JPH01208295A - 航空機の飛行経路制御信号を発生す装置 - Google Patents

航空機の飛行経路制御信号を発生す装置

Info

Publication number
JPH01208295A
JPH01208295A JP63323166A JP32316688A JPH01208295A JP H01208295 A JPH01208295 A JP H01208295A JP 63323166 A JP63323166 A JP 63323166A JP 32316688 A JP32316688 A JP 32316688A JP H01208295 A JPH01208295 A JP H01208295A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aircraft
signal
speed
ground speed
altitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63323166A
Other languages
English (en)
Inventor
Edmund R Skutecki
エドムンド・アール・スカテキ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell Inc
Original Assignee
Honeywell Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Inc filed Critical Honeywell Inc
Publication of JPH01208295A publication Critical patent/JPH01208295A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
    • G05D1/0858Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft specially adapted for vertical take-off of aircraft
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、全体としてヘリコプタの飛行制御装置に関す
るものでちゃ、更に詳しくいえば、計器着陸システム施
設およびマイクロ波着陸システム施設において、高価で
高性能の低対気速度センナ。
ドツプラレーダ、または精密位置センナを必要とするこ
となしに、ホパ状態へのヘリコプタの進入を制御する装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
固定翼航空機の分野においては、低い最小進入全自動お
よび半自動制御装置が従来技術により達成されている。
しかし、この種の装置は、小型および中型のヘリコプタ
に対しては一般に高価すぎ、かつ広すぎるスペースを占
め、更に重すぎる。それらの装置はフェイルセーフの性
質であることを求められるから、構造および部品等に冗
長性を持九せなければならないために極めて高い性能を
必要とし、したがって高価になる。更に、それらの装置
はカテゴリー■および■のII、S空港施設において低
い最低高度動作に対してのみ保証されている。それらの
カテゴリーの施設は比較的少数の大型空港に設けられて
いるだけである。ヘリコプタは通常そのような大型空港
には飛行せず、より小さい一般的な航空型空港(gen
eral aviationtyp@alrport)
を利用する。したがって、ヘリコプタ市場においである
装置を実用的なものにするためには、適度に簡単で、経
済的であるとともに、カテゴ17−1のILS施設で運
用できるものでなければならない。
低高度進入飛行を成功させるための鍵は、進入の終端点
において非常に低い対気速度まで操縦士が速度を低下で
きることである。極めて低い対気速度(5〜lOノツト
)で飛行すると降下率が低下して、操縦士が自己の置か
れている状況を判断し、必要があれば修正操作、たとえ
ば、進入を続行するか、手動操縦するか、回り運動(g
o−aro−und maneuver)等、を行うた
めに十分な時間が供給される。
低速ヘリコプタ操縦の鍵は、ほぼ零まで低下する速度を
測定できることである。従来のピトー管速度測定器の確
度は約60ノツト以下の速度では急激に低下する。その
理由の一部は、対気速度測定装置へ望ましくない入力を
導入する、ヘリコプタの回転翼ブレード吹下し効果にあ
る。低い対気速度を正確に測定できるセンサをマストに
取付けて用いた装置が製造されているが、それらの装置
は破損し易く、かつ商用ヘリコプタの市場に対しては高
価すぎる。ドツプラー凰レーダをベーストする装置も低
い速度を正確に測定できるが、それの価格および寸法の
ために、軍用ヘリコプタにおいてのみ実用されることが
判明している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ある従来の装置は、縦の加速度のみを利用する開ループ
減速技術を用いている。それらの装置は、所定の地理学
的場所までの希望の降下経路と降下速度1に滑空経路に
入った時の初めの測定値を基にしてしばしば計算する。
それらの降下経路のそれらの計算は、降下中に遭遇する
風について仮定することを必然的に必要とする。その理
由は、そのような風の正確な性質が未知だからである。
したがって、仮定した値とは大幅に異なる風は航空機を
