本申請(qǐng)要求2016年6月30日提交的法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第FR 15 01375號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文。

本發(fā)明涉及借助至少兩個(gè)飛行控制構(gòu)件來(lái)駕駛諸如飛機(jī)或旋翼飛行器之類(lèi)飛行器的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

因此，下面在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“控制構(gòu)件”用于涵蓋如下任何控制裝置，該控制裝置適合于不管是在駕駛艙中還是在駕駛員未登上飛行器時(shí)在飛行器的外部、由駕駛員或自動(dòng)地移動(dòng)。因此，這些控制構(gòu)件可呈各種形式，并且具體地說(shuō)它們可呈聯(lián)動(dòng)桿、控制桿、操縱桿的形式或者實(shí)際上呈踏板的形式。

這些控制構(gòu)件再使得空氣動(dòng)力學(xué)裝置能相對(duì)于飛行器機(jī)身上的入射空氣流運(yùn)動(dòng)。在飛機(jī)中，此類(lèi)空氣動(dòng)力學(xué)裝置則可由襟翼、副翼或風(fēng)擾流板或?qū)嶋H上由方向舵或升降舵構(gòu)成。

對(duì)于旋翼飛行器，此種空氣動(dòng)力學(xué)裝置可對(duì)應(yīng)于主旋翼的槳葉的總距角或周期槳距角，或者例如對(duì)應(yīng)于尤其是尾部旋翼的槳葉的總距角。

更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種控制飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的方法、相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)以及設(shè)有該控制系統(tǒng)的飛行器。

一般而言，由兩個(gè)飛行員駕駛的飛行器具有傳統(tǒng)的飛行控制構(gòu)件，這些飛行控制構(gòu)件機(jī)械地聯(lián)接在一起并且個(gè)別地或同時(shí)地用于使得機(jī)械連接件運(yùn)動(dòng)，從而使得空氣動(dòng)力學(xué)裝置的定位能相對(duì)于入射空氣流改變。

然而，還存在電氣飛行控制構(gòu)件，這些電氣飛行控制構(gòu)件由飛行員手動(dòng)地致動(dòng)并且也用于產(chǎn)生控制信號(hào)，這些控制信號(hào)呈代表每個(gè)控制構(gòu)件的位置的電氣信號(hào)的形式。

此外，隨著電氣飛行控制構(gòu)件的出現(xiàn)，不再需要將兩個(gè)控制構(gòu)件聯(lián)接在一起以使得每個(gè)飛行員能同時(shí)地或者交替地手動(dòng)駕駛飛行器。具體地說(shuō)，此種機(jī)械聯(lián)接對(duì)于操縱桿是沒(méi)有用的，這些操縱桿確切地用于在利用這些控制構(gòu)件的極小運(yùn)動(dòng)的同時(shí)控制俯仰和橫搖中的飛行器。省略此種機(jī)械聯(lián)接是有利的，因?yàn)檫@使得飛行器的此種雙飛行員類(lèi)型的駕駛艙的人機(jī)工程學(xué)得以改進(jìn)。

因此，并且具體地在文獻(xiàn)WO 2014/199212中所描述的那樣，已知使用電氣飛行控制構(gòu)件(“電傳操縱飛行(fly-by-wire)”)，這些電氣飛行控制構(gòu)件并不機(jī)械地聯(lián)接在一起。然而，在這些情形下，默認(rèn)雙重操作模式以控制將由兩個(gè)控制構(gòu)件同時(shí)產(chǎn)生的控制信號(hào)代數(shù)加和的邏輯，在該雙重操作模式中，每個(gè)控制構(gòu)件均能控制空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

因此，如果兩個(gè)控制構(gòu)件沿相反方向運(yùn)動(dòng)，則所產(chǎn)生的控制設(shè)定點(diǎn)會(huì)是零。此種零控制設(shè)定點(diǎn)則不會(huì)導(dǎo)致飛行器的路徑中發(fā)生任何改變，而當(dāng)駕駛須對(duì)控制信號(hào)做出快速反應(yīng)的某些飛行器時(shí)會(huì)是危險(xiǎn)的。例如，在旋翼飛行器中，需要默認(rèn)兩個(gè)飛行員中有一個(gè)能快速地行動(dòng)以校正路徑。因此，該駕駛員須具有全控制權(quán)限，以使得空氣動(dòng)力學(xué)裝置能在全行程幅度上運(yùn)動(dòng)。

此外，文獻(xiàn)WO 2014/199212實(shí)際上描述了一種操作模式，其中，控制構(gòu)件之一能具有高于第二控制構(gòu)件的優(yōu)先權(quán)。在這些情形下，優(yōu)先權(quán)按鈕使得能將優(yōu)先權(quán)給至由兩個(gè)控制構(gòu)件中的一個(gè)發(fā)出的兩個(gè)控制設(shè)定點(diǎn)中的僅僅一個(gè)設(shè)定點(diǎn)。

然而，在這些情形下，保存將控制設(shè)定點(diǎn)代數(shù)加和的邏輯。因此，具有高于第二構(gòu)件的優(yōu)先權(quán)的控制構(gòu)件并不在飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置上具有全權(quán)限。換言之，即使該優(yōu)先權(quán)按鈕使得兩個(gè)控制構(gòu)件的一個(gè)失效，但該優(yōu)先權(quán)按鈕仍無(wú)法使得優(yōu)先權(quán)控制構(gòu)件能在全行程幅度上控制飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

