繼續(xù)(任務(wù)602)。
[0081]過程600可以通過響應(yīng)于接收到桿力(諸如來自操縱桿402的桿力406)而從位于飛機(諸如飛機422)的操縱桿(諸如操縱桿402)上的力傳感器(諸如力傳感器408)產(chǎn)生力傳感器信號(諸如力傳感器信號410)而繼續(xù)(任務(wù)604)。
[0082]過程600可以通過整形力傳感器信號410以便提供直接升力命令(諸如直接升力控制命令414)從而保持經(jīng)由桿力406而施加的基本相同的飛行動作以利用通過短周期俯仰控制作用的直接升力系統(tǒng)拉平飛機，由此緩解飛行訓練而繼續(xù)(任務(wù)606)。
[0083]過程600可以通過基于直接升力控制命令414提供電傳操縱的擾流板直接升力控制調(diào)度(諸如電傳操縱的擾流板直接升力控制調(diào)度416)而繼續(xù)(任務(wù)608)。
[0084]過程600可以通過基于直接升力控制命令414調(diào)度電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令(諸如電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426)，使得飛機的空氣動力升力的變化被充分最大化并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振而繼續(xù)(任務(wù)610)。
[0085]過程600可以通過產(chǎn)生電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426而繼續(xù)(任務(wù)612)。
[0086]過程600可以通過基于電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令426對稱地致動電傳操縱的擾流板428-442(1-8)來執(zhí)行進場以及著陸，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)飛機422的空氣動力升力而繼續(xù)(任務(wù)614)。
[0087]以此方式，本公開的實施例提供了一種在升降舵失靈的情況下控制裝備有電傳操縱的機翼后緣擾流板的飛機的簡單、低成本的替代裝置。不像現(xiàn)有方案，本公開的實施例提供了一種被配置為使得飛行員能夠在沒有任何升降舵和/或控制短周期俯仰的其他裝置的情況下執(zhí)行進場以及著陸任務(wù)的DLC系統(tǒng)。
[0088]雖然已經(jīng)在前面【具體實施方式】中介紹了示例實施例，但應(yīng)當理解存在大量的變化。還應(yīng)當認識到，本文所描述的一個或多個示例實施例不意在以任何方式限制主題的范圍、應(yīng)用或結(jié)構(gòu)。相反，前面【具體實施方式】將為本領(lǐng)域技術(shù)人員實施所描述的一個或多個實施例提供了便利的說明。應(yīng)當理解，在不違背權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，可對元件的功能和布置做出各種修改，其包括在提交本專利申請期間所知的等同物和可預(yù)知的等同物。
[0089]以上描述涉及“被連接”或“被耦接”在一起的元件或結(jié)點或特征。正如在本文中所使用的，除非另作其他明確說明，“被連接”是指一個元件/結(jié)點/特征被直接接合到(或直接地連通到)另一個元件/結(jié)點/特征，且不一定是機械地。同樣，除非另作明確說明，“被耦接”是指一個元件/結(jié)點/特征被直接或間接地接合到(或直接地或間接地連通到)另一個元件/結(jié)點/特征，且不一定是機械地。因此，盡管圖3-6描述了元件的示例布置，但在本公開的一個實施例中可以存在另外介入的元件、裝置、特征或部件。
[0090]在此文件中，術(shù)語“計算機程序產(chǎn)品”、“計算機可讀介質(zhì)”、“計算機可讀存儲介質(zhì)”等一般可以用于指代諸如存儲器、存儲裝置或存儲單元的介質(zhì)。這些和其他形式的計算機可讀介質(zhì)可以涉及存儲一個或更多個指令，以便由處理器模塊314使用，從而引起處理器模塊314執(zhí)行具體的操作。這類指令一般被稱為“計算機程序代碼”或“程序代碼”(其可以計算機程序的形式或其他分組形式進行分組)，當被執(zhí)行時，啟用系統(tǒng)300和DLC系統(tǒng)400。
[0091]在此文件中使用的術(shù)語和短語及其變體，除非另作明確說明，應(yīng)當被理解為開放式的而不是限制的表達。正如前文的示例:術(shù)語“包括”應(yīng)當被解讀為“包括，但不局限于”或相似的意義；術(shù)語“示例”被用來提供討論中項目的示例性實例，不是其詳盡的或限制性的列表；以及諸如“常規(guī)的”、“傳統(tǒng)的”、“正常的”、“標準的”、“已知的”和相似意義的形容詞，不應(yīng)被理解為限制到特定時間段被描述的項目或截至特定時間可用的項目，反而應(yīng)被解讀為包括現(xiàn)在或者將來任意時刻可用的或已知的常規(guī)的、傳統(tǒng)的、正常的或標準的技術(shù)。
[0092]同樣，與連接詞“和”連接的一組項目不應(yīng)被解讀為需要這些項目中的每一項都存在于組中，反而應(yīng)被解讀為“和/或”，除非另作其他明確說明。類似地，與連接詞“或”連接的一組項目不應(yīng)被解讀為需要在組中相互排斥，反而應(yīng)被理解為“和/或”，除非另作其他明確說明。此外，盡管本公開的項目、元件或部件可以以單數(shù)形式被說明或被要求保護，但是復(fù)數(shù)形式也被考慮到其范圍內(nèi)，除非明確說明對單數(shù)的限制。