希望の経路からそらせるために、目標とする地理学的場
所に達しなかつ之9、その地理学的場所を通り過ぎてし
まう結果となる。更に、それらの装置は、逆風状態の下
で飛行している時には予測できない終端速度をも之らす
結果となることがある。
本願出願人が所有する米国特許筒4,551,804号
明細書には、垂直ジャイロ基準縦加速度針を帰還センサ
として用いて一定の減速度が指令される技術が開示され
ている。最初の対気速度から第20対気速度までの時間
の関数としての実際の減速度が測定される。それらの測
定値を基にして、ホパ状態に達するまでの全減速時間が
予測され、その後で、指令された減速度が除去される。
しかし、この装置も逆風状態の下では不正確である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、精密な進入レーダまたは距離測定装置に頼る
必要なしに性能を向上し、グライドスロープからの逸脱
を補償するものである。従来の安価な機上搭載センナだ
けを用いる。本発明は、典型的なヘリコプタ自動飛行制
御装置において利用できる、垂直速度、グライドスロー
プ誤差、および縦加速度のようなパラメータを使用する
ことにより、進入の終端点中のヘリコプタの対気速度を
計算するものである。ヘリコプタの対地速度の測定値を
供給するようにしてそれらのパラメータが一緒に組合わ
され、ヘリコプタがある所定の最低高度に接近するにつ
れてヘリコプタの速度をホパ速度の近くまで減速するた
めに制御則計算においてそれらの組合わされたパラメー
タが用いられる。
そうすると、ヘリコプタは滑走路の上方のある固定され
た高度(典型的には約15.2m (50フィート)に
ほぼ零の対地速度で位置させられる結果となる。このよ
うな状況においては、操縦士は手動操縦して、着陸させ
ることができ、または着陸するには視界が悪すぎる場合
には旋回飛行(go−around maneauv@
r)を開始できる。この装置は加速度または対気速度で
はなくて対地速度を基にして動作するから、それの確度
は風の状態に依存しない。
本発明に従って、ピッチ姿勢を制御する回転翼サイクリ
ックピッチ指令手段と、それの垂直揚力を制御する回転
翼コレクティブピッチ指令手段とを有する航空機の飛行
経路制御信号を発生する装置において、航空機の垂直速
度全表す信号を供給する手段と、所定の飛行経路からの
航空機の飛行経路の垂直方向のずれを表す速度誤差信号
を供給する手段と、垂直速度信号と速度誤差信号の代数
差を供給する手段と、前記差信号に応答して、対地速度
に比例する信号を得る、対地速度と垂直速度の比に比例
する関数手段とを含む航空機の飛行経路制御信号を発生
する装置が得られる。
対地速度の計算を滑らかにするために対地速度は補充フ
ィルタによシろ波されて、気圧計式に測定された垂直速
度信号が、大気のしよう乱によりひき起されることがあ
る、意図しないのに乱されることが少なくなるようにす
る。ろ波された対地速度信号は、航空機のレーダ高度の
関数として変化する対地速度基準信号に組合わされて指
令された固定航空機減速率を供給するその結果として得
られた対地速度誤差信号が、ピッチ姿勢を制御するため
に航空機のピッチ姿勢制御装置へ加えられる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明の装置について説明する前に、本発明の全体的な
動作特徴および諸要求を説明するために第1図と第2図
を参照する。典型的なヘリコプタ自動制御装置の線図が
第1図に示されている。飛行誘導コンピュータ10が装
置の計算部として機能する。その飛行誘導コンピュータ
は、ピッチ軸12と、ロール軸14と、コレクティブ軸
16と、ヨウ軸18とを含めたいくつかの計算軸を含む
ことができる。そのコンピュータはアナログ型またはデ
ジタル型とすることができるが、現在のほとんどの装置
はアナログ技術とデジタル技術の両方を含む。ピッチ姿
勢とロール姿勢が主回転翼装置のサイクリックピッチ制
御器により制御される。
ヨウはトルク平衡地部回転翼により制御される。
高度は主回転翼装置のコレクティブピッチ制御器により
制御される。また、サイクリックピッチはヘリコプタの
前進運動および後退運動または対気速度および横方向運
動も制御する。
ヘリコプタの飛行経路は、航空機により運ばれる航空機
の姿勢基準および位置基準から得た複数の信号に従って
制御される。それらの信号は組合わされ、ヘリコプタの
動的飛打特性の関数として相関させられる。関連する軸
を安定させるために、各軸12,14.16.18はそ
れぞれのセンサ3G、32,34,36 から信号を受
ける。すなわち、航空機のロール安定化は、垂直ジャイ
ロからロール変位制御信号を供給し、レート回路から変
化率信号を受けることによシ行うことができる。
その結果として得られた信号が適当な増幅器および整形
回路網とコンピュータ14へ供給される。
そのコンピュータの出力はロール作動装置24を起動さ
せる。予め選択された高度からのずれに対応する変位信
号を供給することにより、選択された高度が安定にされ
る。その変位信号は、適当なレート回路によシ供給され
る変化率信号とともに、コレクティブ軸作動装置へ加え
られる。ヨウ軸を中心として安定させるために、ジャイ
ロ磁気コンパスと針路選択器が、選択された針路からの
航空機の飛行方向のずれに対応する出力信号を供給する
。この信号は、航空機のヨウ率および横方向加速度に比
例する信号とともに、適当な増幅器を介してヨウ作動装
置および尾部回転翼制御器26へ加えられる。コンピュ
