[發(fā)明專利]一種防失速控制方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110608221.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113377127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秀林;劉茂漢;馬青元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準(zhǔn)

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N防失速控制方法，包括：獲取飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)及飛行員操作參數(shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，以獲得迎角限制邊界；實(shí)時(shí)判斷飛機(jī)的當(dāng)前迎角與迎角限制邊界的關(guān)系，若飛機(jī)的當(dāng)前迎角沒(méi)有超出迎角限制邊界，則不進(jìn)行任何干預(yù)；當(dāng)飛機(jī)的當(dāng)前迎角超過(guò)迎角限制邊界時(shí)，隔離飛行員的操作動(dòng)作，不再響應(yīng)拉桿操作，同時(shí)啟東迎角保護(hù)控制。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆朗倏刂品椒梢詫?duì)駕駛員的危險(xiǎn)動(dòng)作和飛機(jī)的危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，在飛行員出現(xiàn)做出危險(xiǎn)動(dòng)作的趨勢(shì)時(shí)進(jìn)行告警，并且在危險(xiǎn)動(dòng)作已經(jīng)做出時(shí)對(duì)其進(jìn)行隔離，從而使飛機(jī)具備安全飛行邊界告警、危險(xiǎn)狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別、隔離能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于飛行控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防失速控制方法及裝置。

背景技術(shù)

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的空中態(tài)勢(shì)，現(xiàn)代飛機(jī)不僅需要具備隱身性能和超視距能力，還需要具備高機(jī)動(dòng)性能和近距離格斗能力。在執(zhí)行追蹤/鎖定目標(biāo)、躲避敵方雷達(dá)、低空突防和攻擊后逃逸等任務(wù)時(shí)，飛機(jī)經(jīng)常需要進(jìn)行大迎角飛行。進(jìn)行這類動(dòng)作的飛機(jī)一般處于安全飛行邊界附近，如果飛行員做出危險(xiǎn)動(dòng)作，例如繼續(xù)拉大迎角操作，則極有可能導(dǎo)使飛機(jī)超出迎角安全邊界，最終導(dǎo)致飛機(jī)失速，引發(fā)飛行事故。

大迎角失速是指在給定飛行條件下，飛機(jī)迎角大于可達(dá)到的最大可用升力系數(shù)所對(duì)應(yīng)的失速迎角，此時(shí)發(fā)生氣流分離而引起危險(xiǎn)飛行狀態(tài)。在該狀態(tài)下，飛機(jī)升力明顯下降、飛機(jī)操縱發(fā)生抖振、機(jī)翼非指令性搖晃、機(jī)頭非指令性側(cè)偏、飛機(jī)非指令性俯仰擺動(dòng)或是突然抬頭等，都會(huì)導(dǎo)致迎角繼續(xù)增加。失速時(shí)飛機(jī)的操縱性明顯變差，有時(shí)甚至完全喪失操縱性。失速進(jìn)一步發(fā)展可達(dá)到過(guò)失速狀態(tài)，呈現(xiàn)出若干特殊的運(yùn)動(dòng)特性，包括：偏離、過(guò)失速旋轉(zhuǎn)、尾旋和深失速等。

高機(jī)動(dòng)飛機(jī)的機(jī)動(dòng)過(guò)程影響因素復(fù)雜，表現(xiàn)出不同的響應(yīng)特征，而且發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，過(guò)程快、偶發(fā)性強(qiáng)。雖然有經(jīng)驗(yàn)的飛行員能根據(jù)操縱和飛機(jī)響應(yīng)判斷是否進(jìn)行了危險(xiǎn)動(dòng)作操縱，但又容易受人的主觀感受、飛行經(jīng)驗(yàn)和其他不確定因素的影響。

傳統(tǒng)的飛行控制系統(tǒng)中，飛行安全約束能夠根據(jù)飛機(jī)的迎角判斷其飛行狀態(tài)，將飛機(jī)約束在安全飛行邊界內(nèi)。然而這種約束方式無(wú)法對(duì)飛機(jī)的飛行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，難以規(guī)避危險(xiǎn)動(dòng)作帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，這種約束方法沒(méi)有利用全部的飛行邊界，因此限制了飛機(jī)性能的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供了一種防失速控制方法，以解決或減輕背景技術(shù)中的至少一個(gè)問(wèn)題。

在一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案是：一種防失速控制方法，包括：

獲取飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)及飛行員操作參數(shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，以獲得迎角限制邊界；

實(shí)時(shí)判斷飛機(jī)的當(dāng)前迎角與迎角限制邊界的關(guān)系，若飛機(jī)的當(dāng)前迎角沒(méi)有超出迎角限制邊界，則不進(jìn)行任何干預(yù)；當(dāng)飛機(jī)的當(dāng)前迎角超過(guò)迎角限制邊界時(shí)，隔離飛行員的操作動(dòng)作，不再響應(yīng)拉桿操作，同時(shí)啟東迎角保護(hù)控制。

進(jìn)一步的，所述飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括飛行高度、速度及飛機(jī)迎角。

進(jìn)一步的，所述飛行員操作參數(shù)為飛行員對(duì)駕駛桿的操作量。

進(jìn)一步的，所述迎角限制邊界是根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)下，飛行員的操作是否會(huì)使飛機(jī)的迎角接近或超出迎角安全限制邊界從而進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)而確定的。

在另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案是：一種防失速控制裝置，包括：

迎角限制邊界確定模塊，用于獲取飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)及飛行員操作參數(shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，以獲得迎角限制邊界；

狀態(tài)判斷模塊，用于實(shí)時(shí)判斷飛機(jī)的當(dāng)前迎角與迎角限制邊界的關(guān)系，若飛機(jī)的當(dāng)前迎角沒(méi)有超出迎角限制邊界，則不進(jìn)行任何干預(yù)；當(dāng)飛機(jī)的當(dāng)前迎角超過(guò)迎角限制邊界時(shí)，隔離飛行員的操作動(dòng)作，不再響應(yīng)拉桿操作，同時(shí)啟東迎角保護(hù)控制。

進(jìn)一步的，所述飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括飛行高度、速度及飛機(jī)迎角。

進(jìn)一步的，所述飛行員操作參數(shù)為飛行員對(duì)駕駛桿的操作量。