此外，文獻(xiàn)EP 2 857 312和US 5 404 305描述了使得飛行器能由兩個(gè)飛行員駕駛的控制系統(tǒng)的一般原理，每個(gè)飛行員操作相應(yīng)的控制構(gòu)件。

然而，那兩個(gè)文獻(xiàn)僅僅涉及“訓(xùn)練”模式，該模式對(duì)應(yīng)于包含將來(lái)自?xún)蓚€(gè)控制構(gòu)件的控制設(shè)定點(diǎn)加和的控制邏輯，例如在文獻(xiàn)WO 2014/199212中描述的那樣。

最后，例如由文獻(xiàn)US 2012/053735和EP 2 518 578所描述的那樣，控制系統(tǒng)也是已知的，其中當(dāng)啟用飛行器的自動(dòng)駕駛時(shí)，單個(gè)飛行器的駕駛員能接管對(duì)飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制。在這些情形下，飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置能通過(guò)自動(dòng)駕駛來(lái)駕駛或者由兩個(gè)駕駛員采用例如在文獻(xiàn)WO 2014/199212中描述的加和邏輯來(lái)操作兩個(gè)控制構(gòu)件來(lái)駕駛。

然而，在這些情形下，所描述的方法和系統(tǒng)并不涉及將由諸如飛行器的飛行員之類(lèi)的相關(guān)人員所移動(dòng)的兩個(gè)控制構(gòu)件，每個(gè)飛行員均具有對(duì)于飛行器的控制表面的排他控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明試圖提出一種能克服上述限制的控制方法、控制系統(tǒng)以及飛行器。因此，本發(fā)明的目的在默認(rèn)情況下是確保在雙重操作模式中，其中一個(gè)駕駛員對(duì)于飛行器具有排他控制，以使得在進(jìn)行緊急路徑校正的事件中該駕駛員能手動(dòng)地駕駛飛行器的路徑并由此具有全控制權(quán)限。

因此，本發(fā)明提供一種用于控制飛行器的動(dòng)氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制方法，該控制方法使得飛行控制件機(jī)械地脫開(kāi)來(lái)使飛行器能由至少兩個(gè)飛行員所駕駛。該飛行器具有至少兩個(gè)用于由至少兩位飛行員中相應(yīng)一位操作的控制構(gòu)件，且每個(gè)控制構(gòu)件使得能夠產(chǎn)生控制信號(hào)以致使該空氣動(dòng)力學(xué)裝置相對(duì)于入射空氣流運(yùn)動(dòng)。

此外，該控制方法使用稱(chēng)為“操作”邏輯的飛行邏輯，該操作邏輯包括雙重操作模式，其中，每個(gè)控制構(gòu)件均能控制空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

該方法的特點(diǎn)首先在于在雙重操作模式中，至少兩個(gè)控制構(gòu)件中稱(chēng)為“經(jīng)啟用”構(gòu)件的僅僅一個(gè)構(gòu)件在空氣動(dòng)力學(xué)裝置的全行程幅度上具有排他控制，而稱(chēng)為“經(jīng)停用”構(gòu)件的另一控制構(gòu)件則暫時(shí)不在該空氣動(dòng)力學(xué)裝置上起作用，且該方法的特點(diǎn)其次在于，在該雙重操作模式中，可手動(dòng)地啟用該經(jīng)停用構(gòu)件，由此自動(dòng)地停用該經(jīng)啟用構(gòu)件，且將一開(kāi)始經(jīng)停用構(gòu)件重新啟用以在空氣動(dòng)力學(xué)裝置的全行程幅度上控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

換言之，且在第一實(shí)施方式中，在雙重操作模式中采用控制方法，無(wú)法使得兩個(gè)飛行員能同時(shí)地駕駛該飛行器。相反，每個(gè)飛行員能交替地并且排他性地以對(duì)應(yīng)于每個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)裝置的全行程幅度的全權(quán)限來(lái)控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

術(shù)語(yǔ)“交替地”用于意指主飛行員能通過(guò)啟用控制構(gòu)件來(lái)接管控制，并且一旦啟用該控制構(gòu)件，副飛行員的控制構(gòu)件就同時(shí)變?yōu)榻?jīng)停用的控制構(gòu)件。因此，且除了上述的具體情況，副飛行員則能類(lèi)似地接管控制，且副飛行員的控制構(gòu)件變?yōu)榻?jīng)啟用構(gòu)件而同時(shí)主飛行員的控制構(gòu)件則變?yōu)榻?jīng)停用構(gòu)件。

因此，此種用于控制構(gòu)件兩者的全授權(quán)排他性與通常用在飛行器控制方法中的、對(duì)來(lái)自控制構(gòu)件的授權(quán)的加和的不同之處在于，使用機(jī)械地解耦的兩個(gè)控制構(gòu)件來(lái)執(zhí)行駕駛。

此外，應(yīng)觀察到的是，需要至少兩個(gè)控制構(gòu)件來(lái)由至少兩位飛行員的相應(yīng)一位所操作的本發(fā)明方法確切地說(shuō)排除飛行器的自動(dòng)駕駛型裝置。換言之，此種自動(dòng)駕駛型裝置并不構(gòu)成用于由諸如飛行器飛行員之類(lèi)人員手動(dòng)地操作的控制構(gòu)件。