ータのピッチ軸部12(これは主として本発明によりア
ドレスされる)は、対気速度センサ、高度センサ、縦の
加速度センサのような各種の航空機センサから入力信号
を受け、ブロック42において外側ループ制御則計算を
行う。その計算の結果としてピッチ高度基準38が得ら
れる。外側ループというのは、姿勢入力と飛行方向入力
を自動操縦装置へ加えることにより、航空機の飛行経路
を制御する機能を指すものである。ピッチ姿勢基準信号
38がピッチ姿勢制御則装置40へ加えられる。そのピ
ッチ姿勢゛副御則装置40は基準信号を増幅および整形
して、縦のサイクリック作動装置20を位置させること
により、ヘリコプタを希望のピッチ姿勢に安定させる。
縦のサイクリック作動装置20はヘリコプタ回転翼装置
スオツシュプレート22へ機械的に結合される。
装置のロール軸部14と、コレクティブ軸部16と、ヨ
ウ軸部18とが同様のやp方で動作を行う。
ロール、ヨウおよびコレクティブ作動装置24t−制御
することにより、希望に応じて飛行経路を制御するとい
うようにして各種の入力信号が組合わされる。ロール作
動機およびコレクティブ作動機は主回転翼スオツシュプ
レート22へ機械的に結合され、ヨウ作動機は尾部回転
翼ピッチ制御器26へ機械的に連結される。
陸上をベースとする民間機は計器着陸装置(ILS)に
頼る。ILSは低高度進入装置であるが、着地まで常に
誘導信号を供給するわけではない。国際民間航空機構(
ICAO)は、ILSによシ支援される民間機の着陸の
ために3種類の装置を定めている。カテゴリイIは約6
1m(200ft)の上昇限度と、約732m(240
0ft)の滑走路視程とを有する。操縦士が着陸を試み
るためには視程は約732m(2400ft)をこえな
ければならない。カテゴリイ■では、進入限界高度が約
30.5m(100f1)、滑走路視程は約366m(
1200ft)である。
カテゴリイ■では、滑走路視程は零視程から約213m
(700ft)までの3つの範囲に分けられる。
市販されているほとんどのヘリコプタ装置は、カテゴリ
イI空港施設においては、約61m(200ft)  
のレーダ高度以上では、計器飛行方式(IFR)運用に
限られる。部分的には、これは、装置の故障、悪い視程
、予測しなかった風のシャ等により、安全な進入を継続
できなくなった場合に、操縦士が修正操作を加えるため
に要する反応時のためである。進入の終端点の近くでヘ
リコプタを非常に低い値まで減速することにより、ヘリ
コプタは低い降下率で地面に接近し、それによって操縦
が置かれている状況を把握するために要する時間を長く
する。このように反応時間を長くすることにより、保証
できる最短視程を短縮できる。
第2図に示すように、滑走路の上方的457m(約15
00ft)から約31m(約100ft)の間は、進入
は、グライドスロープ路を定める電波ビーム50によシ
誘導される。グライドスロープ路の仰角は典型的には2
.75度である。この公称値からの数十分の1度よシ大
きなずれは異常である。グライドスロープビームを受信
する前は、航空機の垂直(コレクティブピッチ)軸を高
度保持モードで典型的に動作させて、一定の高度52で
飛行させることができ、その間に航空機の縦軸(サイク
リックピッチ)は、操縦士により選択された速度に従っ
て一定速度モードで動作させられる。典凰的には、ヘリ
コプタは、正常な空港交通に合致し、地上の制御器によ
り指令される角度および対空気速度(典型的には90〜
150ノツト)で送信されているグライドスロープビー
ムに接近する。点54において、ゆつくプした降下が開
始される。そうすると、航空Aはグライドスロープビー
ム50を晰近的に捕えさせる。グライドスロープビーム
を捕えると、高度保持モードは垂直チャネルにおいて不
能状態にされる。その後で、垂直チャネルはグライドス
ロープ変位信号により制御される。航空機が終端点から
所定距離の点56に達するまで、縦軸の一定速度制御が
維持される。点56においては減速プログラムが開始さ
れる。その減速プログラムは航空機を非常に低い速度(
5〜10 kts)まで減速する。減速プログラム中は
、縦軸は、計算された対地速度と変化する対地速度基準
の間の差を示す誤差信号により制御される。点5Bにお
いては、滑走路の上方の所定の高度(典型的には約15
.2m(50ft)において航空機を水平にするために
、引起し操作が行われる。航空機の加速度を零近くの値
に維持するように、縦軸基準信号が供給される。それに
より、引起し操作が開始された時の終端速度状態を保持
する。
本発明は、進入の減速が行われる部分に主として向けら
れるものである。先に述べたように、典型的なグライド
スロープ送信のビーム角度αは典型的には2.75度で
ある。したがって、簡単な幾何学的関係により、垂直速
度を対地速度の関数として合理的に予測できるようにさ
れる。
h=Vgtanα             (1)こ
こに、h=垂直速度 vg=対地速度 α=ニブライドスロープ度 である。
航空機が所定のグライド経路からずれると、垂直速度が
少し変化することが予測できる。それらのずれが補償さ
れないとすると、計算された対地速度に大きな誤差が生
ずる結果となる。しかし、変化を予測でき、それらの変
化はグライドスロープ誤差αCと、グライドスロープ制
御則利得(Ks)と、コレクティブ軸垂直速度閉包(c
tosure )との関数である。それの応答は時定数
がτlである遅れ回路網により表わされる。
グライドスロープ誤差は、従来はグライドスロープーム
の中心からのずれの度で測定されていたが、レーダ高度
