KR20200095497A

KR20200095497A - 항공기 제어 시스템

Info

Publication number: KR20200095497A
Application number: KR1020207018166A
Authority: KR
Inventors: 애덤 테일러; 조나단 데이빗 드레이퍼
Original assignee: 배 시스템즈 피엘시
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-08-10
Also published as: WO2019122807A1; CA3085054A1; US20200339246A1; KR102650037B1; MA51273A; CN111556841A; JP2021507846A; ES2949956T3; EP3728026B1; EP3728026A1; JP7005770B2; US11174005B2

Abstract

항공기 제어 시스템은 공유 입력 제어를 가능하게 한다. 단일 인셉터는 필요한 인셉터의 개수를 줄이기 위해 지상 기반 항공기 제어 및 비행 기반 제어 모두를 제어하기 위한 출력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사이드 스틱은 피치 및 항공기 노즈 휠 스티어링 모두에 대한 제어를 제공한다. 액티브 인셉터 기술은 제어 시스템 상태에 대해 조작자에게 피드백을 제공하는 데 사용될 수 있다.

Description

항공기 제어 시스템

본 개시는 항공기용 제어 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 동적 기능성을 갖는 제어 시스템에 관한 것이다.

항공기는 항공기 제어 시스템에게 조작자 명령을 운반하는 데 사용되는 광범위한 제어 시스템을 가지고 있다. 비행 제어는 조작자가 (공중 또는 지상에서) 이동 중에 항공기의 측면(aspects)을 제어할 수 있게 하는 그러한 제어 시스템의 한 세트이다. 비행 제어 시스템의 특정 예는 공중 또는 지상에서 항공기의 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw)를 제어하기 위한 시스템이다.

전형적인 항공기 피치 및 롤은 조작자에 의해 보유된 스틱 또는 요크에 의해 제어된다. 항공기 제어는 일반적으로 인셉터(inceptor)로 알려져 있다. 인셉터의 구체적인 예는 피치 및 롤 각각에 대해 하나씩, 2차원 이동(전방/후방 및 좌/우)을 갖는 조작자의 측면(side)에 위치된 사이드 스틱이다. 공중에 있는 동안 (그리고, 지상에서 속도를 내서 이동하는 동안) 항공기의 요는 전형적으로 사용자의 발에 의해 제어되는 방향키 페달에 의해 제어되는 방향키의 제어에 의한 것이다. 에일러론(Aileron), 엘리베이터 및 방향키는 항공기 상의 공기 흐름과 상호 작용함으로써 항공기를 제어하는 공기 역학적 제어 표면의 예이다.

지상에서 항공기는 노즈 휠 스티어링(nose-wheel steering) 및 휠 브레이크를 사용하여 제어된다. 노즈 휠 스티어링은 전형적으로 틸러(tiller) 제어를 사용하여 제어되고, 브레이크는 별개의 페달 또는 방향키 페달의 브레이크 영역을 누름으로써 제어된다.

종래의 시스템에서, 각각의 제어 측면은 언제나 사용되고 있는 제어의 서브 세트에도 불구하고 개별 입력 제어를 갖는다. 이러한 다수의 시스템은 비용과 복잡성을 증가시키지만, 각각의 시스템의 특성과 요구사항은 매우 다르다.

따라서, 복잡성과 비용을 줄이는 항공기 제어 시스템에 대한 요구사항이 있다.

본 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 단순화된 형태로 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 결정하는 데 도움을 주기 위해 사용되고자 하는 것도 아니다.

항공기를 제어하기 위한 제어 시스템이 제공되며, 이는 인셉터(inceptor); 및 제1 축에서 인셉터의 이동을 나타내는 입력 및 적어도 제1 및 제2 출력을 수신하도록 구성된 제1 입력을 갖는 처리 시스템 ― 각각의 출력은 항공기의 상이한 측면을 제어하기 위함임 ―을 포함하며, 제1 상태에서, 처리 시스템은 제1 입력에 기초하여 제1 출력만을 제어하도록 구성되고, 제2 상태에서, 처리 시스템은 제1 입력에 기초하여 제2 출력만을 제어하도록 구성된다.

인셉터는 액티브 인셉터 장치일 수 있고, 처리 시스템은 인셉터의 이동 저항을 제어하도록 구성되며, 이동 저항은 적어도 처리 시스템의 상태에 의존한다.