此外，為了了解哪位飛行員具有經(jīng)啟用的控制構(gòu)件，該控制方法可產(chǎn)生適合于輸送視覺(jué)和/或可聽(tīng)信息的感覺(jué)信息信號(hào)。因此，這些感覺(jué)信號(hào)可包括屏幕上的視覺(jué)指示、專(zhuān)用指示燈、可聽(tīng)警報(bào)或者實(shí)際上是明確的語(yǔ)音信息，以告知飛行員哪個(gè)是經(jīng)啟用的控制構(gòu)件。

此外并且較佳地如上所述，一旦一位飛行員啟用一開(kāi)始經(jīng)停用的控制構(gòu)件，就自動(dòng)地停用另一個(gè)一開(kāi)始經(jīng)啟用的控制構(gòu)件。此外，如下文所描述地，對(duì)經(jīng)停用構(gòu)件的此種手動(dòng)啟用在不同的實(shí)施方式中能以各種方式來(lái)執(zhí)行。

因此，在第一實(shí)施方式中，經(jīng)停用構(gòu)件可由負(fù)責(zé)該經(jīng)停用按鈕的飛行員按壓?jiǎn)⒂冒粹o而手動(dòng)地啟用。

當(dāng)然并且借助示例，此種啟用按鈕可直接設(shè)置在一開(kāi)始經(jīng)停用的控制構(gòu)件上。然后，能容易地例如由飛行員使用拇指或食指來(lái)在該啟用按鈕上進(jìn)行按壓。

在第二實(shí)施方式中，經(jīng)停用構(gòu)件可由負(fù)責(zé)該經(jīng)停用按鈕的飛行員移動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件而手動(dòng)地啟用。

在這些情形下，可通過(guò)使得一開(kāi)始經(jīng)停用的控制構(gòu)件相對(duì)于其支承件或者更一般地相對(duì)于飛行器的結(jié)構(gòu)移動(dòng)來(lái)自動(dòng)地和直接地執(zhí)行該手動(dòng)啟用。

在第三實(shí)施方式中，經(jīng)停用構(gòu)件可由負(fù)責(zé)該經(jīng)停用構(gòu)件的飛行員以?xún)煞N不同的方式手動(dòng)地啟用?？梢愿鶕?jù)第一實(shí)施方式通過(guò)在啟用按鈕上進(jìn)行按壓、或者根據(jù)第二實(shí)施例方式通過(guò)移動(dòng)經(jīng)停用構(gòu)件來(lái)手動(dòng)地啟用該經(jīng)停用構(gòu)件。

因此，負(fù)責(zé)該經(jīng)停用構(gòu)件的飛行員能選擇用于使得飛行員能手動(dòng)地啟用該經(jīng)停用構(gòu)件的裝置。

實(shí)踐中，該經(jīng)停用構(gòu)件可由保持力而保持就位。經(jīng)停用構(gòu)件上的該保持力則提供能立即察覺(jué)的感覺(jué)信號(hào)，以使得使用該構(gòu)件的飛行員能識(shí)別該構(gòu)件處于經(jīng)停用狀態(tài)中。

有利的是，該經(jīng)停用構(gòu)件可在稱(chēng)為“中性”位置的中心位置中保持就位，該中心位置對(duì)應(yīng)于該經(jīng)停用構(gòu)件在被啟用時(shí)的全運(yùn)動(dòng)行程的中部。

換言之，當(dāng)控制構(gòu)件被停用時(shí)，該控制構(gòu)件可在保持在中性位置之前回復(fù)至該中性位置。為了將該控制構(gòu)件布置在該中性位置中，可設(shè)想各種方案。

在第一方案中，飛行員可在控制構(gòu)件上施加朝向該中性位置的手動(dòng)力。在這些情形下，該控制構(gòu)件可具有無(wú)源型，以使得該控制構(gòu)件并非伺服受控地就位。

在第二方案中，該控制構(gòu)件可借助用于被動(dòng)型控制構(gòu)件的彈性回復(fù)裝置或者借助用于主動(dòng)型控制構(gòu)件的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置自動(dòng)地回復(fù)至中性位置，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置使得該控制裝置由該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置伺服受控地就位。

此外，此種用于將經(jīng)停用構(gòu)件保持就位的力可以可選地適合于由飛行員手動(dòng)地克服。這產(chǎn)生兩種相互不同的實(shí)施方式。

因此，在第一變型中，保持力可大于閾值并且可用于防止經(jīng)停用構(gòu)件由飛行器的飛行員的任何手動(dòng)啟用。

這樣，經(jīng)停用構(gòu)件永久地保持就位，并且飛行員無(wú)法手動(dòng)地致動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件，除非事先例如借助包含使用啟用按鈕的手動(dòng)啟用來(lái)啟用該構(gòu)件。

在第二變型中，保持力可小于閾值并且可適合于由飛行器的飛行員所克服，以手動(dòng)地致動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件。

因此，該經(jīng)停用構(gòu)件以臨時(shí)的方式保持就位。在這些情形下，飛行員能直接手動(dòng)地致動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件，而無(wú)需實(shí)現(xiàn)啟用該經(jīng)停用構(gòu)件。

在這些情形下，克服該經(jīng)停用構(gòu)件的保持力能致使該經(jīng)停用構(gòu)件被手動(dòng)地啟用。

此外，一旦試圖接管飛行器的控制的飛行員已克服鎖定力，則經(jīng)停用構(gòu)件的此種手動(dòng)啟用由此是自動(dòng)且直觀的。

有利的是，重新啟用但一開(kāi)始經(jīng)停用的構(gòu)件的每次新的手動(dòng)啟用會(huì)導(dǎo)致至少在預(yù)定持續(xù)期間內(nèi)抑制重新停用但一開(kāi)始經(jīng)啟用的構(gòu)件的再啟用。