計から実際の高度が既知で、既知のグライドスロープ角
度から傾斜角dを計算できるから、グライドスロープ角
度を従来の三角法計算により直線的な測定値へ容易に変
換できる。グライドスロープのずれは典型的には0.5
度のオーダまたはそれより小さいから、小さい角度の三
角関数の周知の近似計算を用いて次の式が得られる。
Δh=dslnαe(2) したがって、(1)式から、 h=Vgtanα+に1Δh/(τIS+1)    
 (3)が得られる。ここに、Δhはグライドスロープ
誤差に比例する高度誤差である。(3)式を対地速度に
ついて解くと、 V+r−(六−に1Δh/(r、s+t ) )/ t
anα  (4)が得られる。この式で、τ1は0.7
5〜2秒であって、典型的には1秒、K1は典型的には
約0.019m/ ssc 7m (0,2feet 
/ s@a / ft)である。
本発明は、従来のアナログ回路と計算技術を用いて、ま
たは従来の全デジタル技術を用いて、あるいは従来のハ
イブリッドデジタル/アナログ技術を用いることにより
実現できる。本発明の理解全簡単にするために、第3図
に示すよう【全体としてアナログ形式を用いて説明する
が、同じアナログ形式がプログラム可能なデジタA・コ
ンピュータのプログラムをブロック図で表わすことがで
きることもわかるであろう。各種のアナログ入力がデジ
タル処理のためのデジタル信号に変換され、各種のデジ
タル出力が制御サーボモータを駆動するためのアナログ
信号へ変換される。
第3図は、対地速度に正確に比例する信号を発生する本
発明の実施例を示す。その信号を、飛行経路の種々の動
作モードにおいてピッチ姿勢制御装置を駆動するための
誤差信号を発生するデータソースとして使用できる。こ
の実現は対地速度環の冗長測定値を得ることを基にして
いる。ブロック100における計算は空気データを基に
している。
ブロック102における計算は慣性要素を基にしている
。2つの設定値が、望ましくない周波数特性を無くシ、
シかも滑らかさ、確度および優れたダイナミック応答を
保持するようにして周波数応答回路網によυ処理される
。P波された対地速度Vgの計算のための数学的展開は
下記の式で要約される。
(5)式において、Xは気圧高度計108から得られて
、ブロック100により計算され、線120へ出力され
九対地速度を表わす。τ2は、伝達関数が1/(τ、S
+1)である低域フィルタの時定数である。Sは時間微
分演算子d/dtである。時定数τ2は4秒台であって
、空気データスタチツクソースの異常を除去するのに十
分な長さである。項iは、後述するようにして重力誤差
を修正し次続空機の縦の加速度を表わす。項τ2/(τ
zs+1)は電子的ウォッシュアウト回路の時定数を表
わすもので、この時定数は、ピッチレート、突風、風シ
ャ等に起因する航空機の気圧高度計の出力中の異常を除
去するために十分に長く選択されるが、ピッチ姿勢信号
を得るために用いられる垂直ジャイロスコープのエレク
ション特性の長時間効果の影響を受けないように十分に
短い。
ブロック100は、(4)式に従って本発明の対地速度
計算を行う回路を示す。高度を表わす信号が気圧高度計
108によシレート発生器110へ供給され、航空機の
垂直速度りに対応する信号を得る。従来のグライドスロ
ープ受信器112が、グライドバスからの航空機の逸脱
を表わす誤差信号Δh’6供給する。コレクティブ軸垂
直速度クロージヤー(aLo−sure )  の動的
な応答に対応する時定数τ2を有する高域フィルタ11
4へ誤差信号Δhが加えられる。P波されたグライドス
ロープ誤差が線115を介して加算点116へ加えられ
、そこで垂直速度係数りからそのグライドスロープ誤差
が差引かれる。
加算点116の出力は関数ブロック118へ加えられ、
その関数ブロックにおいて、グライドスロープ角度αの
正接の逆数に対応する三角関数(1/lanα)が乗ぜ
られる。したがって、?lAl2Oに供給されるブロッ
ク100の出力は、計算され、かつグライドスロープ経
路からのずれについて補正された対地速度を表わす。
ブロック102の内部には、補充フィルタの部品が、得
られた慣性加速度信号とともに示されている。航空機の
縦軸Xに取付けられている縦加速度計168ヲ加速度の
測定に使用できる。X軸に取付けられているその加速度
計の出力は、その加速度計が地球の重力の影#を受けて
いるために、スプリアス信号を含む。この加速度計は地
球の重力の加速度gと航空機の加速度成分^を区別する
ことができない。しかし、gの値と向きは正確に知られ
ているから、gの影響を補償することができる。
加速度計の信号出力は次式で表わされることは当業者に
は周知のことである。
Ax = ’x 十g sinθ          
  (6)ここに、Axは縦加速度計の信号出力 °iは航空機の縦加速度 gは地球の重力の加速度 θは地面に対する航空機のX軸の角度 である。
したがって、地球の重力による成分(飛行経路に沿って
s1nθである)を差引くことによシ希望の縦加速度成
分を得ることができる。縦加速度計168の信号出力1
22が加算点124の1つの入力端子へ加えられる。ピ
ッチ軸ジャイロ170が、値5inoを有するピッチ姿
勢信号126t−供給する。
この信号は、ブロック12Bへ加えられる。このプロッ
ク128は利得gt−有するから、そのブロックの出力
はg sinθである。 この出力は加算点124にお
いて縦加速度信号Axから差引かれて航空機の加速度X
となる。この項Xは、小さな角度に対して水平加速度成