제1 출력은 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어할 수 있고, 제2 출력은 항공기의 노즈 휠 스티어링(nose-wheel steering)을 제어한다.

인셉터는 사이드 스틱 제어일 수 있고, 제1 축은 사이드 스틱 제어의 좌우 축이다.

제1 출력은 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어할 수 있고, 제2 출력은 항공기의 휠 브레이크를 제어한다.

인셉터는 사이드 스틱 제어일 수 있고, 제1 축은 사이드 스틱 제어의 전후 축이다.

처리 시스템은 항공기가 비행 중인 경우 제1 상태를 채택하고, 항공기가 지상에 있는 경우에만 제2 상태를 채택하도록 구성될 수 있다.

처리 시스템은 적어도 항공기가 지상에 있는지 여부를 지시하는 입력에 기초하여 상태 사이를 스위칭하도록 구성될 수 있다.

제3 상태에서, 처리 시스템은 제1 입력에 기초하여 제1 출력 및 제2 출력 모두를 제어하도록 구성될 수 있다.

처리 시스템은 적어도 하나의 미리 정의된 값과 관련하여 항공기 지상 속도를 지시하는 입력에 기초하여 상태 사이를 스위칭하도록 구성될 수 있다.

처리 시스템 상태는 항공기의 조작자로부터의 입력에 의해 제어될 수 있다.

제2 상태에서, 이동 저항은 미리 정의된 노즈 휠 스티어링 각도를 지시하기 위해 정지(stop)를 포함할 수 있다.

인셉터는 사이드 스틱 제어일 수 있고, 제1 출력은 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어하며, 제2 출력은 항공기의 노즈 휠 스티어링을 제어하고, 제1 축은 사이드 스틱 입력 제어의 좌우 축이며, 제1 상태에서, 처리 시스템은 제2 입력에 기초하여 제3 출력을 제어할 수 있고, 제3 출력은 항공기의 제2 공기 역학적 제어 표면을 제어하며, 제2 상태에서 처리 시스템은 제2 입력에 기초하여 제4 출력을 제어하고, 제4 출력은 항공기의 휠 브레이크를 제어하며, 제2 입력은 사이드 스틱 입력 제어의 전후 축이다.

인셉터의 이동 특성은 처리 시스템의 상태를 지시하는 항공기 조작자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다.

처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 항공기의 지상 속도에 따라 변할 수 있다.

처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 가변적일 수 있고, 이동 저항은 액티브 제어 비율에 의존한다.

처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 인셉터의 위치에 따라 변할 수 있다.

이동 정지는 서로 다른 제어 비율을 갖는 영역 사이에서 제공될 수 있다.

인셉터의 제1 이동 영역에서 출력은 인셉터 위치에 비례할 수 있고, 제2 이동 영역에서 출력은 미리 결정된 인셉터 위치와 관련하여 인셉터 위치에 따라 변하지만, 출력은 위치에 비례하지 않는다.

이동 저항은 적어도 인셉터의 위치에 의존할 수 있다.

인셉터 널(inceptor null)은 조작자 입력에 따라 변할 수 있다.

이동 저항은 경로를 따르는 것을 가능하게 하기 위해 조작자에게 피드백을 제공할 수 있다.

항공기를 제어하기 위한 방법이 제공되며, 처리 시스템에서, 제1 축에서 인셉터의 이동을 나타내는 제1 입력 신호를 수신하는 단계; 처리 시스템이 제1 입력 신호를 처리하는 단계; 및 제1 상태에 있는 동안, 제1 입력 신호에 기초하여 제1 출력만을 제어하기 위해 처리 시스템으로부터 제1 출력 신호를 출력하고, 제2 상태에 있는 동안, 제1 입력 신호에 기초하여 제2 출력만을 제어하기 위해 처리 시스템으로부터 제2 출력 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

제1 출력은 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어할 수 있고, 제2 출력은 항공기의 노즈 휠 스티어링을 제어한다.

처리 시스템은 항공기가 비행 중인 동안 제1 상태를 채택하고, 항공기가 지상에 있는 동안 제2 상태를 채택하도록 구성될 수 있다.

제3 상태에 있는 동안, 제1 입력에 기초하여 제1 출력 및 제2 출력을 제어하기 위해 처리 시스템으로부터 제어 신호를 출력한다.