換言之，此種抑制可自動(dòng)地并且臨時(shí)地禁止重新停用的控制構(gòu)件的立即再啟用。因此，此種再啟用的抑制可使得控制方法的雙重控制模式的操作更安全。

實(shí)踐中，飛行器的其中一位飛行員可借助僅僅能由該飛行員操作的第一選擇器元件、選擇至少在預(yù)定持續(xù)期間內(nèi)抑制重新停用但一開(kāi)始經(jīng)啟用構(gòu)件的再啟用。

在這些情形下，負(fù)責(zé)致動(dòng)該第一選擇性元件的飛行員能選擇抑制剛剛已停用構(gòu)件的立即再啟用。因此，當(dāng)選擇再啟用的此種抑制時(shí)，負(fù)責(zé)已重新停用的一開(kāi)始經(jīng)啟用控制構(gòu)件的飛行員可能不得不在能夠再啟用該飛行員的控制構(gòu)件之前等待預(yù)定持續(xù)期間。實(shí)踐中，如果該持續(xù)期間自動(dòng)地到期，則該預(yù)定持續(xù)期間可位于一秒至三秒的范圍內(nèi)，或者該持續(xù)期間可以是在飛行員執(zhí)行立即再啟用的抑制開(kāi)始之時(shí)中止。

此外，可使用單個(gè)裝置同時(shí)執(zhí)行經(jīng)停用構(gòu)件的手動(dòng)啟用以及立即再啟用的抑制。

換言之，立即再啟用的抑制可與啟用經(jīng)停用構(gòu)件一起執(zhí)行。因此，該單個(gè)裝置可包括啟用按鈕或者更直接地包括控制構(gòu)件的主動(dòng)手動(dòng)偏轉(zhuǎn)，該控制構(gòu)件一開(kāi)始由于停用而保持就位。

此外，當(dāng)對(duì)立即再啟用的抑制是生效的且能通過(guò)按壓?jiǎn)⒂冒粹o或者通過(guò)移動(dòng)經(jīng)停用構(gòu)件來(lái)執(zhí)行對(duì)該經(jīng)停用構(gòu)件的手動(dòng)啟用時(shí)，則可設(shè)想僅僅在經(jīng)停用構(gòu)件通過(guò)移動(dòng)而手動(dòng)地激活的情況下，施加對(duì)立即再啟用的抑制。

在這些情形下，重新停用的構(gòu)件能僅僅通過(guò)在啟用按鈕上進(jìn)行按壓來(lái)手動(dòng)地啟用，這則可以防止對(duì)該重新停用構(gòu)件的立即再啟用的抑制，并且因此使得該重新停用構(gòu)件能立即再啟用。

有利的是，操作邏輯可包括至少單個(gè)駕駛員操作模式，其中：

僅僅至少兩個(gè)控制構(gòu)件中稱(chēng)為“經(jīng)啟用”構(gòu)件的一個(gè)控制構(gòu)件使得空氣動(dòng)力學(xué)裝置能排他性地并且在全行程幅度上受控，而稱(chēng)為“經(jīng)停用”構(gòu)件的另一控制構(gòu)件則在該空氣動(dòng)力學(xué)裝置上不起作用；以及

該經(jīng)啟用構(gòu)件總是保持啟用，而該經(jīng)停用構(gòu)件總是保持停用。

這樣，該方法還包括單飛行員操作模式，其中，無(wú)法使得具有經(jīng)停用控制構(gòu)件的飛行員接管飛行器的控制。僅僅具有經(jīng)啟用控制構(gòu)件的飛行員才能接管控制，該經(jīng)啟用控制構(gòu)件能產(chǎn)生用于控制飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的信號(hào)。

該方法的操作邏輯也可使得由飛行員(或多個(gè))選擇的操作模式能在飛行器的任何任務(wù)之前選定，并且該操作模式可隨后在某些條件下的飛行中改變。

實(shí)踐中，操作邏輯由此包括雙重操作模式并且可包括兩個(gè)單飛行員操作模式，該兩個(gè)單飛行員操作模式對(duì)應(yīng)于左側(cè)單飛行員模式和右側(cè)單飛行員模式，在該左側(cè)單飛行員模式中，經(jīng)啟用構(gòu)件是設(shè)置在飛行器的駕駛艙的左側(cè)上的構(gòu)件，而在該右側(cè)單飛行員模式中，經(jīng)啟用構(gòu)件是設(shè)置在飛行器的駕駛艙的右側(cè)上的構(gòu)件。該飛行器再可包括開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)使得能手動(dòng)地選擇兩個(gè)單飛行員操作模式的一個(gè)或另一個(gè)。此外，在這些情形下，經(jīng)停用構(gòu)件在雙重操作模式中的手動(dòng)啟用通過(guò)不同于開(kāi)關(guān)的另一裝置來(lái)執(zhí)行，該裝置使得能選擇該操作邏輯的單駕駛員操作模式。

換言之，該操作邏輯可使得飛行員之一能通過(guò)啟用飛行器的左側(cè)控制構(gòu)件或右側(cè)控制構(gòu)件來(lái)接管對(duì)飛行器的控制。對(duì)于將要啟用哪個(gè)控制構(gòu)件的此種選擇可由駕駛員在飛行器的任務(wù)之前執(zhí)行，并且在某些條件下能可選地在飛行中改變。

