[發明專利]具有合成慣性滑翔道偏差的飛行控制系統及使用方法

有效

• 申請號: 201711051379.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108021137B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: R·E·麥克利;R·E·弗里曼;P·盼亞克沃
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06;G05D1/10;G05D1/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請涉及具有合成慣性滑翔道偏差的飛行控制系統及使用方法。提供一種用于在飛行器(102)著陸期間計算滑翔道偏差(424、426)的飛行控制模塊(402)。飛行控制模塊(402)包括通信接口(415)和處理器(434)。通信接口(415)被配置為接收用于飛行器(102)的慣性數據。處理器(434)耦連到通信接口(415)并且被配置為基于慣性數據計算慣性滑翔道偏差(436)。

技術領域

本公開的領域通常涉及飛行控制系統，并且更具體地涉及利用合成慣性滑翔道(glideslope)偏差的飛行控制模塊。

背景技術

許多已知的飛行器具有在著陸期間控制飛行器的自動著陸系統。自動著陸系統已經變得越來越普遍，并且經常依賴于儀表飛行規則(IFR)下的儀表著陸和視覺飛行規則(VFR)下執行的著陸。已知的自動著陸系統利用各種接收器(諸如多模式接收器(MMR))以例如接收從地面發送的引導信號。例如，此類引導信號可以包括儀表著陸系統(ILS)信號、全球定位服務(GPS)著陸系統(GLS)信號，和/或微波著陸系統(MLS)信號。引導信號通知飛行器其相對于到跑道所需的豎直和橫向路徑的位置，并且直至著地后的滑跑(roll-out)。所需的豎直路徑被稱為滑翔道(glideslope)，并且橫向路徑被稱為定位信標(localizer)?；璧劳ǔ１欢x為在超過跑道閾值1000英尺處與地面具有期望的截距的3°下降。定位信標將飛行器引導到跑道中心線。

從地面發送的引導信號由機載天線接收并且被路由到冗余的MMR。每個MMR計算路由到包括自動著陸系統的飛行控制模塊的定位信標偏差和滑翔道偏差。定位信標偏差指示飛行器相對于到跑道中心線所需的路徑的位置。例如，定位信標偏差可以指示飛行器距跑道中心線左側約2°?；璧榔钪甘撅w行器相對于到跑道所需的滑翔道的位置。例如，滑翔道偏差可以指示飛行器在所需的滑翔道下方1°。飛行控制模塊使用定位信標偏差和滑翔道偏差來調整自動著陸系統并且命令飛行器的控制表面。

許多已知的自動著陸系統需要三個獨立計算的定位信標偏差和滑翔道偏差。此類冗余確保如果一個定位信標偏差或一個滑翔道偏差失敗，則自動著陸系統仍然具有兩個良好的信號來控制飛行器。用于獨立計算的三個定位信標偏差和滑翔道偏差所需的冗余裝備使飛行器增加了成本和重量。如果可用的定位信標偏差和滑翔道偏差不符合預定閾值，則自動著陸系統失去對飛行器到飛行員的控制。當飛行器下降到200英尺以下時，可靠的(即“良好的”)定位信標偏差信號和滑翔道偏差信號的可用性特別重要，因為錯誤的裕度(margin)更嚴格，并且自動著陸系統的錯誤控制可能導致飛行器錯失跑道。因此，當檢測到故障或錯誤的定位信標信號或滑翔道信號時，飛行控制系統依賴于良好的定位信標信號和滑翔道信號或者失去對飛行員的控制。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供一種用于在飛行器著陸期間計算滑翔道偏差的飛行控制模塊。該飛行控制模塊包括通信接口和處理器。通信接口被配置為接收用于飛行器的慣性數據。處理器耦連到通信接口并且被配置為基于慣性數據計算慣性滑翔道偏差。

根據本公開的另一個方面，提供一種用于使飛行器著陸的飛行控制系統。該飛行控制系統包括通信總線、第一多模式接收器(MMR)和第二多模式接收器(MMR)以及飛行控制模塊。第一MMR和第二MMR耦連到通信總線并且被配置為基于所接收的滑翔道信號計算第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差。第一MMR和第二MMR還被配置為將指示第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差的第一滑翔道偏差信號和第二滑翔道偏差信號發送到通信總線上。飛行控制模塊耦連到通信總線，并且被配置為通過通信總線接收用于飛行器的慣性數據以及第一滑翔道偏差信號和第二滑翔道偏差信號。飛行控制模塊還被配置為基于慣性數據計算慣性滑翔道偏差。飛行控制模塊還被配置為從第一滑翔道偏差和第二滑翔道偏差以及慣性滑翔道偏差中選擇一個滑翔道偏差。飛行控制模塊還被配置為將一個滑翔道偏差發送到用于飛行器的自動著陸系統。