항공기를 제어하기 위한 방법은 항공기 지상 속도를 지시하는 적어도 하나의 입력을 수신하는 단계, 및 적어도 하나의 미리 정의된 값과 관련하여 지상 속도에 의존하는 상태를 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

항공기를 제어하기 위한 방법은 조작자로부터 적어도 하나의 입력을 수신하는 단계, 및 조작자로부터의 입력에 따라 상태를 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

항공기를 제어하기 위한 방법은 액티브 인셉터의 이동 범위 내에서 정지를 정의하기 위해 처리 시스템으로부터 액티브 인셉터로 명령을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

항공기를 제어하기 위한 방법은 처리 시스템의 제어 비율 및 액티브 인셉터의 이동 저항을 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

제어 비율은 액티브 인셉터의 위치에 따라 변할 수 있다.

항공기를 제어하기 위한 방법은 처리로부터 명령을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 다음의 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 항공기 제어 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2 및 3은 제어 상태를 도시한다.

본 발명의 추가 세부 사항, 측면 및 실시예가 이제 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다. 도면에서의 엘리먼트는 단순성 및 명료성을 위해 도시되어 있으며 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 이해를 쉽게 하기 위해 개별 도면에 동일한 참조 번호가 포함되었다.

도 1은 시스템의 관련 부분만 도시한 항공기 제어 시스템의 개략도이다. 입력 제어(10a ~ 10d)는 조작자에 의해 사용되는 입력, 예를 들어 일반적으로 인셉터로 알려진 사이드 스틱 축, 스로틀, 방향키 페달, 틸러 등을 나타낸다. 출력(11a ~ 11d)은 항공기 제어 장치, 예를 들어 에일러론, 엘리베이터, 엔진, 방향키, 노즈 휠 스티어링 및 브레이크를 나타낸다. 처리 시스템(12)은 입력 제어(10a ~ 10d)로부터 신호를 수신하고, 신호를 처리하며, 제어 신호를 출력(11a ~ 11d)으로 출력한다. 처리 시스템(12)은 모든 관련 컴포넌트에 연결되고 필요한 기능을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터 시스템일 수 있다. 입력 및 출력의 개수는 예로서만 도시된다.

처리 시스템(12)은 제어(10a ~ 10d)로부터 입력을 수신하고 처리 시스템 구성에 따라 출력(11a ~ 11d)을 활성화시킨다. 예를 들어, 처리 시스템은 사이드 스틱의 전방/후방 축(종종 피치 축으로 알려짐)으로부터의 입력에 응답하여 항공기의 엘리베이터를 활성화시키도록 구성될 수 있다. 제어 입력 대 출력의 관계는 미리 정의되어 있으며 정적이거나 동적일 수 있다. 처리 시스템(12)은 사용자 설정(13) 또는 입력이 수신되는 센서(14)에 기초하여 입력 대 출력의 관계를 변화시키도록 구성될 수 있다.

처리 시스템(12)은 입력과 출력 사이의 비율 또는 기어링을 정의한다. 이 비율은 주어진 이동 또는 입력에서의 변경에 의해 출력에서 얼마나 많은 이동 또는 변경이 제공되는지를 정의한다.

예를 들어, 엘리베이터에 대한 입력 대 출력 비율은 항공기의 속도에 따라 달라질 수 있다(전형적으로 엘리베이터는 주어진 제어 입력 이동에 대해 속도가 증가함에 따라 덜 이동할 것이다). 처리 시스템(12)은 또한 항공기 상태의 지시, 예를 들어 항공기가 비행 중인지 또는 지상 접촉 중인지 여부를 수신할 수 있다. 이러한 지시는 항공기와 연관된 다양한 센서(예를 들어, 바퀴의 무게) 또는 조작자로부터의 입력으로부터 도출될 수 있으며, 이러한 센서 및 입력은 집합적으로 15로 표시된다.

