JPH0358959B2 - - Google Patents

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JPH0358959B2
JPH0358959B2 JP56048359A JP4835981A JPH0358959B2 JP H0358959 B2 JPH0358959 B2 JP H0358959B2 JP 56048359 A JP56048359 A JP 56048359A JP 4835981 A JP4835981 A JP 4835981A JP H0358959 B2 JPH0358959 B2 JP H0358959B2
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JP
Japan
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control
signal
input signal
operating
aircraft
Prior art date
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Application number
JP56048359A
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Japanese (ja)
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JPS56167596A (en
Inventor
Danieru Daiyamondo Edomondo
Richaado Mashioreku Josefu
Kingusuton Reo
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RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
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Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPS56167596A publication Critical patent/JPS56167596A/en
Publication of JPH0358959B2 publication Critical patent/JPH0358959B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/042Initiating means actuated personally operated by hand
    • B64C13/0421Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/75Arm-rests
    • B60N2/79Adaptations for additional use of the arm-rests
    • B60N2/797Adaptations for additional use of the arm-rests for use as electrical control means, e.g. switches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00Alighting gear
    • B64C25/32Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/50Steerable undercarriages; Shimmy-damping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/56Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement characterised by the control initiating means, e.g. manually actuated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/223Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to joystick controls
    • 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
    • G05D1/0055Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
    • G05D1/0061Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements for transition from automatic pilot to manual pilot and vice versa
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は航空機の操縦装置に関するもので、特
に完全に新規な方式による操縦を可能とする航空
機操縦装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an aircraft control system, and more particularly to an aircraft control system that enables control in a completely new manner.

[従来の技術] 固定翼航空機、回転翼航空機(ヘリコプタ)の
いずれに於ても、操縦士は操縦桿、操縦レバー、
操縦輪、足踏みペダル等の操縦手段を使用して、
航空機の操縦翼面の位置制御して航空機の高度、
姿勢、速度等を制御している。最も簡単なシステ
ムでは、操縦装置はケーブルにより制御翼面に連
結されている。例えば、固定翼軽飛行機では足踏
ペダルがケーブルにより方向舵に連結されてい
る。より複雑なシステムでは、流体圧サーボによ
り増力される機械的連結部等を有する操縦装置が
用いられる。
[Prior Art] In both fixed-wing aircraft and rotary-wing aircraft (helicopters), pilots use the control stick, control levers,
Using control means such as control wheels and foot pedals,
Control the position of the aircraft's control surfaces to control the aircraft's altitude,
It controls posture, speed, etc. In the simplest systems, the flight controls are connected to the control surfaces by cables. For example, in fixed wing light aircraft, foot pedals are connected to the rudder by cables. More complex systems use steering devices with mechanical connections or the like that are augmented by hydraulic servos.

航空機システムが益々複雑化するにつれて、操
縦室内に多数の計器、スイツチ等が配設されてお
り、これらの計器、スイツチ等によつて操縦席回
りの空間の多くを占有している。従つて、操縦室
内における操縦装置と他の装置の配置が非常に困
難になつてきている。
As aircraft systems become increasingly complex, a large number of instruments, switches, etc. are disposed within the cockpit, and these instruments, switches, etc. occupy much of the space around the cockpit. Therefore, it has become very difficult to arrange the control device and other devices within the cockpit.

典型的な航空機では、操縦桿上の操縦輪により
航空機のロール及びピツチが制御され、足踏ペダ
ルにより方向舵が制御され、スロツトル・コンソ
ールによりエンジン推力が制御されている。一
方、典型的なヘリコプタでは、サイクリツク・ピ
ツチ桿により航空機のピツチ及びロールが制御さ
れ、足踏ペダルによりヨーが制御され、コレクテ
イブ・ピツチ桿により垂直揚力が制御されてい
る。これらの操縦装置及び操縦翼面への機械的連
結部又はサーボ機構によつては操縦室空間の多く
の部分が占有されている。例えば、操縦士座席の
正面に操縦輪又は操縦桿を配置した場合、操縦輪
又は操縦桿をその空間内で種々の位置に動かす必
要があり、これらの操縦輪又は操縦桿が操縦士の
視野をさえぎるため、操縦士の正面に電子式表示
器等を配置することを困難なものにしている。ま
た、足踏ペダルによつて、ヘリコプタのロギン
グ・オペレーシヨン、建設作業等における操縦士
による前方及び下方視界が妨げられることがあ
る。また、乗客が操縦士座席の一つに坐つている
時、操縦装置との乗客の不注意な接触により意図
せざる操作が行なわれる可能性がある。更に、操
縦士座席への近接及び離隔時にこれらの操縦装置
が邪魔になる。
In a typical aircraft, control wheels on the control stick control the roll and pitch of the aircraft, foot pedals control the rudder, and a throttle console controls engine thrust. On the other hand, in a typical helicopter, a cyclic pitch stick controls pitch and roll of the aircraft, a foot pedal controls yaw, and a collective pitch stick controls vertical lift. These control devices and mechanical connections or servomechanisms to the control surfaces occupy a large portion of the cockpit space. For example, if a control wheel or control stick is placed in front of the pilot's seat, the control wheel or control stick must be moved to various positions within the space, and these wheels or control sticks may obscure the pilot's field of view. This makes it difficult to place electronic displays in front of the pilot. Additionally, foot pedals may obstruct the pilot's forward and downward visibility during helicopter logging operations, construction work, and the like. Also, when a passenger is seated in one of the pilot seats, inadvertent contact of the passenger with the controls may result in unintended operation. Moreover, these controls become a nuisance when approaching and leaving the pilot's seat.

