專利名稱：在飛行器上減弱垂直湍流的影響的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在飛行器上減弱這個(gè)飛行器在飛行過程中遇 到的至少 一個(gè)垂直湍流的影響的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知，在飛行過程中，與垂直風(fēng)暴有關(guān)的猛烈湍流能在飛行器層面上造成-垂直負(fù)載系數(shù)的顯著變化，其能夠?qū)︼w行器的乘客造成傷害； -飛行器高度的顯著擺動(dòng)，從而增大與另一飛行器碰撞的危險(xiǎn)；以及-機(jī)翼上的提升浪涌，其加重了機(jī)翼負(fù)載限度的負(fù)擔(dān)。 這些猛烈的湍流可能出現(xiàn)在晴空并依然是無法預(yù)見的。通常，這些 局部現(xiàn)象出乎飛行器的機(jī)組人員和機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的意料，機(jī)組人員和導(dǎo) 航系統(tǒng)沒有時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮饕詼p弱這些現(xiàn)象在飛行器層面上產(chǎn)生 的影響。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于運(yùn)輸機(jī)來說，出現(xiàn)負(fù)的垂直負(fù)載系數(shù)對(duì)于沒有牢固 系緊安全帶的乘客而言是非常危險(xiǎn)的。這些乘客實(shí)際上可能會(huì)被拋到天 花板上而且有嚴(yán)重受傷的危險(xiǎn)?？赡艿拇怪蓖牧骼€的多樣性加重了前述問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的在于彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。本發(fā)明涉及一種方法，使得 能夠以特別有效的方式在飛行器上，特別是在運(yùn)輸機(jī)上，減弱所述飛行 器在飛行過程中遇到的至少 一個(gè)垂直湍流的影響。為此，根據(jù)本發(fā)明，所述方法的值得注意之處在于，在飛行過程中 以自動(dòng)和重復(fù)的方式實(shí)施以下一系列連續(xù)的步驟a) 在所述飛行器的當(dāng)前位置確定飛行器外部的風(fēng)的垂直分量；b) 利用風(fēng)的這個(gè)垂直分量，在所述當(dāng)前位置確定與飛行器外部的垂直湍流相關(guān)的激烈度；c)利用所述風(fēng)的垂直分量，為至少一個(gè)可控活動(dòng)構(gòu)件計(jì)算至少一個(gè)控制指令或控制等級(jí)(control order)，可控活動(dòng)構(gòu)件能夠?qū)︼w行器的 提升起作用，所述控制指令能夠使垂直湍流在飛行器上產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù) 的幅度最小化；和以及e)如果實(shí)現(xiàn)了所述啟動(dòng)條件，那么所述控制指令被傳送到所述可 控活動(dòng)構(gòu)件的至少一個(gè)致動(dòng)器。因此，根據(jù)本發(fā)明，測(cè)定垂直湍流的激烈度以確定是否有必要實(shí)施 操作以減弱垂直湍流的影響。當(dāng)有必要進(jìn)行這些操作時(shí)，會(huì)對(duì)飛行器的 總提升起作用(通過所述活動(dòng)構(gòu)件)，從而能夠使飛行器機(jī)艙的任一點(diǎn) 上的垂直負(fù)載系數(shù)的幅度最小化。本發(fā)明因此能夠防止由前述類型的猛 烈垂直湍流產(chǎn)生的垂直負(fù)載系數(shù)的突然變化。在一種有利的方式中，為了確定風(fēng)的垂直分量al)在所述當(dāng)前位置測(cè)量飛行器多個(gè)參數(shù)的實(shí)際值；以及 a2)基于所述測(cè)得的實(shí)際值計(jì)算所述風(fēng)的垂直分量。 在該例中，有利地，對(duì)于飛機(jī) 在步驟al)中 利用慣性平臺(tái)測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于地面的垂直速度Vz、飛機(jī)的機(jī)翼相對(duì)于水平面的傾斜角cp、飛機(jī)相對(duì)于水平面的姿態(tài)角(或空間方位角)e和飛機(jī)的俯仰率q; 利用測(cè)定風(fēng)力的探測(cè)器來測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于氣團(tuán)的速度Vtas,飛機(jī)在所述氣團(tuán)中行進(jìn)； 利用入射探測(cè)器測(cè)量飛機(jī)的入射角a;和 利用側(cè)滑探測(cè)器測(cè)量飛機(jī)的側(cè)滑角p;以及在步驟a2)中，利用以下公式計(jì)算風(fēng)的垂直分量Wz:<formula>formula see original document page 7</formula>其中/表示入射探測(cè)器和飛機(jī)重心之間的代數(shù)距離。