특정 구성에서, 항공기 상태는 특정 입력에 의해 제어되는 출력을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 입력의 기능이 변경된다. 예를 들어, 비행 중에 좌/우 측면 스틱 축(종종 롤 축으로 알려짐)은 항공기의 에일러론 및 롤을 제어할 수 있으며, 항공기가 지상에 있을 때 사이드 스틱 축이 항공기의 노즈 휠 스티어링을 제어할 수 있다. 이러한 시스템은 특정 출력이 특정 항공기 상태에서만 사용됨을 인식한다. 본 예에서 노즈 휠 스티어링은 항공기가 지상에 있는 동안에만 사용되고 에일러론은 항공기가 공중에 있을 때만 사용된다. 따라서, 이들 상호 배타적인 출력은 동시에 필요하지 않으므로 단일 제어 입력으로 매핑될 수 있다.

출력이 상호 배타적이지 않지만 원하는 출력이 예측 가능한 방식으로 변하는 경우 입력의 기능 변경이 또한 구현될 수도 있다. 예를 들어, 착륙 중에 에일러론 사용에서 노즈 휠 스티어링으로의 천이는 도 2에 도시된 바와 같이, 보다 점진적인 천이일 수 있다. 단계 20에서, 비행 중에 그리고 높은 지상 속도에서 에일러론만이 사이드 스틱에 의해 제어된다. 단계 21에서 항공기가 지상에 있고 지상 속도가 제1 임계값 아래로 떨어지는 경우, 센서(15)에 의해 지시된 바와 같이, 처리 시스템(12)은 에일러론 및 노즈 휠 스티어링 모두를 제어하기 위해 제어 시스템을 수정한다. 지상 속도가 제2 임계값 아래로 더 떨어지면, 단계 22에서 처리 시스템(12)은 노즈 휠 스티어링만을 제어한다.

도 2의 예에서는 2개의 임계값을 도시하지만 임의의 개수의 이러한 임계값이 제공되거나, 또는 단일 천이 임계값이 존재할 수 있다. 또한, 위상 사이의 천이는 정의된 임계값없이 연속적일 수 있다. 예를 들어, 지상 속도가 감소함에 따라 노즈 휠 스티어링의 제어 비율이 증가할 수 있다. 즉, 주어진 사이드 스틱 이동에 의해 제공되는 노즈 휠 이동의 양은 지상 속도가 감소함에 따라 증가한다. 유사하게, 에일러론의 제어 비율은 지상 속도가 감소함에 따라 감소할 수 있다. 입력의 사용 모드 사이의 천이는 또한 제어가 어떠한 출력에도 영향을 미치지 않도록 그들 사이에 별개의 불감대(deadband) 임계값을 가질 수 있다. 예를 들어, 지상 속도가 감소함에 따라 입력은 에일러론 제어를 끌 수 있고, 그 후 지상 속도에서 지상 속도의 추가적인 감소가 발생하면 입력은 두 개의 지상 속도 사이에 별개의 불감대를 갖는 노즈 휠의 제어를 켤 수 있다.

종래의 항공기 제어 시스템에서 노즈 휠 스티어링은 틸러 제어에 의해 제어된다. 그러나, 에일러론 및 노즈 휠 스티어링 둘 다 사이드 스틱에 의해 제어되는 상기 예에 기초하여 틸러 제어가 필요하지 않으므로, 필요한 입력 제어 시스템을 감소시킬 수 있다.

도 3은 비행 중에서의 피치 제어와 지상에 있을 때의 휠 브레이크를 위한 공유 제어 입력의 예를 도시한다. 단계 30에서, 비행 중에, 사이드 스틱의 전방/후방 축은 항공기 엘리베이터 및 항공기 피치를 제어한다. 단계 31에서, 처리 시스템(12)은 항공기가 지상에 있음을 검출하고, 휠 브레이크 및 엘리베이터 모두를 제어하기 위해 제어 시스템을 수정한다. 단계 32에서, 지상 속도가 미리 정의된 임계값 아래로 떨어지면, 휠 브레이크만이 제어된다. 종래의 제어 시스템에서 전술한 바와 같이, 휠 브레이크는 방향키 제어 페달의 영역일 수 있는 브레이크 페달에 의해 제어된다. 그러나, 공유 제어 시스템의 본 예에서 이들 제어 입력은 더 이상 필요하지 않다.