操縦士及び副操縦士により操縦が行なわれるシ
ステムでは、その一方から他方への引継ぎが操縦
システムに突変入力を与えることなく行なわれ得
るように、操縦装置が互に位置を同期化されてい
ることが必須である。このために、操縦士の操縦
装置の各々は対応する副操縦士用の操縦装置と通
常機械的に連結されている。機械的連結をなくす
ために必要な流体圧又は電気式センサ及びアクチ
ユエータはこの使用目的には動作速度が遅過ぎま
た煩雑過ぎるので、実用的には使用不可能であ
る。
In systems where control is performed by a pilot and a copilot, the control systems are synchronized in position with each other so that handover from one to the other can occur without sudden inputs to the control system. This is essential. To this end, each pilot's controls are typically mechanically coupled to a corresponding co-pilot's controls. The hydraulic or electrical sensors and actuators required to eliminate the mechanical linkage are too slow and cumbersome to be practical for this purpose.

上記の欠点のいくつかを解決するため、操縦士
が手を座席のアームに載せている状態で操作し得
る所謂“サイドアーム”操縦装置を提供する試み
がなされてきた。このサイドアーム式の操縦装置
は、操縦士が高い加速度に耐えなければならない
高速航空機又は宇宙船内では、操縦士の身体を座
席にクツシヨンで支える必要があるため操縦士が
座席内で操縦操作を行い得るので有効なものと考
えられている。このため、いくつかのサイドアー
ム操縦装置が使用されるに至つている。
In order to overcome some of the above-mentioned drawbacks, attempts have been made to provide so-called "side arm" controls that can be operated by the pilot with his hands resting on the seat arm. This side-arm type control device allows the pilot to operate the controls from within the seat because the pilot's body must be supported by cushions on the seat in high-speed aircraft or spacecraft where the pilot must withstand high acceleration. It is considered to be effective because it can be obtained. For this reason, several sidearm control devices have come into use.

[発明の解決しようとする課題] 従来、ある程度成功裡に用いられている典型的
なサイドアーム操縦装置は二軸方向の制御、一般
にはピツチ軸及びロール軸方向の制御に制限され
ている。従つて、スロツトル又はコレクテイブ・
ピツチ桿及び足踏ペダルは従来のまま残されてい
るので、それらを操作するため操縦士は座席の外
に手を伸ばさなければならず、また足踏ペダルを
踏み得る姿勢をとらなければならない。また、座
席室の装置の繁雑さのを解消も不十分である。
Typical sidearm control devices that have been used with some success in the past are limited to control in two axes, generally in the pitch and roll axes. Therefore, the throttle or collective
The pitch stick and foot pedal remain as they were, so to operate them the pilot must reach outside the seat and assume a position that allows him to press the foot pedal. Furthermore, it is not sufficient to eliminate the complexity of the seating room equipment.

