監(jiān)控飛行器引航裝置運行的方法以及被監(jiān)控的飛行器引航裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)控飛行器引航裝置運行的方法、被監(jiān)控的飛行器引航裝置、以及裝備有該引航裝置的飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]在全文中，除非另外指明，術(shù)語“引航”和其派生詞指示通過至少一名飛行員手動操作至少一個引航機構(gòu)來駕駛飛行器，例如與至少一個駕駛機構(gòu)相連接的手柄、操縱桿、腳踏板、踏板等，駕駛機構(gòu)例如飛行器的導向裝置或馬達等。術(shù)語“駕駛機構(gòu)”指示所有的機構(gòu)，其位置或狀態(tài)影響飛行器的飛行:尤其可以作為導向機構(gòu)、馬達、轉(zhuǎn)子葉片等。術(shù)語“控制”和其派生詞以航空領(lǐng)域傳統(tǒng)的方式指示向裝置提供驅(qū)動所述裝置預設(shè)動作的信號。術(shù)語“監(jiān)控”和其派生詞以航空領(lǐng)域傳統(tǒng)的方式指示實施于飛行器上的測量值的處理并與預設(shè)值相比較，以檢測運行故障的出現(xiàn)(即尤其與未引起故障的使用缺陷相反的引起系統(tǒng)(裝置和/或軟件)任何事故的故障的使用者(飛行員或副飛行員)的錯誤或超出飛行器的飛行區(qū)域)。引航裝置的運行監(jiān)控裝置為具有至少一種監(jiān)控功能的裝置，用于該引航裝置的每個引航機構(gòu)，且任選地還可執(zhí)行其它功能。
[0003]已知帶有飛行電子控制的飛行器引航裝置具有至少一個引航機構(gòu)、和飛行電子控制(通常用英語表示為“fly-by-wire flight controls”或FCC)的至少一個信息系統(tǒng)(通常用英語表示為“fly-by-wire flight control system”或FCS)。這種信息系統(tǒng)適用于根據(jù)預設(shè)控制法則進行計算，和根據(jù)至少一個信號、即由與每個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器-尤其是位置傳感器-發(fā)送的-尤其是位置-初始信號生成飛行器駕駛機構(gòu)(導向裝置、馬達等)的致動器控制信號。
[0004]用這種引航裝置，需要實施運行監(jiān)控以檢測引航裝置運行的異常情況并生成對應(yīng)的監(jiān)控信號，該信號尤其可為報警信號和/或適用于禁止控制信號的信號和/或觸發(fā)改變飛行電子控制信息系統(tǒng)的預設(shè)控制法則的信號。
[0005]更具體地(非排它性地)，這種情況是引航裝置同樣被配備有每個引航機構(gòu)的致動馬達和至少一個控制單元(不同于或不是所述飛行電子控制信息系統(tǒng))的情況，且適用于產(chǎn)生所述致動馬達的控制信號，即力反饋信號，以生成在每個引航機構(gòu)上模擬的力反饋感應(yīng)。更具體地，還采用所述控制單元以具有相同自由度且與相同駕駛機構(gòu)相連接的移動引航機構(gòu)來實施控制耦合(邏輯或電氣方式)，駕駛機構(gòu)例如飛行員手柄和副飛行員手柄。馬達還模擬傳統(tǒng)機械感應(yīng)和其它每個手柄的監(jiān)控。
[0006]EP0759585提供了一種為每個引航手柄在一部分上提供帶有馬達完全冗余的生成力反饋感應(yīng)馬達，在另一部分上提供了力反饋控制電腦和另外的監(jiān)控電腦，這些電腦相連接以“自動監(jiān)控”與該手柄相關(guān)聯(lián)的馬達控制信號，將馬達控制信號與馬達電流信號相比較，且將測量的電壓信號與參考信號相比較，監(jiān)控電腦監(jiān)控力反饋控制電腦，兩個電腦容易停用馬達。這種傳統(tǒng)解決方法的原理其執(zhí)行和運行起來是笨重、復雜和高成本的。更具體地，需要用于每個手柄的特定監(jiān)控電腦，以嵌接在裝配有手柄的電機箱中。還需要用于監(jiān)控的特定位置傳感器，與用于力反饋控制的位置傳感器相區(qū)別。另外，其不完善之處在于，易于干擾監(jiān)控電腦、或同時影響力反饋控制鏈接和彼此接近的監(jiān)控鏈接的一些故障其本身不需要被檢測。而且，在該解決方法中，需要設(shè)計、研發(fā)、制造和控制監(jiān)控電腦，以使力反饋控制電腦和飛行電子控制信息系統(tǒng)是獨立的。
[0007]US2011/0112705和US2011/0108673還提供了特定的力反饋控制/監(jiān)控單元，所包括的雙功能微控制器還應(yīng)該特別適用于實施監(jiān)控，且與力反饋控制相獨立，其同樣呈現(xiàn)了至少上面提及的部分缺點。
[0008]US2012/0053762描述了一種側(cè)向手柄有源系統(tǒng)和控制桿(“主動inc印tor系統(tǒng)”)包括模擬至少一個系統(tǒng)組件的實時虛擬模塊，能夠根據(jù)初始呈現(xiàn)的其它變量來計算如力值的一些變量，且包括系統(tǒng)監(jiān)控功能。通過引航裝置控制單元執(zhí)行的該監(jiān)控功能因此呈現(xiàn)相同于上面提及的缺點。