상기한 예에서, 제어 출력 사이의 천이는 항공기 조작의 상황에서 비교적 오랜 기간에 걸쳐 발생할 수 있다. 예를 들어, 착륙하는 동안 에일러론으로부터 노즈 휠 제어로의 천이는 활주로를 따라 착륙 주행의 전체 길이에 걸쳐 발생할 수 있다. 이것이 몇 초 정도일 수 있지만, 조작자에 의해 수행되는 동작에 비해 빠르지는 않다. 따라서, 조작자는 제어 시스템의 변경을 직관적으로 이해하고 그 제어 입력을 적절하게 수정할 수 있다. 제어 시스템이 조작자에게 추가의 정보를 제공하기 위해 존재하는 모드를 조작자에게 지시하기 위해 지시기가 또한 제공될 수 있다.

사이드 스틱 제어를 위한 제어 시스템 출력이 변하는 경우 사용자 경험을 향상시키기 위해 액티브 스틱 기술이 사용될 수 있다. 액티브 스틱은 이동에 대한 저항이 동적으로 변경될 수 있는 제어 스틱 입력이다. 즉, 스틱을 이동시키는데 필요한 힘은 사용자에게 상이한 느낌을 제공하도록 제어될 수 있다. 간단한 예에서, 스틱의 이동 범위에 걸친 저항은 다른 레벨로 설정될 수 있다. 예를 들어, 세 가지 모드가 이동에 대한 상이한 저항으로 제공될 수 있다. 도 2 및 도 3의 예에서, 제어 시스템의 각각의 위상에 대해 하나의 모드가 사용될 수 있으므로, 제어 출력이 제어되는 것에 대해 조작자에게 촉각 입력을 제공할 수 있다.

액티브 스틱의 저항은 또한 스틱을 이동시킬 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위해 이동 범위 전체에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 스틱을 움직이기가 더 어려운 저항 증가 영역인 이동 범위 내에서 "정지"를 정의할 수 있다. 저항은 사용자가 스틱이 이동의 제한에 반하는 것처럼 느끼도록 위치와 관련하여 빠르게 증가할 수 있다. 저항의 크기는 정지 영역을 통해 스틱을 이동시키는 것이 것이 얼마나 어려운지를 정의하기 위해 변경될 수 있다. 정지는 사용자에 대한 촉각 피드백 및 제어 시스템 피드백을 향상시키기 위해 가변 제어 비율과 함께 사용될 수 있다.

제1 예에서, 액티브 사이드 스틱은 공중에 있는 동안의 항공기 롤과 지상에 있을 때의 노즈 휠 스티어링 모두를 제어하도록 구성된다. 공중에 있는 동안의 제어는 상기한 프로세스 중 하나에 따라 지상에서 한 번 노즈 휠로의 제어 변경과 함께 표준 제어 시스템에 따라 이루어진다. 예를 들어, 제어는 공중 제어와 지상 제어 사이를 스위칭할 수 있거나, 또는 상기한 바와 같이 점진적으로 천이할 수 있다.

노즈 휠 스티어링을 위한 제1 구성에서, 정지 및/또는 가변 저항은 제어 비율 사이의 변화를 나타내는 데 사용된다. +/- x°의 작은 스틱 이동을 위해, 제1 제어 비율 및 제1 이동 저항이 제공될 수 있다. 제1 비율의 끝에 도달했음을 지시하기 위해 x°의 스틱 이동에서 정지가 제공될 수 있다. 정지의 크기는 스틱이 상당한 노력없이 이동될 수 있지만 조작자가 알아채기에 충분할 수 있는 것일 수 있다. x°초과의 스틱 이동에서는 이동 저항이 더 큰 스틱 이동을 위해 변경될 수 있다(예를 들어, 제1 이동 저항에 비해 증가되거나 또는 감소되지만, 어떠한 경우에도 정지 저항에 비해 감소된다). x °초과에서는 제어 비율이 두 번째 제어 비율로 변경된다. 정지 및/또는 제1 이동 저항에서 제2 이동 저항으로의 변경은 제어 시스템이 변경되었음을 조작자에게 지시한다. 일 예에서, x는 10°일 수 있다. 10도 미만의 스틱 이동의 경우, 10°의 스틱 이동이 10°의 노즈 휠 스티어링을 전달하도록 제1 제어 비율은 1:1일 수 있다. 10°초과의 스틱 이동에서, 10 내지 (최대 스틱 이동 - 예를 들어 20°)°의 스틱 이동이 10-(최대 스티어링 각도 - 예를 들어 78°)°의 노즈 휠 스티어링을 제공하도록 제2 제어 비율이 더 클 수 있다. 따라서, 스틱 변형이 클수록 비율이 증가한다.