三軸又はそれ以上の軸方向に操作可能なサイド
アーム操縦装置を製作することも試みられてき
た。これらの軸には、例えばピツチ軸、ロール軸
及びヨー軸、又はピツチ軸、ロール軸及びコレク
テイブ・ピツチ軸(又は固定翼航空機ではスロツ
トル軸)が含れている。しかし、三軸又はそれ以
上の軸で作動するように設計されたサイドアーム
操縦装置は各操縦軸間の交差結合に起因する共通
の欠点を持つている。即ち、前後及び右左運動に
よりピツチ方向制御及びヨー方向制御する場合、
同一の操縦桿の上下運動によりヘリコプタのコレ
クテイブ・ピツチをも制御することは不可能であ
る。なぜならば、操縦桿を前方及び後方に動かそ
うとすると、操縦桿はある程度上方及び後方にも
動く結果となる(その逆も同様)からである。こ
れは、人間の手が手首関節を枢動個所として前腕
に連結されているため、人間の手首関節の自然な
運動により操縦桿の異なる軸の間に交差結合が惹
起されるという本質的な問題であると考えられ
る。同じことが、前−後及び右−左運動と組み合
わされているねじり運動についても同様である。
Attempts have also been made to create sidearm controls that are operable in three or more axes. These axes include, for example, pitch, roll and yaw axes, or pitch, roll and collective pitch axes (or throttle axis in fixed wing aircraft). However, sidearm control systems designed to operate in three or more axes suffer from common drawbacks due to cross-coupling between each control axis. That is, when performing pitch direction control and yaw direction control by forward and backward and right and left movements,
It is also impossible to control the collective pitch of a helicopter by the same up-and-down movement of the control stick. This is because attempting to move the control stick forward and backward will result in the control stick also moving upward and backward to some extent (and vice versa). This is an inherent problem because the human hand is connected to the forearm using the wrist joint as a pivot point, and the natural movement of the human wrist joint causes cross-coupling between the different axes of the control stick. It is thought that. The same applies to torsional movements combined with forward-backward and right-left movements.

航空機の重量を減じ、信頼性及び性能をを向上
するためにシステムに冗長性を持たせ、また例え
ば、マイクロプロセツサ等の最新技術の利点を取
り入れるために航空機内の機械的相互結合を避け
て電気的又は光学的に(又はその双方により)セ
ンサ及びアクチユエータを結ぶことを特徴とする
“フライ・バイ・ワイヤ(fly−by−wire)”シス
テムについてもいくつかの検討がなされてきた。
このような場合、航空機の操縦翼面の制御ために
ブースタ・サーボを駆動する通常の機械的リンケ
ージが電気式位置にセンサにより置換され、それ
により電気/流体圧アクチユエータが制御され
る。しかし、複雑さ及び座席室取付装置を増さず
に操縦士の操縦手段と副操縦士の操縦手段との間
の同期化を行ない得るフライ・バイ・ワイヤ式シ
ステムを実現することはこれまで困難であつた。
従つて、現在一般の操縦手段を有する航空機に用
いるべく構成されたフライ・バイ・ワイヤ式シス
テムでは、操縦士の操縦手段と副操縦士の操縦手
段との間は機械的に連結され、その単一の機械的
連結部に電気式トランスデユーサを結合すること
が一般に提案されている。このことは、操縦士と
副操縦士との間で引継ぎが行なわれる場合に操縦
装置(例えばヘリコプタの操縦桿又は固定翼航空
機の操縦輪)の位置は操縦士側と副操縦士とで同
一でなければならないが、この運動又は位置の同
期化は、過大な空間をとらない高速追従システム
の実現が本質的に困難であるため、機械的相互結
合以外では容易に行なわれ得ないものとなつてい
た。
Mechanical interconnections within the aircraft are avoided to reduce aircraft weight, provide redundancy in systems to improve reliability and performance, and to take advantage of emerging technologies such as microprocessors. There has also been some consideration of "fly-by-wire" systems characterized by electrically or optically (or both) connecting sensors and actuators.
In such cases, the usual mechanical linkages driving booster servos for control of the aircraft's control surfaces are replaced by sensors in electrical positions, thereby controlling electro/hydraulic actuators. However, it has been difficult to implement fly-by-wire systems that can provide synchronization between pilot and co-pilot controls without increasing complexity and seat-mounted equipment. It was hot.
Therefore, in fly-by-wire systems currently configured for use in aircraft with general control means, the pilot's control means and the co-pilot's control means are mechanically connected, and the single It is commonly proposed to couple an electrical transducer to one mechanical link. This means that when a handover occurs between a pilot and a co-pilot, the position of the control device (for example, the control stick of a helicopter or the control wheels of a fixed-wing aircraft) is the same for the pilot and co-pilot. However, this synchronization of motion or position cannot easily be achieved other than by mechanical interconnections, due to the inherent difficulty in implementing high-speed tracking systems that do not take up excessive space. Ta.

本発明の目的は、上記のような従来の航空機操
縦システムにおける問題を解消し、単一の操縦装
置によりピツチ方向、ロール方向、ヨー方向の姿
勢制御、揚力制御及び対空速度制御といつた複数
の制御を行い得るようにするとともに、操縦操作
における操縦士の負担を軽減することのできる操
縦システムを提供しようとするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in conventional aircraft control systems, and to provide multiple control functions such as pitch, roll, and yaw attitude control, lift control, and airspeed control using a single control device. It is an object of the present invention to provide a flight control system that can perform control and reduce the burden on the pilot in flight operations.