另外，在一種有利的方式中，垂直湍流的激烈度作為飛機(jī)平衡時(shí)的負(fù)載系數(shù)和垂直湍流產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)之間的垂直負(fù)載系數(shù)偏差的函數(shù)而^皮確定。在該例中，優(yōu)選地，所述激烈度在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差小于或等于第一預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于第一激 烈度；在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差大于所述第一預(yù)定值但小于第二預(yù)定值 時(shí)對(duì)應(yīng)于第二激烈度；以及在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差大于或等于所述第二預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于第 三激烈度。在第一個(gè)變形實(shí)施例中，根據(jù)風(fēng)的垂直分量及其導(dǎo)數(shù)(或微商， derivative)的兩個(gè)線性組合來確定所述垂直湍流的激烈度，而且，在第 二變形實(shí)施例中，根據(jù)兩個(gè)概率的計(jì)算來確定所述激烈度。另外，在一個(gè)具體實(shí)施例中根據(jù)風(fēng)的垂直分量及其導(dǎo)數(shù)的線性組合來計(jì)算所述控制指令；和/或所述啟動(dòng)條件取決于垂直湍流的激烈度和所述控制指令的值與預(yù) 定閾值之間的偏差。在一個(gè)具體實(shí)施例中，對(duì)于飛機(jī)，控制指令被傳送到飛機(jī)的下列活 動(dòng)構(gòu)件中的至少一個(gè)擾流板和副翼，并確定至少一個(gè)用于補(bǔ)償由所述 活動(dòng)構(gòu)件的控制產(chǎn)生的俯仰力矩的輔助控制指令(并傳送到飛機(jī)的升降 舵)。本發(fā)明還涉及一種設(shè)備，用于減弱飛行器(例如運(yùn)輸機(jī))在飛行過程中遇到的至少 一 個(gè)垂直湍流對(duì)飛行器造成的影響。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備的值得注意之處在于，其包括 至少一個(gè)可控活動(dòng)構(gòu)件，其能夠?qū)︼w行器的提升起作用；第一裝置，在所述飛行器的當(dāng)前位置確定飛行器外部的風(fēng)的垂直分量；第二裝置，在所述當(dāng)前位置利用風(fēng)的這個(gè)垂直分量自動(dòng)地確定與飛行器外部的垂直湍流相關(guān)的激烈度；第三裝置，利用所述風(fēng)的垂直分量為所述可控活動(dòng)構(gòu)件自動(dòng)地計(jì)算 至少一個(gè)控制指令，所述控制指令能夠使垂直湍流在飛行器上產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)的幅度最小化；和 第四裝置，件，而且，在實(shí)現(xiàn)了所述啟動(dòng)條件時(shí)自動(dòng)地把所述控制指令傳送到所述 可控活動(dòng)構(gòu)件的至少一個(gè)致動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備因此能夠減弱由垂直湍流產(chǎn)生的垂直負(fù)載系數(shù) 的幅度，而且這能在飛行器的任何一點(diǎn)上完成。所述設(shè)備也能夠減小任 何高度變化。而且，根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)設(shè)備具有能夠安裝在任何類型的飛行器 (軍用、民用、商用)上的優(yōu)點(diǎn)，所述飛行器裝備有至少一個(gè)具有提升 效果的任意類型的活動(dòng)構(gòu)件(擾流板、副翼等)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述笫一裝置包括一組測(cè)量元件，在所述當(dāng)前位置自動(dòng)地測(cè)量飛行器的多個(gè)參數(shù)的實(shí) 際值；以及計(jì)算裝置，基于所述測(cè)得的實(shí)際值自動(dòng)地計(jì)算所述風(fēng)的垂直分量。 優(yōu)選地，所述一組測(cè)量元件包括至少一個(gè)慣性平臺(tái)、至少一個(gè)測(cè)定 風(fēng)力的探測(cè)器和至少 一 個(gè)入射探測(cè)器，以及可能的至少 一 個(gè)側(cè)滑探測(cè) 器。側(cè)滑探測(cè)器的使用能夠增加風(fēng)的垂直分量的精度。通常，以上測(cè)量 元件已經(jīng)存在于飛行器上，從而能夠大大降低本發(fā)明設(shè)備的成本。為了再進(jìn)一步降低所述設(shè)備的成本，有利地，所述第二和笫三裝置 以及所述計(jì)算裝置構(gòu)成飛行器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。