分の値が縦の加速度成分に非常に近いという仮定を基に
している。
気圧高度計から得た算出された対地速度信号120が加
算点130へ加えられる。その加算点の出力に値がl/
τ2である利得132が乗ぜられる。その利得を乗ぜら
れた加算点130の出力が別の加算点134へ加えられ
、その加算点において縦の加速度°iに組合わされる。
その加算点134の出力は積分器136へ加えられる。
その積分器の出力は閉ループの線138ヲ介して加算点
130へ戻され、その加算点において気圧高度計信号1
20から差引かれる。このフィルタルーズの動作は次式
で表わすことができる。
((x−Vg)/s+’x)/S = Vg     
   (7)(5)式から得られるP波された対地速度
Vgの値を(7)式に代入すると、p波された対地速度
の大きさが、気圧高度計で得た対地速度の大きさに等し
いことがわかるであろう。
次に第3図のブロック104を参照して、グライドスロ
ープ制御シーケンスが、安全な高度および安全な対気速
度でグライドスロープビームを横切ること、ビームを検
出することと、グライドスロープビーム上で航空機の位
置に追従すること、および航空機を低い速度までプログ
ラムに従って減速すること、更に、航空機が所定の決定
高度(de−eislonheight)以下に降下し
た時にホI(速度まで減速することを含む。
自動的に順序を追って行われるグライドスロープモード
は、高度保持モードで動作している飛行誘導コンピュー
タによシ通常スタートする。この期間中に、ブロック1
58において従来のやり方で発生される基準対気速度誤
差信号が、スイッチ160の接点160a  と、スイ
ッチ162の接点162aと、線166とを介してピッ
チ姿勢制御装置106へ加えられる。基準対気速度誤差
信号発生器158の出力は希望の対気速度に対する対気
速度誤差を表わす。対気速度は進入および着陸の段階中
に操縦士によシ選択され、または外部でプログラムでき
る。希望の対気速度が得られるまで、誤差信号はピッチ
姿勢制御サーボを通常の閉ループ構成で駆動する。グラ
イドスロープビームを捕えたら、対地速度基準発生器1
48がグライドスロープ係合ロジック152により係合
させられ、所定の減速プログラムに従って対地速度誤差
信号154ヲ供給する。
一定の減速と、時間の関数として可変減速を行うのに適
当なプログラムの一例が、本願出願人の所有する米国特
許出願筒3,916,688号に示されている。対地速
度基準発生器はレーダ高度を表わす信号と、P波された
対地速度を表わす信号を受け、グライドスロープロジッ
ク152によシ可能状態にされると対地速度基準信号を
発生し、その信号金線154全介して加算点146へ加
える。その加算点154において、その信号は回路点1
44からの信号Vgに組合わされる。その加算点154
の出力は線156ヲ介してスイッチ160へ加えられる
。グライドスロープを捕えてから5〜lO秒以内に、航
空機の高度がグライドスロープ経路に関して航空機の高
度が所定の誤差以内の時は、グライドスロープ選択ロジ
ック163が飛行指示コンピュータにより可能状態にさ
れて、スイッチ160の接触子を接点160b へ移動
させる。そうすると、加算点146で得られた対地速度
誤差信号をスイッチ160と162を介してピッチ姿勢
制御装置106へ送ることができるようにされる。実際
の飛行経路角度は今はグライド経路角度にほぼ等しいか
ら、航空機は減速されて、レーダ高度計センサ150に
より従来のやυ方で決定される決定高度が得られるまで
、グライドスロープ傾斜に沿って降下する。引起し経路
の始まシは、レーダ高度計により決定される航空機の実
際の高度が引起し開始高度より低い時を決定することに
より検出される。これは引起し選択ブロック164によ
り行われる。その引起し選択ブロックは、上記検出が行
われると、スイッチ162の接触子を接点162b へ
切換えさせて、装置金グライドスロープ指令から引起し
指令へ切換えさせる。縦加速度制御則ブロック172が
加速度計168からの縦の加速度と、ジャイロ170か
らのピッチ姿勢を処理する。そのブロック172は、航
空機の加速度を零に近い値に保って、引起しモード開始
時の終端速度状態を保持するように構成される。引起し
動作により、航空機は滑走路の上方の安定にされる高度
(典型的には約15.2m(50f t))にされる。
以上の説明から、下記のように、改良された低速進入装
置を提供するものであることがわかるであろう。
(1)  航空機の減速度が、地面をベースとする距離
測定装置とは独立の対地速度により制御される。
この制御は逆風の条件ドでも信頼できる。
(2)航空機がグライド経路から外れた場合に、対地速
度計算がグライドスロープ誤差に対して補正される。
(3)典型的なヘリコプタ自動飛行制御装置で利用でき
るセンサおよびパラメータだけを必要とする。
【図面の簡単な説明】
第1図はヘリコプタ自動飛行制御装置の概略ブロック図
、第2図はホパすなわち着陸終端点からの種々の距離に
おけるコレクティブピッチ機構およびサイクリックピッ
チ機構の動作モードを示す高度と距離の関係のグラフ上
におけるグライドスロープを示し、第3図は本発明の装
置の一実施例のブロック図である。 10・・・・飛行誘導コンピュータ、20・・・・縦の
サイクリック作動装置、2411・・・ロール、ヨウお
よびコレクティブ作動装置、26・―・・尾部回転翼制
御装置、110・・・・レート発生器、112−・・φ
グライドスロープ受信器、114・・・・高域フィルタ