제2 구성에서, +/-x°스틱 이동(예를 들어 10°)은 제1 비율의 노즈 휠 스티어링(예를 들어, 1:1)을 제공하고 x°의 스틱 이동에서 스티어링 각도가 초기에 y°가 되도록 제1 이동 저항을 갖는다. x°의 스틱 이동에서 정지가 제공될 수 있다. 스틱을 x°보다 크게 이동시키면 스티어링 각도가 증가하고, 스틱을 x°에서 유지하면 현재의 스티어링 각도가 유지된다(y°보다 큰 경우 포함). x° 미만으로 스틱을 이동시키면 해당 각도가 y°보다 클 경우 스티어링 각도가 감소된다. 일단 y°에서, 스티어링 각도가 스틱 위치에 비례하도록 x° 미만의 이동에 대해 제어가 제1 비율로 되돌아간다. 즉, 일단 y°의 스티어링 각도에 도달하면, 사이드 스틱은 스틱의 이동이 특정 요청된 출력이 아니라 출력의 변화를 지시하는 비례 응답을 제공할 수 있다. 본 예에서, x°에서의 정지 대신에, 스틱이 그 위치의 중심에 위치하도록 압력이 제거될 때 스틱이 그 위치에 유지되도록 널(null)이 제공될 수 있다. 이것은 현재의 구성을 이해하기 위해 사용자에게 촉각 피드백을 제공한다.

제3 구성에서, 이동 저항은 노즈 휠 스티어링 각도에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 저항 +/- z lbf는 노즈 휠 스티어링의 정도마다 설정될 수 있다. 또한, 스틱 이동보다 더 큰 노즈 휠 스티어링 이동을 허용하기 위해 관계는 비선형일 수 있다. 예를 들어, 좌표의 세트는 (0,0), (5,10), (10,15), (40,20)과 같이 ((lbf), (스틱 이동))으로 정의될 수 있다.

제4 구성에서, 스틱 널(stick null)은 스틱 이동을 위해 반대 방향으로 이동될 수 있다. 스틱을 해제하는 경우 스틱이 (더 이상 스틱 이동의 기하학적 중심에 있지 않는) 널 위치로 다시 이동하고, 스티어링은 설정된 위치에서 유지된다. 예를 들어, 우측으로 10lbf의 힘을 가하면 스티어링이 우측으로 20°만큼 이동시킬 수 있다. 해제시 널은 기하학적 중심의 좌측으로 이동하였다.

상기 구성은 개별적인 예로서 해석되는 것이 아니라, 가능한 특징의 조합으로 해석되도록 의도된다. 각각의 구성으로부터의 측면은 적절하거나 또는 바람직한 다른 구성의 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

다른 제어 시스템, 예를 들어 액티브 사이드 스틱에 의한 휠 브레이크 제어와 유사한 구성이 사용될 수 있다. 스틱 이동에 따라 제어 비율이 증가하도록 브레이크 제어를 위해 비선형 기울기(gradient)가 사용될 수 있다. 이러한 다양한 비율은 긴 활주로에서 보다 우수하고 정교하게 제어되며 제동이 가능하고 짧은 활주로에서 보다 적극적인 제동이 가능할 수 있다.

처리 시스템(12)은 액티브 스틱 동작을 정의하는 데 사용되는 다른 항공기 시스템으로부터 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 스틱 동작은 지상에서 예정된 경로를 따라 가도록(예를 들어, 유도로를 따라 가도록) 수정될 수 있다. 예를 들어, 조작자에게 입력이 잘못되었음을 지시하기 위해 정해진 이동 경로에서 멀어 지도록 항공기를 이동시키는 이동을 조작자가 명령하면 스틱 저항이 증가할 수 있다(예를 들어, 정지가 정의될 수 있다). 그러나, 조작자가 제어 시스템의 제안을 무시할 수 있도록 정지를 통한 사이드 스틱 이동이 가능하다. 추가의 예는 항공기가 조종사에게 제어 입력을 제안하기 위해 회전 또는 정지 지점에 접근함에 따라 제동 동작이 수정될 수 있다.

