RU2025412C1 - Method of shaping flying vehicle control signal - Google Patents

Abstract

FIELD: method of control of manoeuvrable flying vehicles. SUBSTANCE: method consists in determination of vertical g-load, comparison of it with permissible value, determination of the functional condition of the pilot and shaping of signal for automatically bringing the flying vehicle to horizontal flight till restoration of the pilot's physical condition when two factors are present simultaneously: vertical g-load has reached preset threshold value and signal is furnished on unsatisfactory physical condition of the pilot. EFFECT: enhanced safety of flight at presence of g-loads. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам управления полетом маневренных летательных аппаратов (МЛА). The invention relates to methods for controlling the flight of maneuverable aircraft (MLA).

Оно может найти применение в летной практике при выполнении учебно-тренировочных полетов на пилотаж в процессе первоначального обучения курсантов авиационных училищ, освоении и применении летным составом новых способов и сpедств ведения ближнего воздушного боя, в процессе боевой подготовки летного состава авиации и в испытательных полетах при отработке летно-технических характеристик перспективных МЛА. Кроме того, оно может найти применение в спортивной авиации при выполнении фигур сложного и высшего пилотажа и при полетах летательного аппарата в космическое пространство. It can find application in flight practice when performing training flights for aerobatics in the process of initial training of cadets of aviation schools, development and application of new methods and means of conducting close air combat in flight training, in the process of combat training of flight personnel of aviation and in test flights during training performance characteristics of promising MLAs. In addition, it can find application in sports aviation when performing figures of complex and aerobatics and when flying an aircraft into outer space.

Известные способы управления МЛА предусматривают в частности при ухудшении функционального состояния летчика выведение МЛА из сложного маневра в горизонтальный полет, причем все они основаны на участии летчика в процессе управления или включении с его помощью автоматического режима приведения к горизонту. Known methods of controlling the MLA provide, in particular, when the pilot’s functional state deteriorates, the MLA is taken out of a complex maneuver into a horizontal flight, all of which are based on the pilot’s participation in the control process or the inclusion of an automatic mode to bring him to the horizon.

Однако полеты на МЛА сопровождаются воздействием на организм человека различных физических факторов, среди которых особую значимость имеют перегрузки. However, flights to MLA are accompanied by the impact on the human body of various physical factors, among which overloads are of particular importance.

Действие перегрузок на МЛА приводит к нарушению функционального состояния физиологических систем, чувствительности и взаимодействия анализаторов (органов чувств), течения основных нервных и психических процессов, а также может сопровождаться развитием утомления, переутомления и приводить к снижению качества профессиональной деятельности и пространственной ориентации летчика в полете. The effect of overloads on the MDA leads to a violation of the functional state of physiological systems, the sensitivity and interaction of analyzers (sensory organs), the course of the main nervous and mental processes, and can also be accompanied by the development of fatigue, overwork and lead to a decrease in the quality of professional activity and spatial orientation of the pilot in flight.

В таких случаях исход полета во многом определяется аэродинамическими характеристиками МЛА, его положением в пространстве и параметрами полета. В процессе неуправляемого полета под действием аэродинамических факторов не исключена возможность выхода летательного аппарата из сложного положения (маневра), выравнивания его и временной стабилизации, в результате чего уменьшается величина перегрузок и работоспособность человека может восстановиться. In such cases, the outcome of the flight is largely determined by the aerodynamic characteristics of the MLA, its position in space and the flight parameters. In the process of uncontrolled flight under the influence of aerodynamic factors, it is possible that the aircraft can get out of a difficult position (maneuver), align it and temporarily stabilize, as a result of which the magnitude of overloads decreases and a person's working capacity can be restored.

Известен способ управления МЛА, позволяющий существенно повысить безопасность полета на больших углах атаки и включающий измерение параметра полета (угла атаки α_ист ), сравнение его с допустимым значением этого параметра ( α_доп ) и при превышении углом α своего допустимого значения формирование импульса на сигнализатор на штурвале. По этому сигналу летчик должен принять меры для перевода МЛА на эксплуатационный угол атаки. Если же самолет по какой-либо причине не выходит на данный режим, принудительно отклоняется штурвал на уменьшение угла α и удерживается в отклоненном положении до возвращения самолета на эксплуатационный режим полета.There is a known method of control of MLA, which can significantly improve flight safety at large angles of attack and includes measuring the flight parameter (angle of attack α _ist ), comparing it with the permissible value of this parameter (α _add ) and, when the angle α exceeds its allowable value, the pulse formation on the annunciator by the helm. At this signal, the pilot must take measures to transfer the MLA to the operational angle of attack. If, for any reason, the aircraft does not enter this mode, the helm is forcibly deflected to decrease the angle α and held in a deviated position until the aircraft returns to the operational flight mode.

Целью изобретения является повышение безопасности полета при кратковременной потере летчиком работоспособности при воздействии перегрузок. The aim of the invention is to improve flight safety in the short-term loss of health by the pilot when exposed to overloads.