此外，此種使得能夠選擇兩個(gè)單飛行員操作模式的一個(gè)或另一個(gè)的開(kāi)關(guān)在任何情形下都能手動(dòng)地啟用與雙重操作模式相關(guān)的經(jīng)停用構(gòu)件，這借助啟用按鈕或者直接地借助使得該經(jīng)停用構(gòu)件移動(dòng)或傾斜來(lái)進(jìn)行。

有利地是，該開(kāi)關(guān)可使得能選擇雙重操作模式。

這樣，采用僅僅一個(gè)開(kāi)關(guān)的情形下，飛行員(或多位飛行員)能決定是否將駕駛權(quán)利給予飛行器的各個(gè)飛行員。此種開(kāi)關(guān)則可以包括具有三個(gè)穩(wěn)定位置的開(kāi)關(guān)，具體地是諸如旋鈕之類(lèi)的開(kāi)關(guān)，例如具有對(duì)應(yīng)于左側(cè)單飛行員操作模式的第一位置、對(duì)應(yīng)于雙操作模式的中心第二位置以及對(duì)應(yīng)于右側(cè)單飛行員操作模式的第三位置。

有利的是，該控制方法可包括稱(chēng)為“訓(xùn)練”邏輯的其它邏輯，該訓(xùn)練邏輯在由第二選擇器元件啟用時(shí)停用操作邏輯。在訓(xùn)練邏輯中，至少兩個(gè)控制構(gòu)件則能同時(shí)地啟用，以通過(guò)將這兩個(gè)控制構(gòu)件的控制引擎加和來(lái)控制整個(gè)行程幅度。

在這些情形下，并且在第二實(shí)施方式中，在同時(shí)啟用的飛行器兩個(gè)控制構(gòu)件之間不再存在排他性。每個(gè)控制構(gòu)件均能同時(shí)地用于將控制信號(hào)提供給控制系統(tǒng)。然后，該控制系統(tǒng)根據(jù)加和控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制設(shè)定點(diǎn)，這些控制信號(hào)代表至少兩個(gè)控制構(gòu)件的當(dāng)前位置。

因此，本發(fā)明還提供一種用于控制飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有機(jī)械地解耦地飛行控制件以使得該飛行器能由至少兩個(gè)飛行員所駕駛，且該控制系統(tǒng)包括至少兩個(gè)控制構(gòu)件，該至少兩個(gè)控制構(gòu)件由至少兩個(gè)飛行員的相應(yīng)一個(gè)所操縱并且各自使得能夠產(chǎn)生控制信號(hào)。然后，控制信號(hào)發(fā)送至控制系統(tǒng)的處理器單元，以產(chǎn)生針對(duì)至少一個(gè)致動(dòng)器的控制設(shè)定點(diǎn)，該至少一個(gè)控制器使得該空氣動(dòng)力學(xué)裝置相對(duì)于入射空氣流運(yùn)動(dòng)。

此種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)在于其執(zhí)行上文規(guī)定的控制方法。

換言之，此種控制系統(tǒng)可包括諸如計(jì)算機(jī)之類(lèi)的至少一個(gè)處理器單元，以根據(jù)由至少兩個(gè)控制構(gòu)件產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生針對(duì)該飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制設(shè)定點(diǎn)。

此外，當(dāng)使用操作邏輯和雙操作模式時(shí)，此種處理器也可交替地啟用和停用各個(gè)控制構(gòu)件。

最后，本發(fā)明還提供一種具有機(jī)械地解耦地飛行控制件的飛行器，該飛行器包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于控制空氣動(dòng)力學(xué)裝置并使得飛行器能夠被駕駛。此外，此種控制系統(tǒng)包括至少兩個(gè)控制構(gòu)件，各個(gè)控制構(gòu)件用于產(chǎn)生控制信號(hào)。如上所述，這些控制信號(hào)然后發(fā)送至控制系統(tǒng)的處理器單元，以產(chǎn)生針對(duì)至少一個(gè)致動(dòng)器的控制設(shè)定點(diǎn)，該至少一個(gè)控制器用于使得該空氣動(dòng)力學(xué)裝置相對(duì)于入射空氣流運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)上述控制系統(tǒng)來(lái)選擇此種飛行器的控制系統(tǒng)。

因此，此種飛行器具有用于控制飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有至少兩個(gè)控制構(gòu)件和處理器單元，該至少兩個(gè)控制構(gòu)件用于由至少兩位飛行員的相應(yīng)一個(gè)來(lái)操作，而該處理器單元執(zhí)行雙操作模式，其中，每個(gè)控制構(gòu)件均能控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置，其中：

僅僅至少兩個(gè)控制構(gòu)件中稱(chēng)為“經(jīng)啟用”構(gòu)件的一個(gè)控制構(gòu)件用于排他性地在全行程幅度上控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置，而稱(chēng)為“經(jīng)停用”構(gòu)件的另一控制構(gòu)件則在該空氣動(dòng)力學(xué)裝置上暫時(shí)不起作用；以及

交替地啟用兩個(gè)控制構(gòu)件的每個(gè)控制構(gòu)件以排他性地控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

實(shí)踐中，此種飛行器可包括數(shù)據(jù)鏈路裝置，該數(shù)據(jù)鏈路裝置用于接收來(lái)自飛行器外部的附加控制構(gòu)件的至少一個(gè)控制設(shè)定點(diǎn)。因此，該附加控制構(gòu)件使得飛行器的兩個(gè)控制構(gòu)件的一個(gè)可以是遠(yuǎn)程控制件。