附圖中的各個(gè)圖將闡明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式。在這些圖中，相同的附 圖標(biāo)記表示類似的元件。圖l是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖；圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)具體的示范性實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
在圖1中示意性示出的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備l用于減弱在飛行器(未 示出)例如在運(yùn)輸機(jī)上，由所述飛行器在飛行過程中遇到的至少一個(gè)垂 直湍流的影響。已經(jīng)知道，湍流對(duì)應(yīng)于疊加在空氣平均運(yùn)動(dòng)之上的、由 不斷變化下的偶然性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的空氣攪動(dòng)。在云的內(nèi)部或附近(例如在 暴風(fēng)云中，其中同時(shí)存在相反定向的垂直氣流)會(huì)遇到湍流。在地面附 近或主要在接近急流的極高海拔高度處也存在晴空湍流。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備l包括至少一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件2，其是可控的并能夠?qū)︼w行器的提升起作用；將下文詳細(xì)說明的裝置3,在飛行器的當(dāng)前位置確定在飛行器外部 的風(fēng)的垂直分量Wz;裝置4，利用從所述裝置3接收到的風(fēng)的垂直分量Wz,在所述當(dāng)前 位置自動(dòng)地確定能夠表征飛行器外部垂直湍流的激烈度；以及裝置5,用于相繼地 利用經(jīng)由線路6接收到的風(fēng)的垂直分量Wz,為所述可控活動(dòng)構(gòu) 件2自動(dòng)地計(jì)算控制指令。這條控制指令能夠使垂直湍流在飛行器上產(chǎn) 生的負(fù)載系數(shù)的幅度最小化，如下文所述； 自動(dòng)地驗(yàn)證是否實(shí)現(xiàn)或達(dá)到啟動(dòng)條件(至少取決于經(jīng)由線路7從 所述裝置4接收到的所述激烈度)；以及 在實(shí)現(xiàn)了所述啟動(dòng)條件時(shí)并且僅在這個(gè)情況下自動(dòng)地把所述計(jì)算 出的控制指令經(jīng)由線路9傳送到所述可控活動(dòng)構(gòu)件2的標(biāo)準(zhǔn)致動(dòng)器8。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1確定了垂直湍流的激烈度，從而確定是 否有必要實(shí)施操作以減弱垂直湍流的影響。當(dāng)有必要實(shí)施這種操作時(shí)， 所述設(shè)備1 (通過所述活動(dòng)構(gòu)件2)對(duì)飛行器的總提升起作用，從而能 夠使飛行器的垂直負(fù)載系數(shù)的幅度最小化，而且這能夠在飛行器的機(jī)艙 的任一點(diǎn)上被完成。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備l因而能夠特別防止猛烈垂直湍 流產(chǎn)生的通常特別突然的垂直負(fù)載系數(shù)的變化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述裝置3用于確定風(fēng)的垂直分量Wz，其 包括將在下文詳細(xì)說明的測(cè)量單元10，用于在所述當(dāng)前位置測(cè)量飛行器 的多個(gè)參數(shù)的實(shí)際值；以及計(jì)算裝置ll,經(jīng)由線路12連接到所述測(cè)量單元10,而且計(jì)算裝置 11 -陂配置成能夠基于所述測(cè)量單元10測(cè)得的實(shí)際值來計(jì)算所述風(fēng)的垂 直分量Wz。為此，所述測(cè)量單元10包括多個(gè)測(cè)量元件或傳感器Cl、 C2,......，Cn,用于測(cè)量飛行器前述參數(shù)的實(shí)際值。所述計(jì)算裝置11經(jīng)由線路13連接到所述裝置4并經(jīng)由線路6連接 到所述裝置5。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝置4和5與所述計(jì)算裝置11被集成在中央單元15內(nèi)，中央單元15例如構(gòu)成飛行器的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)導(dǎo)《元系統(tǒng)的 一部分。