[0093]諸如“一個或更多個”、“至少”、“但不限于”或其它相似的短語等的加寬詞匯或短語的出現(xiàn)，不應(yīng)被解讀為意味著在沒有這樣的加寬短語出現(xiàn)的實施例中較狹義的示例是有意的或必須的。當指代數(shù)值或范圍時，術(shù)語“大約”意圖包括由于可能在進行測量時引起的實驗誤差而導(dǎo)致的值。
[0094]正如在本文中所使用的，除非另作其他明確說明，“可操作的”是指能夠被使用、適合或準備用或運行、可用于具體目的，以及能夠執(zhí)行本文中所描述的列舉的或期望的功能。與系統(tǒng)和裝置有關(guān)的術(shù)語“可操作的”是指系統(tǒng)和/或裝置是完全可用的和已校準的，包含用于和滿足應(yīng)用操作條件的元件以當系統(tǒng)和/或裝置被激活時執(zhí)行列舉的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種運載工具的直接升力控制系統(tǒng)，其包含: 多個電傳操縱的控制表面； 控制表面直接升力控制調(diào)度，其可操作為產(chǎn)生多個電傳操縱的控制偏轉(zhuǎn)命令；和致動器，其可操作為基于所述電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動所述電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)所述運載工具的流體動力升力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述運載工具包含飛機，所述電傳操縱的控制表面包含電傳操縱的擾流板，所述電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令包含電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，并且所述控制表面直接升力控制調(diào)度包含電傳操縱的擾流板直接升力控制調(diào)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電傳操縱的擾流板被耦接至所述飛機的機翼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電傳操縱的擾流板可操作為致動使得在升降舵失靈的情況下配置所述直接升力控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電傳操縱的擾流板被致動使得在沒有所述短周期俯仰控制的情況下執(zhí)行進場以及著陸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述短周期俯仰控制包含選自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的組中的至少一個控制表面。
7.一種用于配置運載工具的直接升力控制系統(tǒng)的方法，其包含: 提供多個電傳操縱的控制表面； 調(diào)度所述電傳操縱的控制表面的多個電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令；以及基于所述電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令對稱地致動所述電傳操縱的控制表面，使得在沒有使用短周期俯仰控制的情況下調(diào)節(jié)所述運載工具的流體動力升力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其還包含提供:包含飛機的所述運載工具、包含多個電傳操縱的擾流板的所述電傳操縱的控制表面和包含多個電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令的所述電傳操縱的控制表面偏轉(zhuǎn)命令。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包含，將所述電傳操縱的擾流板耦接至所述飛機的機翼。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包含: 響應(yīng)于接收到來自操縱桿的桿力，從位于所述飛機的所述操縱桿上的力傳感器產(chǎn)生力傳感器信號；以及 整形所述力傳感器信號，以便提供直接升力命令，從而保持經(jīng)由所述桿力而施加的基本相同的飛行動作，以利用通過所述短周期俯仰控制作用的所述直接升力系統(tǒng)來拉平，由此緩解飛行訓練。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包含，調(diào)度所述電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令，使得所述飛機的空氣動力升力的變化被充分最大化，并且確保不產(chǎn)生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，在升降舵失靈的情況下基于所述電傳操縱的擾流板偏轉(zhuǎn)命令通過對稱地致動所述電傳操縱的擾流板來配置所述直接升力控制系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包含，在沒有使用所述短周期俯仰控制的情況下，通過對稱地致動所述電傳操縱的擾流板來執(zhí)行進場以及著陸。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述短周期俯仰控制包含選自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的組中的至少一個控制表面。
【文檔編號】B64C13/04GK104303124SQ201380020334
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】H·L·博弗里爾 申請人:波音公司