[0009]US2005/0080495還描述了包括主動引航機構(gòu)的引航裝置。該文件還描述了飛行和指示電子控制信息系統(tǒng)，其可使用作為飛行控制信號的航程生成器生成的引航機構(gòu)期望的航程。該文件還提供了一種監(jiān)控裝置，設(shè)置用于例如通過對比期望航程和該引航機構(gòu)測量的實際航程來檢測出故障的引航機構(gòu)。該監(jiān)控裝置因此呈現(xiàn)相同于上面提及的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此本發(fā)明旨在克服這些缺點，并提供一種運行監(jiān)控方法，針對電氣故障保證了較大強度，完全獨立于其監(jiān)控的引航機構(gòu)，以及尤其在適當情況下，獨立于力回饋控制，然而其研發(fā)成本較低，不復雜，且能夠減小弓I航裝置的質(zhì)量。
[0011]本發(fā)明還旨在提供呈現(xiàn)相同優(yōu)點的引航裝置和飛行器。
[0012]因此本發(fā)明所涉及的一種飛行器引航裝置運行的監(jiān)控方法包括:
[0013]-至少一個引航機構(gòu)，
[0014]-至少一個飛行電子控制信息系統(tǒng)，適用于根據(jù)預設(shè)控制法則、至少根據(jù)由與每個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的初始信號來生成飛行器駕駛機構(gòu)的致動器控制信號，
[0015]所述運行監(jiān)控方法適用于檢測引航裝置中的運行異常并生成對應(yīng)的監(jiān)控信號，所述方法包括以下步驟:
[0016]-根據(jù)由與每個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的信號的至少一部分并且根據(jù)至少一種預設(shè)計算法則對至少一個引航機構(gòu)的至少一個運行參數(shù)，即監(jiān)控參數(shù)，的至少一個理論值進行計算，
[0017]-對于每個監(jiān)控參數(shù)，對每個理論值與由與至少一個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的測量信號進行比較，
[0018]-根據(jù)每個理論值和所述測量信號之間的差選擇監(jiān)控動作，
[0019]其特征在于，根據(jù)所述初始信號的至少一部分計算所述至少一個理論值，并且所述方法通過被集成到飛行電子控制信息系統(tǒng)中的至少一個監(jiān)控模塊來實施。
[0020]本發(fā)明還涉及一種飛行器引航裝置，包括:
[0021]-至少一個引航機構(gòu)，
[0022]-至少一個飛行電子控制信息系統(tǒng)，適用于根據(jù)預設(shè)控制法則、至少根據(jù)由與每個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的初始信號來生成飛行器駕駛機構(gòu)的致動器控制信號，
[0023]-至少一個引航裝置運行的監(jiān)控模塊，用于檢測引航裝置中的運行異常并且生成對應(yīng)的監(jiān)控信號，且適用于:
[0024]-根據(jù)由與每個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的信號并且根據(jù)至少一種預設(shè)計算法則對至少一個引航機構(gòu)的至少一個運行參數(shù)，即監(jiān)控參數(shù)，的至少一個理論值進行計算，
[0025]-對于每個監(jiān)控參數(shù)，對每個理論值與由與至少一個引航機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的傳感器發(fā)送的測量信號進行比較，
[0026]-根據(jù)每個理論值和所述測量信號之間的差選擇監(jiān)控動作，
[0027]其特征在于，所述至少一個監(jiān)控模塊被集成到飛行電子控制信息系統(tǒng)中，并且所述至少一個監(jiān)控模塊適用于根據(jù)所述初始信號計算所述至少一個理論值。
[0028]本發(fā)明還配備有根據(jù)本發(fā)明的引航裝置的飛行器。
[0029]事實上，發(fā)明人觀察到通過飛行電子控制(FCS)的至少一個信息系統(tǒng)的簡單傳統(tǒng)程序來實施引航裝的運行監(jiān)控實際上是可能的，且無需附加專用于該監(jiān)控的額外特定傳感器-尤其是位置傳感器和/或力傳感器_。與通常考慮的情況相反，其實際上可導致最可靠的監(jiān)控運行，其獨立成為引航和裝配電機箱機構(gòu)。另外，該監(jiān)控有利于安全性和已在飛行電子控制的信息系統(tǒng)位置處設(shè)置有冗余。
[0030]更具體地，在根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置中，通過飛行電子控制的信息系統(tǒng)的至少一個信息中央單元執(zhí)行所