、116 、124 、130 。 134 、146・・・・加算点、118・・φ書間数
ブロック、128.132・・・・利得ブロック、13
6・・・−積分器、148・・・・対地速度基準発生器
、150・・・・レーダ高度計、152・・・・グライ
ドスロープ係合ロジック、158−−・・対気速度基準
発生器、163・・・・グライドスロープ選択器、16
4・・・・引起し選択ブロック、168拳・・・縦の加
速度計、170@・・・ピッチ軸ジャイロ、172O・
・・縦の加速度制御則計算剤ブロック。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピッチ姿勢を制御する回転翼サイクリツクピツチ
    指令手段と、それの垂直揚力を制御する回転翼コレクテ
    イブピツチ指令手段とを有する航空機の飛行経路制御信
    号を発生する装置において、所定の縦の飛行経路に対す
    る前記航空機の垂直速度を表す第1の信号を供給する手
    段と、 前記所定の飛行経路からの実際の飛行経路の差に対応す
    る垂直速度誤差を表す第2の信号を供給する手段と、 前記第1の信号と前記第2の信号を組合わせてそれの差
    を形成する手段と、 前記差信号に応答して、前記実際の飛行経路に対する前
    記航空機の垂直速度に対応する縦の速度信号を得る、垂
    直速度を縦の速度に関連づける、前記所定の飛行経路の
    角度測定値に比例する関数手段と、 を備えることを特徴とする航空機の飛行経路制御信号を
    発生する装置。
  2. (2)着陸終端点からの所定の高度より高い高度におけ
    る降下の初めの点にある間の希望の対気速度を表す信号
    を供給する手段と、 高度率(altituderate)と、グライドスロ
    ープ誤差率と、縦の加速度と、ピッチ姿勢との関数に応
    答してヘリコプタの実際の対地速度を表す信号を供給す
    る手段と、 前記所定の高度より高い高度における希望の最高対気速
    度に少くとも等しい初めの値から所定のよい低い対地速
    度を表す最後の値までの高度に従つて変化できる対地速
    度基準信号を供給する手段と、 前記終端点からの前記所定の高度において始まる、降下
    経路に沿つてヘリコプタが進むにつれて、前記基準信号
    を前記初めの値から前記最後の値まで変化させる手段と
    、 前記実際の対地速度信号と前記変化できる基準信号に応
    答して、ほぼ前記終端点における前記所定の低い対地速
    度まで実際の対地速度を低下させるために要する航空機
    の姿勢を示す出力を選択的に供給する手段と、 加速度およびピッチ姿勢の所定の関数に応答して、実際
    の対地速度を別の所定の対地速度まで、ほぼ前記終端点
    における所定の降下フレア経路に従つて低下させるため
    に要する航空機の姿勢を示す別の出力を選択的に供給す
    る手段と、 希望の降下経路制御信号をとつたことを表す前記出力ま
    たは前記別の出力を選択する手段と、を備えることを特
    徴とする降下経路に沿うホパまたは着陸終端点までのヘ
    リコプタの飛行を制御する装置。
JP63323166A 1987-12-21 1988-12-21 航空機の飛行経路制御信号を発生す装置 Pending JPH01208295A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/135,907 US4801110A (en) 1987-12-21 1987-12-21 Approach to hover control system for helicopters
US135907 1987-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01208295A true JPH01208295A (ja) 1989-08-22

Family

ID=22470307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63323166A Pending JPH01208295A (ja) 1987-12-21 1988-12-21 航空機の飛行経路制御信号を発生す装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4801110A (ja)
EP (1) EP0321876B1 (ja)
JP (1) JPH01208295A (ja)
CA (1) CA1311034C (ja)
DE (1) DE3881667T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009539692A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 エアバス フランス 航空機の着陸補助方法および装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924400A (en) * 1988-09-01 1990-05-08 United Technologies Corporation Arrangement for controlling the performance of bob-up/bob-down maneuvers by a helicopter