由于這樣的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)通常已經(jīng)存在于飛行器上，這個(gè)具體 實(shí)施例就能夠降低根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1的成本并簡(jiǎn)化設(shè)備1的實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝置5根據(jù)在飛行器平衡時(shí)的負(fù)載系數(shù) 和響應(yīng)垂直湍流時(shí)的負(fù)載系數(shù)之間的垂直負(fù)載系數(shù)的偏差確定垂直湍 流的激烈度。在這個(gè)情況下，所述激烈度在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差小于或等于第一預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于第一激 烈度(例如稱作激烈度0),第一預(yù)定值例如為0.3 g, g對(duì)應(yīng)于重力在 地球表面產(chǎn)生的加速度值；在所述垂直負(fù)載系數(shù)的偏差大于所述第一預(yù)定值(例如0.3 g)但小 于例如0.5 g的第二預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于第二激烈度(例如稱作激烈度1 ); 以及在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差大于或等于所述第二預(yù)定值(例如0.5g) 時(shí)對(duì)應(yīng)于第三激烈度(例如稱作激烈度2)。在第 一個(gè)變形實(shí)施例中，所述裝置4根據(jù)風(fēng)的垂直分量Wz及其導(dǎo) 數(shù)的兩個(gè)線性組合來確定所述垂直湍流的激烈度。這種線性組合的系數(shù) 被優(yōu)化成使得激烈度能被算法最佳識(shí)別。如果這些組合中的一個(gè)超過第 一預(yù)定閾值，則得到激烈度l,而如果組合中的另一個(gè)超過第二預(yù)定閾 值，則得到激烈度2。激烈度2優(yōu)先于激烈度1。此外，在第二變形實(shí)施例中，所述裝置4根據(jù)兩個(gè)概率的計(jì)算來確 定所述激烈度，即，在一方面，出現(xiàn)大于第一預(yù)定值(例如大于0.3g) 的垂直負(fù)載系數(shù)偏差(在預(yù)定的即將到來的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，例如在一秒內(nèi)) 的概率，在另一方面，出現(xiàn)大于第二預(yù)定值(例如大于0.5g)的垂直負(fù) 載系數(shù)偏差(在所述預(yù)定的即將到來的持續(xù)時(shí)間內(nèi))的概率。根據(jù)從裝 置3接收到的風(fēng)的垂直分量Wz、飛行器的入射角a和飛行器的俯仰率q 來計(jì)算這兩個(gè)概率。如果與0.3 g的偏差相關(guān)聯(lián)的概率超過預(yù)定閾值， 那么得到激烈度1。如果與0.5 g的偏差相關(guān)聯(lián)的概率超過另一預(yù)定闊 值，那么得到激烈度2?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)給出概率公式。激烈度2優(yōu)先于 激烈度1 。更進(jìn)一步地，在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝置5基于風(fēng)的垂直分量 Wz及其導(dǎo)數(shù)的線性組合來計(jì)算用于活動(dòng)構(gòu)件2的所述控制指令。更進(jìn)一步地，由裝置5所考慮的所述啟動(dòng)條件取決于經(jīng)由線路7從 所述裝置4接收到的垂直湍流的激烈度，以及和一個(gè)閾值進(jìn)行比較的所 述控制指令的值。對(duì)于所要啟動(dòng)的系統(tǒng)(也就是所要實(shí)現(xiàn)的啟動(dòng)條件)， 在前述例子中，所述激烈度必須至少為激烈度1,而且控制指令必須超 過一個(gè)預(yù)定閾值。此后，如果控制指令保持小于一個(gè)預(yù)定值一段預(yù)定時(shí) 間，而沒有出現(xiàn)激烈度2，那么控制指令就被取消。如果激烈度從激烈 度2變?yōu)榧ち叶?，而且入射角的導(dǎo)數(shù)是負(fù)的，那么控制指令也會(huì)被取 消。在圖2示出的應(yīng)用于飛機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述測(cè)量單元10 包括如下分別經(jīng)由線路12A、 12B、 12C和12D連接到所述計(jì)算裝置11 的裝置作為傳感器C1、 C2、 C3和C4:標(biāo)準(zhǔn)的入射探測(cè)器Cl,用于測(cè)量飛機(jī)的入射角a;標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)滑探測(cè)器C2，用于測(cè)量飛機(jī)的側(cè)滑角卩；標(biāo)準(zhǔn)的慣性平臺(tái)C3，用于測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于地面的垂直速度Vz、飛 機(jī)的機(jī)翼相對(duì)于水平面的傾斜角cp、飛機(jī)相對(duì)于水平面的姿態(tài)角e和飛 才幾的俯仰率q;以及標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定風(fēng)力的探測(cè)器C4,用于測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于氣團(tuán)的速度 Vtas,所述氣團(tuán)為所述飛機(jī)在其中行進(jìn)的氣團(tuán)。