在這些情形下，在飛行器中可能僅有一個(gè)駕駛員進(jìn)行控制。借助示例，該附加的控制構(gòu)件則設(shè)置在地面上的引航臺(tái)中，并且該數(shù)據(jù)鏈路裝置則使得操作邏輯及其雙模式、能在地面上的引航站臺(tái)以及飛行器中飛行員正進(jìn)行控制的引航臺(tái)之間以分布方式實(shí)施。

附圖說(shuō)明

在借助非限制指示給出的對(duì)實(shí)施方式的以下描述中，將更詳細(xì)地示出本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的適合于執(zhí)行控制方法的第一和第二實(shí)施方式的飛行器的側(cè)視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的類(lèi)似地使得能夠執(zhí)行控制方法的第一和第二實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第一實(shí)施方式的邏輯圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實(shí)施方式的邏輯圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的飛行器的控制構(gòu)件的第一示例的立體圖；以及

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的飛行器的控制構(gòu)件的第二示例的立體圖。

在一幅以上附圖中示出的元件在每一幅圖中采用相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

如上所述，本發(fā)明涉及一種飛行器，該飛行器具有用于駕駛該飛行器的電氣飛行控制件(“電傳操縱飛行”)。此種飛行器也適合于使得兩個(gè)飛行員能使用兩個(gè)電氣飛行控制構(gòu)件來(lái)駕駛該飛行器，這兩個(gè)電氣飛行控制構(gòu)件并不機(jī)械地聯(lián)接在一起。

這樣并且如圖1所示，本發(fā)明涉及一種飛行器21，該飛行員在這里借助示例以旋翼飛行器的形式表示。

因此，此種旋翼飛行器21具有控制系統(tǒng)40，該控制系統(tǒng)包括處理器單元46，該處理器單元用于產(chǎn)生電氣、光學(xué)或數(shù)字控制設(shè)定點(diǎn)并且用于將這些設(shè)定點(diǎn)發(fā)送至至少一個(gè)致動(dòng)器47，該至少一個(gè)致動(dòng)器用于使得空氣動(dòng)力學(xué)裝置20相對(duì)于入射空氣流運(yùn)動(dòng)。

確切地說(shuō)，當(dāng)飛行器21是旋翼飛行器時(shí)，致動(dòng)器47由此用于改變旋翼飛行器的主旋翼49的槳葉48的總距和/或周期距。然而，本發(fā)明并不局限于用來(lái)說(shuō)明的該實(shí)施例并且本發(fā)明也可適應(yīng)于如下致動(dòng)器，該致動(dòng)器由踏板控制以改變旋翼飛行器尾部旋翼的槳葉的總距和/或周期距。

此外，在飛行器21的駕駛艙25中設(shè)有至少兩個(gè)控制構(gòu)件22、23，這兩個(gè)控制構(gòu)件能夠排他性地一個(gè)接一個(gè)啟用以駕駛該飛行器21。當(dāng)啟用時(shí)，每個(gè)控制構(gòu)件22和23均在空氣動(dòng)力學(xué)裝置20的行程幅度上具有全權(quán)限。

此外并且如圖1所示，控制構(gòu)件22和23可具體地呈操縱桿的形式，該操縱桿借助示例適合于改變飛行器21的主旋翼49的槳葉48的總距和/或周期距。

駕駛艙25還設(shè)有開(kāi)關(guān)27，以使得飛行器21的至少一個(gè)駕駛員能選擇用于操作邏輯2、12的三個(gè)操作模式3、6和7的一個(gè)。參照?qǐng)D3，接下來(lái)描述與控制方法1的第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的一個(gè)此種操作邏輯2及其各個(gè)操作模式3、6、7。之后，參照?qǐng)D4更詳細(xì)地描述該控制方法11的第二實(shí)施方式，該第二實(shí)施方式既包括操作邏輯12又包括訓(xùn)練邏輯13。

此外，第一選擇器元件28可類(lèi)似地安裝在飛行器21的駕駛艙25中，以使得飛行器21中僅有一位飛行員能至少在預(yù)定持續(xù)期間內(nèi)授權(quán)或抑制如下構(gòu)件22的再啟用，該構(gòu)件重新被停用但一開(kāi)始被啟用。

在上述第二實(shí)施方式中，飛行器21的駕駛艙25還具有第二選擇器元件27，該第二選擇器元件使得兩個(gè)駕駛員的至少一個(gè)能排他性地選擇操作邏輯12或訓(xùn)練邏輯13。

此外，該飛行器21的駕駛艙25還可設(shè)有視覺(jué)或可聽(tīng)信息裝置44，該視覺(jué)或可聽(tīng)信息裝置試圖產(chǎn)生信息并將該信息發(fā)送給飛行器21的飛行員，以使得該飛行員能了解是控制構(gòu)件22還是控制構(gòu)件23被排他性地啟用。

此外，此種飛行器21可具有數(shù)據(jù)鏈路裝置50，該數(shù)據(jù)鏈路裝置具體地用于接收來(lái)自所述飛行器21外部的附加控制構(gòu)件51的控制設(shè)定點(diǎn)。