상기 설명은 주로 사이드 스틱 제어와 관련하여 제공되었지만, 논의된 원리는 인셉터의 임의의 유형 또는 구성에 적용된다는 것을 이해할 것이다. 특히, 사이드 스틱 및 요크의 기능성은 비슷할 수 있으며, 사이드 스틱에 대한 참조는 조작자에 대한 위치 또는 그립 방식에 관계없이 해당 유형의 제어 입력에 대한 참조로 해석되어야 한다.

본 발명이 일부 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에서 제시된 특정 형태로 제한되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한된다. 또한, 특정 실시예와 관련하여 특징이 설명되는 것처럼 보일 수 있지만, 당업자는 설명된 실시예의 다양한 특징이 본 발명에 따라 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 청구 범위에서, "포함하는(comprising)"이라는 용어는 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.

또한, 청구 범위에서의 특징의 순서는 그 특징이 수행되어야 하는 임의의 특정 순서를 의미하지 않으며, 특히 방법 청구항에서의 개별 단계의 순서는 그 단계가 이러한 순서로 수행되어야 함을 의미하지는 않는다. 오히려, 그 단계는 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 단수의 언급은 복수를 배제하지 않는다. 따라서,‘하나(a)',‘하나(an)',‘제1’,‘제2’등에 대한 언급은 복수를 배제하지 않는다. 청구 범위에서, "포함하는(comprising)" 또는 "포함하는(including)"이라는 용어는 다른 요소의 존재를 배제하지 않는다.