在這個(gè)例子中，計(jì)算裝置11利用以下公式計(jì)算風(fēng)的垂直分量Wz:Wz = Vz + Vtas'(cosq).cos6.cos卩'sin[a + ( q.〃Vtas) ] - sin0'cos卩'cos[a + ( q.〃Vtas ) ] + sin卩'cos0.sin(p)其中/表示入射探測(cè)器Cl和飛機(jī)的重心之間的代數(shù)距離。此外，在圖2的這個(gè)例子中，入射探測(cè)器C1經(jīng)由線路16A與裝置 4連接，用于提供入射角a,而且慣性平臺(tái)C3經(jīng)由線路16C與所述裝置 4連接，用于提供俯仰率q。根據(jù)第二個(gè)前述變形實(shí)施例，這個(gè)入射角a 和這個(gè)俯仰率q可被裝置4用于確定垂直湍流的激烈度。此外，在圖2的例子中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1包括如下活動(dòng)構(gòu)件至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的擾流板2A，其安裝在飛機(jī)的機(jī)翼17上并配有標(biāo)準(zhǔn) 的致動(dòng)裝置8A,致動(dòng)裝置8A經(jīng)由線路9A連接到所述裝置5;和至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的副翼2B，其也安裝在機(jī)翼17上并配有標(biāo)準(zhǔn)的致動(dòng) 裝置8B，致動(dòng)裝置8B經(jīng)由線路9B連接到所述裝置5。如前所述，根據(jù)風(fēng)的垂直分量Wz及其導(dǎo)數(shù)的線性組合獲得用于擾流板2A及副翼2B的控制指令。此外，在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝置5還確定輔助控制指令，而 且其將這個(gè)輔助控制指令經(jīng)由線路18傳送到標(biāo)注升降舵20的標(biāo)準(zhǔn)致動(dòng) 器19,升降舵20安裝在飛機(jī)的水平尾翼21上。這個(gè)輔助控制指令用于 補(bǔ)償由擾流板2A及副翼2B的控制(根據(jù)本發(fā)明)產(chǎn)生的俯仰力矩。根 據(jù)在飛行狀況(飛機(jī)的質(zhì)量、平臺(tái)、速度和高度)的基礎(chǔ)上計(jì)算的增益， 所述輔助控制指令與擾流板2A和副翼2B的控制指令成比例。各種指令 被同步地設(shè)置。同步設(shè)置在于，使每個(gè)活動(dòng)元件(活動(dòng)構(gòu)件2A、 2B; 升降舵20)所需的時(shí)間相等，從而達(dá)到設(shè)定點(diǎn)的值。將所述時(shí)間選擇為 最慢的活動(dòng)元件(活動(dòng)構(gòu)件2A、 2B;升降舵20)的時(shí)間。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明確定的控制指令在被傳送到活動(dòng)元件(活動(dòng)構(gòu)件 2A、 2B;升降舵20)的致動(dòng)器8A、 8B、 19之前被疊加在飛行器的其 它導(dǎo)航構(gòu)件以標(biāo)準(zhǔn)方式提供的指令上。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備l也同 樣能很好地應(yīng)用于飛行器手動(dòng)飛行控制系統(tǒng)，如應(yīng)用于飛行器自動(dòng)飛行 控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1因此能夠減弱由垂直湍流產(chǎn)生的垂直負(fù)載系數(shù) 的幅度，而且能在飛行器的任一點(diǎn)上完成這一功能。所述設(shè)備l也能減 小任何高度變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備l具有能夠安裝在任何類型的飛行器(軍 用、民用、商用)上的優(yōu)點(diǎn)，所述飛行器裝備有至少一個(gè)具有飛行器的 提升效果的任意類型的活動(dòng)構(gòu)件(擾流板2A、副翼2B)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以用特定的探測(cè)器或飛行器系統(tǒng)之外的信 息，例如利用從地面或其它飛行器接收到的天氣預(yù)報(bào)信息來補(bǔ)充或替代 前述計(jì)算風(fēng)的垂直分量Wz的模式。
權(quán)利要求