因此，該附加的控制構(gòu)件51連接于發(fā)送構(gòu)件52，以將來(lái)自飛行器21的遠(yuǎn)程引航站的駕駛指令發(fā)送至飛行器21的控制系統(tǒng)40。因此，該附加控制構(gòu)件51使得飛行器21的兩個(gè)控制構(gòu)件22、23的一個(gè)可以是遠(yuǎn)程控制的。

因此，該附加的控制構(gòu)件51能有助于在僅有一位飛行員存在于飛行器21的駕駛艙25中時(shí)實(shí)施操作邏輯2、12以及更具體地雙操作模式3來(lái)駕駛飛行器21。

如圖2所示，本發(fā)明還涉及一種用于控制飛行器21的空氣動(dòng)力學(xué)裝置20的控制系統(tǒng)40。因此，該控制系統(tǒng)40具有至少兩個(gè)控制構(gòu)件22、23，每個(gè)控制構(gòu)件均產(chǎn)生電氣控制信號(hào)41并且將這些電氣控制信號(hào)發(fā)送給處理器單元46。

然后，此種控制系統(tǒng)40產(chǎn)生針對(duì)至少一個(gè)致動(dòng)器47的控制設(shè)定點(diǎn)42，從而可通過(guò)移動(dòng)該空氣動(dòng)力學(xué)裝置20來(lái)駕駛該飛行器21。

此外，每個(gè)控制系統(tǒng)40均包括開(kāi)關(guān)26，該開(kāi)關(guān)使得飛行器21的至少一個(gè)飛行員能選擇操作邏輯2、12的操作模式3、6或7的至少一個(gè)，如下文所描述地那樣。開(kāi)關(guān)26的中心位置對(duì)應(yīng)于雙操作模式3，開(kāi)關(guān)26的左側(cè)位置對(duì)應(yīng)于左側(cè)單飛行員操作模式6，而開(kāi)關(guān)26的右側(cè)位置對(duì)應(yīng)于右側(cè)單飛行員操作模式7。因此，開(kāi)關(guān)26將指令45給至處理器單元46，這些指令45代表由至少一位飛行員選擇的操作模式。

此外，此種控制系統(tǒng)40還可包括信息裝置44，該信息裝置產(chǎn)生適合于輸送視覺(jué)或可聽(tīng)信息的感覺(jué)信息信號(hào)。因此，這些感覺(jué)信號(hào)可包括屏幕上的視覺(jué)指示、專(zhuān)用指示燈、可聽(tīng)警報(bào)或者實(shí)際上是明確的語(yǔ)音信息，以告知駕駛員哪個(gè)是經(jīng)啟用的控制構(gòu)件。

為此，該處理器單元46然后還產(chǎn)生用于信息裝置44的感覺(jué)指令43，以使得飛行員能視覺(jué)地或者可聽(tīng)地識(shí)別經(jīng)啟用的控制構(gòu)件22或23。

如圖3和4所示，本發(fā)明還涉及一種能夠執(zhí)行各種邏輯以及各種操作模式的控制方法1、11。

因此，如圖3所示并且在第一實(shí)施方式中，該控制方法1具有操作邏輯2，該操作邏輯具體地包括雙操作模式3，在該雙操作模式中，每個(gè)控制構(gòu)件22、23均能控制飛行器21的空氣動(dòng)力學(xué)裝置20。此種操作邏輯2還可包括兩個(gè)單飛行員操作模式6、7，其中，控制構(gòu)件22、23僅有一個(gè)能在飛行器21的空氣動(dòng)力學(xué)裝置20的全行程幅度上控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置。

單飛行員操作模式6、7則能包括左側(cè)單飛行員操作模式6以及類(lèi)似地包括右側(cè)單飛行員操作模式7，在該左側(cè)單飛行員操作模式中，左側(cè)控制構(gòu)件22在對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)裝置20的控制上具有全權(quán)限，而在該右側(cè)單飛行員操作模式7中，右側(cè)控制構(gòu)件23在對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)裝置20的控制上具有全權(quán)限。

如圖3所示，該控制方法1還包括選擇步驟8，該選擇步驟使得至少一位飛行員能通過(guò)使用開(kāi)關(guān)26來(lái)手動(dòng)地選擇雙操作模式3或單飛行員操作模式6、7。

一旦已選擇了雙操作模式3，僅僅兩個(gè)控制構(gòu)件中稱(chēng)為“經(jīng)啟用”構(gòu)件22的一個(gè)構(gòu)件在空氣動(dòng)力學(xué)裝置20上以全權(quán)限具有排他性控制，而稱(chēng)為“經(jīng)停用”構(gòu)件23的另一控制構(gòu)件則臨時(shí)在該空氣動(dòng)力學(xué)裝置20上不起作用。

此外，在該雙操作模式3中，當(dāng)檢測(cè)到經(jīng)停用構(gòu)件23的手動(dòng)啟用9時(shí)，然后將該啟用發(fā)送給處理器單元46并且控制方法1能自動(dòng)地致使該經(jīng)啟用構(gòu)件22被停用，而一開(kāi)始經(jīng)停用的控制構(gòu)件23被重新啟用以使用致動(dòng)器47來(lái)在全行程幅度上控制該空氣動(dòng)力學(xué)裝置20。

此外，在該雙操作模式3中，該處理器單元46可至少在預(yù)定持續(xù)期間內(nèi)對(duì)于如下構(gòu)件22進(jìn)行再啟用抑制5，該構(gòu)件一開(kāi)始啟用但已重新停用。