US5001646A (en) * 1988-12-19 1991-03-19 Mcdonnell Douglas Corporation Automated helicopter flight control system
US5195039A (en) * 1990-05-03 1993-03-16 United Technologies Corporation Hover position hold system for rotary winged aircraft
DE4420059C2 (de) * 1994-06-08 2000-12-14 Leubner Hans Peter Start- und Landeführungssystem für Drehflügler und andere Senkrechtstarter
US7386401B2 (en) * 1994-11-21 2008-06-10 Phatrat Technology, Llc Helmet that reports impact information, and associated methods
US6516284B2 (en) * 1994-11-21 2003-02-04 Phatrat Technology, Inc. Speedometer for a moving sportsman
US7127335B2 (en) * 2003-03-25 2006-10-24 Rosemount Aerospace Inc. Low airspeed assist algorithm for air data computer applications
US6731234B1 (en) 2003-06-11 2004-05-04 Honeywell International Inc. Radar anti-fade systems and methods
US7248208B2 (en) * 2004-06-10 2007-07-24 Honeywell International Inc. Methods and systems for maintaining a position during hovering operations
US7284420B2 (en) 2004-07-13 2007-10-23 Honeywell International Inc. Air data system and method for rotary aircraft
FR2882163B1 (fr) * 2005-02-15 2011-05-27 Thales Sa Equipement de pilotage automatique pour aeronef a voilure tournante
US7693620B2 (en) * 2005-05-31 2010-04-06 The Boeing Company Approach guidance system and method for airborne mobile platform
US9235217B2 (en) * 2005-10-03 2016-01-12 Sikorsky Aircraft Corporation Automatic dual rotor speed control for helicopters
US8508387B2 (en) * 2007-05-24 2013-08-13 Aviation Communication & Surveillance Systems Llc Systems and methods for aircraft windshear detection
EP2188179A4 (en) * 2007-08-17 2016-08-03 Sikorsky Aircraft Corp STABILIZED APPROACH TO A POINT IN A WELL-LIVED VISUAL ENVIRONMENT
US8712607B2 (en) * 2009-12-07 2014-04-29 Sikorsky Aircraft Corporation Systems and methods for velocity profile based approach to point control
CA2824932C (en) 2011-01-14 2016-03-22 Bell Helicopter Textron Inc. Flight control laws for vertical flight path control
US9162752B2 (en) * 2011-07-15 2015-10-20 Bell Helicopter Textron Inc. Flight control laws for automatic hover hold
US9856017B2 (en) * 2013-06-11 2018-01-02 Bell Helicopter Textron Inc. Torque based method of limiting vertical axis augmentation
US9308985B2 (en) * 2014-04-11 2016-04-12 Sikorsky Aircraft Corporation Deceleration to hover modulation
FR3036497B1 (fr) * 2015-05-19 2017-06-16 Airbus Operations Sas Procede et systeme de gestion de donnees d'un radioaltimetre d'aeronef.