1. 一種用于在飛行器上減弱所述飛行器在飛行過程中遇到的至少一個(gè)垂直湍流的影響的方法，根據(jù)所述方法，在飛行過程中以自動(dòng)的方式實(shí)施以下一系列連續(xù)的步驟a)在所述飛行器的當(dāng)前位置確定飛行器外部的風(fēng)的垂直分量；c)利用所述風(fēng)的垂直分量，為至少一個(gè)可控活動(dòng)構(gòu)件(2、2A、2B)計(jì)算至少一個(gè)控制指令，所述可控活動(dòng)構(gòu)件能夠?qū)︼w行器的提升起作用，所述控制指令能夠使垂直湍流在飛行器上產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)的幅度最小化；和e)所述控制指令被傳送到所述可控活動(dòng)構(gòu)件(2、2A、2B)的至少一個(gè)致動(dòng)器(8、8A、8B)，其特征在于在所述飛行過程中還以自動(dòng)的方式實(shí)施以下步驟b)利用所述風(fēng)的垂直分量，在所述當(dāng)前位置確定與飛行器外部的垂直湍流相關(guān)的激烈度，垂直湍流的所述激烈度作為飛機(jī)平衡時(shí)的負(fù)載系數(shù)和垂直湍流產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)之間的垂直負(fù)載系數(shù)偏差的函數(shù)而被確定；和d)執(zhí)行檢查以驗(yàn)證是否實(shí)現(xiàn)了至少取決于所述激烈度的啟動(dòng)條件；以及在步驟e)中，實(shí)現(xiàn)了所述啟動(dòng)條件時(shí)，把所述控制指令傳送到所述可控活動(dòng)構(gòu)件(2、2A、2B)的所述致動(dòng)器(8、8A、8B)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于為了確定風(fēng)的垂直 分量al)在所述當(dāng)前位置測(cè)量飛行器的多個(gè)參數(shù)的實(shí)際值；以及 a2 )根據(jù)所述測(cè)得的實(shí)際值計(jì)算所述風(fēng)的垂直分量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于對(duì)于飛機(jī) 在步驟al )中 利用慣性平臺(tái)(C3)測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于地面的垂直速度Vz、飛 機(jī)的機(jī)翼相對(duì)于水平面的傾斜角(p、飛機(jī)相對(duì)于水平面的姿態(tài)角e和飛 才幾的俯仰率q; 利用測(cè)定風(fēng)力的探測(cè)器(C4)測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于氣團(tuán)的速度Vtas,所述飛機(jī)在所述氣團(tuán)中行進(jìn)； 利用入射探測(cè)器(Cl)測(cè)量飛機(jī)的入射角a;和 利用側(cè)滑探測(cè)器(C2)測(cè)量飛機(jī)的側(cè)滑角卩；以及在步驟a2)中，利用以下公式計(jì)算風(fēng)的垂直分量Wz:Wz = Vz + Vtas.(coscp'cos0.cos卩.sin[a + ( q'〃Vtas ) ] - sin0.cos卩.cos[a+ ( q'〃Vtas ) ] + sin卩.cos0'sincp)其中/表示入射探測(cè)器(Cl)和飛機(jī)重心間的代數(shù)距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述 激烈度-在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差小于或等于第一預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于笫一 激烈度；在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差大于所述第一預(yù)定值但小于笫二預(yù)定值 時(shí)對(duì)應(yīng)于第二激烈度；以及在所述垂直負(fù)載系數(shù)偏差大于或等于所述第二預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)于第 三激烈度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步 驟b)中，基于風(fēng)的垂直分量及其導(dǎo)數(shù)的兩個(gè)線性組合來確定所述垂直 湍流的激烈度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所迷的方法，其特征在于在步 驟b)中，基于兩個(gè)概率的計(jì)算來確定所述垂直湍流的激烈度。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟c) 中，基于風(fēng)的垂直分量及其導(dǎo)數(shù)的線性組合來計(jì)算所述控制指令。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟d) 中，所述啟動(dòng)條件取決于垂直湍流的激烈度和所述控制指令的值與預(yù)定 閾值之間的偏差。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于對(duì)于飛 機(jī)，在步驟d)中，控制指令被傳送到飛機(jī)的以下活動(dòng)構(gòu)件中的至少一 個(gè)擾流板(2A)和副翼(2B)，而且確定至少一個(gè)輔助控制指令用于 補(bǔ)償由所述活動(dòng)構(gòu)件(2A、 2B)的控制產(chǎn)生的俯仰力矩，并將其傳送到 飛機(jī)的升降舵(20)。