因此，這樣進(jìn)行的再啟用抑制5可暫時(shí)抑制重新停用的控制構(gòu)件的立即再啟用。

如圖4所示并且在第二實(shí)施方式中，控制方法11可不僅包括等同于參照?qǐng)D3所描述的操作邏輯2的操作邏輯12，而且包括能排他性地啟用的附加訓(xùn)練邏輯13。也就是說(shuō)，當(dāng)啟用訓(xùn)練邏輯13時(shí)，這會(huì)抑制操作邏輯12。

不同于操作邏輯12，此種訓(xùn)練邏輯13使得能同時(shí)地啟用兩個(gè)控制構(gòu)件并且使得能針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)裝置20產(chǎn)生控制設(shè)定點(diǎn)，該控制設(shè)定點(diǎn)基于來(lái)自控制構(gòu)件22、23的每個(gè)的控制信號(hào)41的加和。

此外，該控制方法11還包括選擇步驟14，該選擇步驟不同于參照?qǐng)D3所描述的選擇步驟8，而用以選擇操作邏輯2的操作模式。此種選擇步驟13則包括排他性地選擇操作邏輯12或訓(xùn)練邏輯13。

如圖5所示，在第一實(shí)施方式中，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法1、11的飛行器21具有經(jīng)啟用構(gòu)件22和經(jīng)停用構(gòu)件23，該經(jīng)啟用構(gòu)件用于排他性地控制飛行器21的空氣動(dòng)力學(xué)裝置20，而該經(jīng)停用構(gòu)件23在該空氣動(dòng)力學(xué)裝置上不起作用。如圖所示，控制構(gòu)件22、23呈操縱桿的形式，并且在第一實(shí)施方式中，這些控制構(gòu)件可包括相應(yīng)的啟用按鈕24以使得飛行器21的每位飛行員均能產(chǎn)生如圖3所示的手動(dòng)啟用9。

如圖6所示，在第二實(shí)施例中，經(jīng)停用構(gòu)件33可僅僅依靠使得可動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于固定于飛行器結(jié)構(gòu)的支承件偏轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)而如前所述直接地產(chǎn)生手動(dòng)啟用9。

此外，該經(jīng)停用構(gòu)件33可由保持力10保持就位，該保持力用于將該停用構(gòu)件保持在中性位置34中。

因此，雙操作模式3能產(chǎn)生保持力10，該保持力用于將經(jīng)停用構(gòu)件33保持就位。該保持力10將觸覺(jué)信息直接提供給飛行員，以告知該飛行員該控制構(gòu)件被停用。

此外，為了對(duì)經(jīng)停用構(gòu)件33進(jìn)行手動(dòng)啟用9，飛行員由此能手動(dòng)地作用在設(shè)置于中性位置34中的經(jīng)停用構(gòu)件33上。

在第一變型中，該保持力10可大于閾值，以防止飛行員手動(dòng)地致動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件33。替代地并且在第二變型中，保持力10可小于閾值，以使得飛行員能克服該保持力并致動(dòng)該經(jīng)停用構(gòu)件33。

此外，當(dāng)停用控制構(gòu)件時(shí)，在例如對(duì)應(yīng)于被動(dòng)控制構(gòu)件的第一方案中，可通過(guò)飛行員手動(dòng)地或者通過(guò)彈性回復(fù)裝置自動(dòng)地使得該控制構(gòu)件回復(fù)至中性位置34。此外，在例如對(duì)應(yīng)于主動(dòng)控制構(gòu)件的第二方案中，重新停用的控制構(gòu)件能通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的裝置自動(dòng)地回復(fù)至中性位置。

當(dāng)然，本發(fā)明在其實(shí)施方式方面可有許多變型。盡管描述了若干實(shí)施方式，但是容易理解，不可能窮舉地給出所有可能實(shí)施方式。當(dāng)然可設(shè)想用等同裝置來(lái)替換所述裝置中的任一個(gè)而都不超出本發(fā)明的范圍。

此外，可設(shè)想具有由飛行器中的飛行員和地面上飛行員構(gòu)成的機(jī)組成員，且在地面引航站和飛行器之間具有數(shù)據(jù)鏈路。在這些情形下，飛行器中未使用的駕駛位置以遠(yuǎn)程駕駛模式構(gòu)造。因此，對(duì)于飛行器進(jìn)行控制的兩位飛行員包括處于飛行器上的一個(gè)飛行員以及具有遠(yuǎn)程駕駛構(gòu)件的地面上的另一飛行員。然后，能采用操作邏輯且具體地是該操作邏輯的雙操作模式的相同功能。

從上文可觀察到的是，根據(jù)本發(fā)明的用于控制飛行器的動(dòng)氣動(dòng)力學(xué)裝置的控制方法、相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)以及設(shè)有該控制系統(tǒng)的飛行器具有若干優(yōu)點(diǎn)，并且具體地說(shuō)它們使得如下方面變得可能：

在雙操作模式中，它們使得能夠類(lèi)似于單飛行員操作模式那樣保存排他性駕駛；

它們便于飛行員之間的協(xié)調(diào)以及飛行任務(wù)的共享；

它們確保在緊急情況中通過(guò)克服控制構(gòu)件上的鎖定力就能立即接管；

它們使得能通過(guò)臨時(shí)抑制重新停用控制構(gòu)件的再啟用來(lái)管理同時(shí)使用控制構(gòu)件的沖突；以及

它們使得能使用附加的訓(xùn)練邏輯，這則會(huì)抑制操作邏輯。