Это достигается тем, что при способе управления МЛА, включающем автоматическое выведение ЛА из сложного маневра в горизонтальный полет, в каждый момент времени измеряют вертикальную перегрузку, действующую на ЛА, определяют функциональное состояние летчика и при одновременном достижении вертикальной перегрузкой заданного порогового значения и наличии сигнала о потере летчиком работоспособности, формируют сигнал на автоматическое приведение ЛА в горизонтальный полет, действующий до момента восстановления работоспособности летчика. This is achieved by the fact that with the control method of the MLA, which includes the automatic removal of the aircraft from a complex maneuver into a horizontal flight, the vertical overload acting on the aircraft is measured at each instant of time, the functional state of the pilot is determined and, at the same time, the vertical overload reaches a predetermined threshold value and there is a signal about the pilot’s loss of operability, a signal is generated to automatically bring the aircraft into horizontal flight, which is valid until the pilot is restored to operability.

На чертеже приведена упрощенная функциональная схема системы управления, позволяющей реализовать предлагаемый способ. The drawing shows a simplified functional diagram of a control system that allows you to implement the proposed method.

Система управления содержит измеритель 1 вертикальной перегрузки, выполненный, например, на базе датчика линейных ускорений, прибор 2, регистрирующий функциональное состояние летчика, например датчик мышечных усилий, прилагаемых летчиком в органам управления, блок 3 формирования аварийного сигнала и систему 4 автоматического приведения МЛА к горизонту. The control system includes a vertical overload meter 1, made, for example, on the basis of a linear acceleration sensor, a device 2, which records the pilot’s functional state, for example, a sensor of muscular efforts exerted by the pilot in the controls, an alarm signal generation unit 3, and an automatic MDA system for bringing the horizon to horizon .

При выполнении сложного маневра ЛА под воздействием перегрузок летчик может на короткое время потерять работоспособность вследствие ухудшения состояния здоровья или потери сознания и при этом непроизвольно снять руки (ноги) с органов управления или существенно ослабить мышечные усилия на них. При одновременном наличии сигнала с измерителя 1, несущего информацию о величине перегрузки, опасной (-Gz ≥ -2 ед; + Gz ≥ 4 ед) для функционального состояния человека, и сигнала с прибора 2, несущего информацию в частности об отсутствии усилия на органах управления или об уменьшении его ниже допустимого предела, в блоке 3 формируется аварийный сигнал, который поступает в систему 4 и включает ее, благодаря чему осуществляется выведение МЛА из сложного положения в горизонтальный полет. Автоматическое выведение ЛА в горизонтальный полет и управление им в горизонтальном полете будет осуществляться до тех пор, пока не появится сигнал о восстановлении работоспособности человека - оператора, в частности о наличии соответствующего усилия на органах управления. После этого управление МЛА будет осуществляться летчиком либо вручную, либо автоматически в заданном им режиме. When performing a complex maneuver of an aircraft under the influence of overloads, the pilot can lose working capacity for a short time due to poor health or loss of consciousness, and at the same time, involuntarily remove his arms (legs) from the controls or significantly weaken muscle efforts on them. With the simultaneous presence of a signal from meter 1, which carries information about the amount of overload, dangerous (-Gz ≥ -2 units; + Gz ≥ 4 units) for the functional state of a person, and a signal from device 2, which carries information, in particular, about the lack of effort on the controls or to reduce it below the permissible limit, in block 3 an alarm is generated, which enters the system 4 and turns it on, due to which the MDA is removed from a difficult position in a horizontal flight. The automatic launch of the aircraft in horizontal flight and its control in horizontal flight will be carried out until a signal appears to restore the working capacity of the human operator, in particular the presence of appropriate effort on the controls. After that, the control of the MDA will be carried out by the pilot either manually or automatically in the mode set by him.

Таким образом, предлагаемый функционально-адаптивный способ управления МЛА повышает безопасность полета, так как позволяет избежать летного происшествия при кратковременной потере летчиком работоспособности под воздействием перегрузок. Thus, the proposed functional-adaptive control method for the MLA increases flight safety, as it allows to avoid a flight accident in the case of a short-term loss by the pilot of operability under the influence of overloads.

Claims (1)

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ, заключающийся в определении параметра полета, сравнении его с допустимым и формировании сигнала на принудительное приведение летательного аппарата в заданное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности полета при кратковременной потере летчиком работоспособности при воздействии перегрузок, определяют функциональное состояние летчика, в качестве параметра полета используют вертикальную перегрузку и при одновременном достижении вертикальной перегрузкой заданного порогового значения и наличии сигнала о потере летчиком работоспособности формируют сигнал на автоматическое приведение летательного аппарата в горизонтальный полет, действующий до момента восстановления работоспособности летчика. METHOD FOR FORMING Aircraft Control Signal, which consists in determining a flight parameter, comparing it with an acceptable one and generating a signal for forcibly bringing the aircraft to a predetermined position, characterized in that, in order to increase flight safety during a short-term loss of operability by the pilot under the influence of overloads, determine the functional the state of the pilot, vertical overload is used as a flight parameter and, while achieving vertical overload, viscous predetermined threshold value and a signal of loss of operability formed pilot signal for automatic actuation of the aircraft in horizontal flight, until a valid pilot recovery efficiency.

Images