10. —種用于在飛行器上減弱所述飛行器在飛行過程中遇到的至少 一個(gè)垂直湍流的影響的設(shè)備，所述設(shè)備(l)包括至少一個(gè)可控活動(dòng)構(gòu)件(2、 2A、 2B)，能夠?qū)︼w行器的提升起作用；第一裝置(3),在所述飛行器的當(dāng)前位置確定飛行器外部的風(fēng)的 垂直分量；笫三裝置(5)，利用所述風(fēng)的垂直分量為所述可控活動(dòng)構(gòu)件(2、 2A、 2B)自動(dòng)地計(jì)算至少一個(gè)控制指令，所述控制指令能夠使垂直湍流 在飛行器上產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)的幅度最小化；和第四裝置(5),自動(dòng)地把所述控制指令傳送到所述可控活動(dòng)構(gòu)件 (2、 2A、 2B)的至少一個(gè)致動(dòng)器(8、 8A、 8B),其特征在于所述設(shè)備(1 )還包括第二裝置(4),用于在所述當(dāng)前位置利用所 述風(fēng)的垂直分量自動(dòng)地確定與飛行器外部的垂直湍流相關(guān)的激烈度，所 述第二裝置(4)將垂直湍流的所述激烈度作為飛機(jī)平衡時(shí)的負(fù)載系數(shù) 和垂直淌流產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)之間的垂直負(fù)載系數(shù)偏差的函數(shù)來確定；和所述第四裝置(5)被制成自動(dòng)地驗(yàn)證是否實(shí)現(xiàn)了至少取決于所述 激烈度的啟動(dòng)條件，而且在實(shí)現(xiàn)了所述啟動(dòng)條件時(shí)把所述控制指令自動(dòng) 傳送到所述可控活動(dòng)構(gòu)件(2、 2A、 2B)的所述致動(dòng)器(8、 8A、 8B )。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其特征在于所述第一裝置(3) 包括一組(10)測(cè)量元件(Cl、 C2、 C3、 C4、 Cn),在所述當(dāng)前位置 自動(dòng)地測(cè)量飛行器的多個(gè)參數(shù)的實(shí)際值；以及計(jì)算裝置(11),根據(jù)所述測(cè)得的實(shí)際值自動(dòng)地計(jì)算所述風(fēng)的垂直 分量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述一組(10) 測(cè)量元件包括至少一個(gè)慣性平臺(tái)(C3 )、至少一個(gè)測(cè)定風(fēng)力的探測(cè)器(C4 ) 和至少一個(gè)入射探測(cè)器(Cl)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于所述一組(10) 測(cè)量元件還包括至少一個(gè)側(cè)滑探測(cè)器(C2)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所 述第二和笫三裝置(4、 5)以及所述計(jì)算裝置(11)形成飛行器的自動(dòng) 導(dǎo)航系統(tǒng)(15)的一部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述活動(dòng)構(gòu)件是擾流板(2A)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所 述活動(dòng)構(gòu)件是副翼(2B)。
17. —種飛行器，其特征在于包括能夠?qū)嵤?quán)利要求1至9中任一 項(xiàng)所述方法的設(shè)備(1)。
18. —種飛行器，其特征在于包括權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述 的設(shè)備(1 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)備(1)，包括裝置(4)，利用風(fēng)的垂直分量自動(dòng)地確定與垂直湍流有關(guān)的激烈度；以及裝置(5)，利用所述風(fēng)的垂直分量為可控構(gòu)件(2)自動(dòng)地計(jì)算控制指令，可控構(gòu)件能夠使垂直湍流在飛行器上產(chǎn)生的負(fù)載系數(shù)的幅度最小化。
文檔編號(hào)G05D1/00GK101283319SQ200680037833
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者A·科洛默, X·德爾桑托 申請(qǐng)人:法國(guó)空中巴士公司