DE04786134T1 - Verfahren und vorrichtung zur flugsteuerung von kipprotorflugzeugen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur flugsteuerung von kipprotorflugzeugen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur automatischen Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des:
Vorsehens eines Flugsteuerungssystems;
Erzeugens eines Längsgeschwindigkeits-Steuersignals;
automatischen Kippens der Gondeln mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Längsgeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Längsschubvektorkomponente zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und
automatischen Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.

Claims (23)

  1. Verfahren zur automatischen Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: Vorsehens eines Flugsteuerungssystems; Erzeugens eines Längsgeschwindigkeits-Steuersignals; automatischen Kippens der Gondeln mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Längsgeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Längsschubvektorkomponente zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und automatischen Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Nickfluglage hält.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiter die Schritte umfassend des: Erzeugens eines Quergeschwindigkeits-Steuersignals; automatischen Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Quergeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Querschubvektorkomponente zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und automatischen Betätigens der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Rollfluglage zu halten.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Schritt des Betätigens der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Rollfluglage hält.
  5. Verfahren zur automatischen Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: Vorsehens eines Flugsteuerungssystems; Erzeugens eines Quergeschwindigkeits-Steuersignals; automatischen Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Quergeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Querschubvektorkomponente zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und automatischen Betätigens der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Rollfluglage zu halten.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Schritt des Betätigens der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Rollfluglage hält.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5, weiter die Schritte umfassend des: Erzeugens eines Längsgeschwindigkeits-Steuersignals; automatischen Kippens der Gondeln mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Längsgeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Längsschubvektorkomponente zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und automatischen Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Schritt des Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Nickfluglage hält.
  9. Verfahren zur Steuerung einer Reaktion eines Kipprotorflugzeugs auf eine Windbö, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen eines Flugsteuerungssystems; automatisches Kippen der Gondeln mit dem Flugsteuerungssystem, um eine Längsschubvektorkomponente zu produzieren, die einer Längskomponente der Windbö entgegengesetzt ist; automatisches Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um eine Querschubvektorkomponente zu produzieren, die einer Querkomponente der Windbö entgegengesetzt ist, und um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten; und automatisches Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Rollfluglage zu halten.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt des Betätigens der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Nickfluglage hält.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt des Betätigens der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Rollfluglage hält.
  12. Flugsteuerungssystem zur Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Flugsteuerungssystem umfasst: Mittel zum Empfangen eines Längsgeschwindigkeits-Steuersignals; Mittel zum Kippen der Gondeln; Mittel zum Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor; softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Kippen der Gondeln in Reaktion auf das Längsgeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Längsschubvektorkomponente zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.
  13. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 12, wobei die softwareverwirklichten Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Nickfluglage halten.
  14. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 12, weiter umfassend: Mittel zum Empfangen eines Quergeschwindigkeits-Steuersignals; Mittel zum Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor; softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente in Reaktion auf das Quergeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Querschubvektorkomponente zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor, um den Rumpf in einer gewünschten Rollfluglage zu halten.
  15. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 14, wobei die softwareverwirklichten Steuerregeln zum automatischen Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Rollfluglage halten.
  16. Flugsteuerungssystem zur Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug einen Rumpf und mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor mit Blättern mit verstellbarer Neigung aufweist, die durch zyklische Taumelscheibensteuerelemente und kollektive Taumelscheibensteuerelemente gesteuert werden, wobei das Flugsteuerungssystem umfasst: Mittel zum Empfangen eines Quergeschwindigkeits-Steuersignals; Mittel zum Betätigen der zyklischen und kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor; softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente in Reaktion auf das Quergeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Querschubvektorkomponente zur Steuerung der Quergeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor, um den Rumpf in einer gewünschten Rollfluglage zu halten.
  17. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 16, wobei die softwareverwirklichten Steuerregeln zum automatischen Betätigen der kollektiven Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Rollfluglage halten.
  18. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 16, weiter umfassend: Mittel zum Empfangen eines Längsgeschwindigkeits-Steuersignals; Mittel zum Kippen der Gondeln; softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Kippen der Gondeln in Reaktion auf das Längsgeschwindigkeits-Steuersignal, um eine Längsschubvektorkomponente zur Steuerung der Längsgeschwindigkeit des Flugzeugs zu produzieren; und softwareverwirklichte Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.
  19. Flugsteuerungssystem gemäß Anspruch 18, wobei die softwareverwirklichten Steuerregeln zum automatischen Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente den Rumpf in einer generell horizontalen Nickfluglage halten.
  20. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei das Flugsteuerungssystem zur Steuerung des Flugs eines unbemannten Luftfahrzeugs eingerichtet ist.
  21. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei das Flugsteuerungssystem zur Steuerung des Flugs eines unbemannten Luftfahrzeugs eingerichtet ist.
  22. Verfahren zur automatischen Steuerung des Flugs eines Kipprotorflugzeugs, während das Flugzeug sich im Flug befindet, der mindestens teilweise rotorgetragen ist, wobei das Flugzeug mindestens zwei kippbare Gondeln aufweist, wobei jede Gondel einen Rotor aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: Vorsehens eines Flugsteuerungssystems; Erzeugens eines Giersteuersignals; automatischen Kippens mindestens einer der Gondeln mit dem Flugsteuerungssystem in Reaktion auf das Giersteuersignal, um ein Längsschubdifferential zwischen den Rotoren zu produzieren, um die Giergeschwindigkeit des Flugzeugs zu steuern.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 21, weiter umfassend: automatisches Betätigen der zyklischen Taumelscheibensteuerelemente für jeden Rotor mit dem Flugsteuerungssystem, um den Rumpf in einer gewünschten Nickfluglage zu halten.
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