US10642283B2 (en) 2016-10-07 2020-05-05 Sikorsky Aircraft Corporation Simultaneous flight path control and attitude control with control axis splitting
US10654561B2 (en) * 2017-02-02 2020-05-19 Textron Innovations Inc. Rotorcraft fly-by-wire go-around mode
US10101749B1 (en) * 2017-03-21 2018-10-16 Bell Helicopter Textron Inc. Combined airspeed and inertial data for rotorcraft longitudinal control
US20190039720A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 Bell Helicopter Textron Inc. System and Method for Rotorcraft Approach to Hover
US11352900B2 (en) 2019-05-14 2022-06-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Method and system for operating a rotorcraft engine
RU2757939C1 (ru) * 2020-12-29 2021-10-25 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ оценки пространственного положения воздушного судна вертолётного типа
CN120066086B (zh) * 2025-04-25 2025-08-08 任意空间智能装备(苏州)有限公司 一种采用纵向周期性激励的固定翼竖直悬停控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2830291A (en) * 1954-09-23 1958-04-08 Sperry Rand Corp Flare-out control
US3126474A (en) * 1960-12-19 1964-03-24 Flight path angle
US3627238A (en) * 1969-05-29 1971-12-14 Lear Siegler Inc Speed command generation system for vertical descent control
US3665465A (en) * 1969-10-22 1972-05-23 Rita Ann Miller Deceleration schedule for aircraft landing
US3927306A (en) * 1974-03-29 1975-12-16 Sperry Rand Corp Helicopter flight path control
US4354237A (en) * 1980-06-24 1982-10-12 The Boeing Company Method and apparatus for producing an aircraft flare path control signal
US4740899A (en) * 1982-07-01 1988-04-26 Rockwell International Corporation Use of headwind and airspeed to achieve a transition to a hover in a helicopter or vtol aircraft
US4551804A (en) * 1983-02-08 1985-11-05 Sperry Corporation Approach to hover control system for helicopters
US4628455A (en) * 1983-05-06 1986-12-09 Sperry Corporation Cross axis torque limiter for helicopter autopilot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009539692A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 エアバス フランス 航空機の着陸補助方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0321876A2 (en) 1989-06-28
DE3881667D1 (de) 1993-07-15
EP0321876A3 (en) 1990-06-13
US4801110A (en) 1989-01-31
DE3881667T2 (de) 1993-10-07
EP0321876B1 (en) 1993-06-09
CA1311034C (en) 1992-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01208295A (ja) 航空機の飛行経路制御信号を発生す装置
US3927306A (en) Helicopter flight path control
US3916688A (en) VTOL craft deceleration control system
US3077557A (en) Flight path computer
US4019702A (en) Method and apparatus for guiding a jet aircraft in a noise-abated post-takeoff climb
KR101507752B1 (ko) 무인 항공기 자동착륙 방법
US2548278A (en) Aircraft course stabilizing means
US2845623A (en) Aircraft navigation system
US3711042A (en) Aircraft control system
JP2009515771A (ja) 自動上空旋回飛行のための制御システム
US2896145A (en) Flight path angle control systems
JP2662111B2 (ja) 垂直離着陸航空機の自動着陸誘導方法
US4006871A (en) Automatic pitch axis control system for aircraft
US2987276A (en) Aircraft flight control system
USH628H (en) Universal automatic landing system for remote piloted vehicles
US7809480B2 (en) Autonomous flight for flight platforms
US3071335A (en) Flight control system
US3295369A (en) Aircraft take-off systems
US3698669A (en) Method and apparatus for controlling the flight path angle of aircraft
JPS59145696A (ja) ヘリコプタのホバリング進入制御方法および装置
US3627238A (en) Speed command generation system for vertical descent control
US3847328A (en) Automatic go-around control system for aircraft
JP2863665B2 (ja) 回転翼航空機の自動飛行装置
US3105660A (en) Automatic flight control system
US3120934A (en) Aircraft automatic landing system