Claims

항공기를 제어하기 위한 제어 시스템으로서,
인셉터(inceptor); 및
제1 축에서 상기 인셉터의 이동을 나타내는 입력 및 적어도 제1 및 제2 출력을 수신하도록 구성된 제1 입력을 갖는 처리 시스템 ― 각각의 출력은 항공기의 상이한 측면을 제어하기 위함임 ―
을 포함하며,
제1 상태에서, 상기 처리 시스템은 상기 제1 입력에 기초하여 상기 제1 출력만을 제어하도록 구성되고, 제2 상태에서, 상기 처리 시스템은 상기 제1 입력에 기초하여 상기 제2 출력만을 제어하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 인셉터는 액티브 인셉터 장치이고, 상기 처리 시스템은 상기 인셉터의 이동 저항을 제어하도록 구성되며,
상기 이동 저항은 적어도 상기 처리 시스템의 상태에 의존하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 출력은 상기 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어하고, 상기 제2 출력은 상기 항공기의 노즈 휠 스티어링(nose-wheel steering)을 제어하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 인셉터는 사이드 스틱 제어이고, 상기 제1 축은 상기 사이드 스틱 제어의 좌우 축인,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 출력은 상기 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어하고, 상기 제2 출력은 상기 항공기의 휠 브레이크를 제어하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 인셉터는 사이드 스틱 제어이고, 상기 제1 축은 상기 사이드 스틱 제어의 전후 축인,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템은 상기 항공기가 비행 중인 경우 상기 제1 상태를 채택하고, 상기 항공기가 지상에 있는 경우에만 상기 제2 상태를 채택하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템은 적어도 상기 항공기가 지상에 있는지 여부를 지시하는 입력에 기초하여 상태 사이를 스위칭하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제3 상태에서, 상기 처리 시스템은 상기 제1 입력에 기초하여 상기 제1 출력 및 상기 제2 출력 모두를 제어하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템은 적어도 하나의 미리 정의된 값과 관련하여 상기 항공기 지상 속도를 지시하는 입력에 기초하여 상태 사이를 스위칭하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템 상태는 상기 항공기의 조작자로부터의 입력에 의해 제어되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
제2항에 따르는 경우, 상기 제2 상태에서, 상기 이동 저항은 미리 정의된 노즈 휠 스티어링 각도를 지시하기 위해 정지(stop)를 포함하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 인셉터는 사이드 스틱 제어이고,
상기 제1 출력은 상기 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어하고, 상기 제2 출력은 상기 항공기의 노즈 휠 스티어링을 제어하며, 상기 제1 축은 상기 사이드 스틱 입력 제어의 좌우 축이고,
상기 제1 상태에서, 상기 처리 시스템은 제2 입력에 기초하여 제3 출력을 제어하고, 상기 제3 출력은 상기 항공기의 제2 공기 역학적 제어 표면을 제어하며, 상기 제2 상태에서 상기 처리 시스템은 상기 제2 입력에 기초하여 제4 출력을 제어하고, 상기 제4 출력은 상기 항공기의 휠 브레이크를 제어하며, 상기 제2 입력은 상기 사이드 스틱 입력 제어의 전후 축인,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인셉터의 이동 특성은 상기 처리 시스템의 상태를 지시하는 상기 항공기 조작자에게 촉각 피드백을 제공하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 상기 항공기의 지상 속도에 따라 변하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 가변적이고, 상기 이동 저항은 상기 액티브 제어 비율에 의존하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템에 의해 제공되는 제어 비율은 상기 인셉터의 위치에 따라 변하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제16항에 있어서,
이동 정지는 서로 다른 제어 비율을 갖는 영역 사이에서 제공되는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인셉터의 제1 이동 영역에서 출력은 인셉터 위치에 비례하고, 제2 이동 영역에서 상기 출력은 미리 결정된 인셉터 위치와 관련하여 인셉터 위치에 따라 변하지만, 상기 출력은 위치에 비례하지 않는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 이동 저항은 적어도 상기 인셉터의 위치에 의존하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
조작자 입력에 따라 인셉터 널(inceptor null)이 변하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 이동 저항은 경로를 따르는 것을 가능하게 하기 위해 상기 조작자에게 피드백을 제공하는,
항공기를 제어하기 위한 제어 시스템.
항공기를 제어하기 위한 방법으로서,
처리 시스템에서, 제1 축에서 인셉터의 이동을 나타내는 제1 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 처리 시스템이 상기 제1 입력 신호를 처리하는 단계; 및
제1 상태에 있는 동안, 상기 제1 입력 신호에 기초하여 제1 출력만을 제어하기 위해 상기 처리 시스템으로부터 제1 출력 신호를 출력하고, 제2 상태에 있는 동안, 상기 제1 입력 신호에 기초하여 제2 출력만을 제어하기 위해 상기 처리 시스템으로부터 제2 출력 신호를 출력하는 단계
를 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항에 있어서,
상기 인셉터는 액티브 인셉터 장치이고, 상기 처리 시스템은 상기 인셉터의 이동 저항을 제어하도록 구성되며,
상기 이동 저항은 적어도 상기 처리 시스템의 상태에 의존하는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 제1 출력은 상기 항공기의 공기 역학적 제어 표면을 제어하고, 상기 제2 출력은 상기 항공기의 노즈 휠 스티어링을 제어하는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템은 상기 항공기가 비행 중인 동안 상기 제1 상태를 채택하고, 상기 항공기가 지상에 있는 동안 상기 제2 상태를 채택하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 시스템은 적어도 상기 항공기가 지상에 있는지 여부를 지시하는 입력에 기초하여 상태 사이를 스위칭하도록 구성되는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
제3 상태에 있는 동안, 상기 제1 입력에 기초하여 상기 제1 출력 및 상기 제2 출력을 제어하기 위해 상기 처리 시스템으로부터 제어 신호를 출력하는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 항공기 지상 속도를 지시하는 적어도 하나의 입력을 수신하는 단계, 및
적어도 하나의 미리 정의된 값과 관련하여 상기 지상 속도에 의존하는 상태를 변화시키는 단계
를 더 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.
제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
조작자로부터 적어도 하나의 입력을 수신하는 단계, 및
상기 조작자로부터의 입력에 따라 상기 상태를 변화시키는 단계
를 더 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.
제24항에 있어서,
상기 액티브 인셉터의 이동 범위 내에서 정지를 정의하기 위해 상기 처리 시스템으로부터 상기 액티브 인셉터로 명령을 출력하는 단계
를 더 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.
제24항에 있어서,
상기 처리 시스템의 제어 비율 및 상기 액티브 인셉터의 이동 저항을 변화시키는 단계
를 더 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.
제32항에 있어서,
상기 제어 비율은 상기 액티브 인셉터의 위치에 따라 변하는,
항공기를 제어하기 위한 방법.
제24항에 있어서,
상기 액티브 인셉터의 널 위치를 이동시키기 위해 상기 처리 시스템으로부터 상기 액티브 인셉터로 명령을 출력하는 단계
를 더 포함하는 항공기를 제어하기 위한 방법.