[課題を解決するための手段] 本発明の第一の構成によれば、航空機のピツチ
方向、ロール方向、ヨー方向の姿勢制御、揚力制
御及び速度制御のうちの少なくとも一つを手動制
御するための制御装置であつて、前記制御装置は
制御するピツチ方向、ロール方向、ヨー方向の航
空機の姿勢、揚力及び速度の一つを制御する操縦
翼面と、 前記操縦翼面を動作させるように操作されると
ともに、各操作方向に微小の動作ストロークで動
作して操作力に応じて操作力の大きさと操作方向
を示す操作入力信号を発生し、前記操作力の入力
が継続されている間前記操作入力信号の出力を継
続し、前記操作力が解除された時に前記操作入力
信号の出力を停止する単一の手動入力装置と、 制御信号の制御値に応じて前記操縦翼面を動作
させる操縦翼面駆動用のサーボ機構と、 前記手動操作入力装置により入力される前記操
作入力信号の信号値にに応じて制御信号を発生す
る信号処理手段とによつて構成され、該信号処理
手段は、 前記操作入力信号の信号値に比例する制御信号
の比例成分と、前記入力信号の信号値を積分して
制御信号の積分成分とを発生し、 前記比例成分と積分成分とに応じて操縦翼面の
制御位置を指令する前記制御信号の制御値を決定
して、 決定された制御値を持つ制御信号を前記サーボ
機構に供給して操作入力信号の信号値と入力継続
時間に応じて前記操縦翼面の位置を制御するとと
もに、 前記操作入力信号が無い間前記操作入力信号の
消滅時点の前記積分成分を操縦翼面の位置に対応
した前記浮動修正点として保持して前記操縦翼面
を前記操作入力信号消滅時点の位置に保持する、 ように動作することを特徴とする航空機の操縦シ
ステムが提供される。
[Means for Solving the Problems] According to the first configuration of the present invention, for manually controlling at least one of attitude control, lift control, and speed control in pitch direction, roll direction, and yaw direction of an aircraft. A control device comprising: a control surface for controlling one of the attitude, lift, and speed of the aircraft in pitch, roll, and yaw directions; and a control surface for operating the control surface. At the same time, it operates with minute strokes in each operation direction to generate an operation input signal indicating the magnitude of the operation force and the operation direction according to the operation force, and as long as the input of the operation force continues, the operation is performed. a single manual input device that continues to output an input signal and stops outputting the operation input signal when the operation force is released; and a control surface that operates the control surface in accordance with a control value of the control signal. A servo mechanism for surface drive; and a signal processing means for generating a control signal according to the signal value of the operation input signal inputted by the manual operation input device, and the signal processing means includes: generating a proportional component of the control signal proportional to the signal value of the operation input signal and an integral component of the control signal by integrating the signal value of the input signal, and adjusting the control surface according to the proportional component and the integral component. determining a control value of the control signal that commands a control position, and supplying a control signal having the determined control value to the servo mechanism to control the control surface according to the signal value and input duration of the operation input signal. While there is no operation input signal, the integral component at the time of extinction of the operation input signal is held as the floating correction point corresponding to the position of the control surface, and the control surface is adjusted to the operation input. An aircraft control system is provided that operates to maintain a position at the time of signal disappearance.

また、本発明の第二の構成によれば、航空機の
ピツチ方向、ロール方向、ヨー方向の姿勢制御、
揚力制御及び速度制御のうちの少なくとも二つを
手動制御するための制御装置であつて、前記制御
装置は少なくとも制御するピツチ方向、ロール方
向、ヨー方向の航空機の姿勢、揚力及び速度のう
ちの少なくとも二つを制御する第一及び第二の操
縦翼面と、 前記第一及び第二の操縦翼面を制御するための
操作入力を入力するために操作されるとともに、
各操作方向に操縦士がストロークを知覚しない程
度の微小の動作ストロークで動作して付与される
操作力に応じて操作力の大きさと操作方向を示す
操作入力信号を発生し、前記操作力の入力が継続
されている間前記操作入力の出力を継続し、前記
操作力が解除された時に前記操作入力信号の出力
を停止する単一の手動入力装置と、 制御信号の制御値に応じて前記操縦翼面を動作
させる操縦翼面駆動用のサーボ機構と、 前記手動操縦入力装置より入力される同一操縦
方向の前記操作入力が継続している間、前記手動
操作入力装置により入力される前記同一操縦方向
の操作入力信号の信号値に応じて対応する第一ま
たは第二の操縦翼面のための制御信号を発生する
信号処理手段とによつて構成され、該信号処理手
段は、 前記操作入力信号の信号値に比例する制御信号
の比例成分と、前記入力信号の信号値を積分して
制御信号の積分成分とを発生し、 前記比例成分と積分成分とに応じて操縦翼面の
制御位置を指令する前記制御信号の制御値を決定
して、 決定された制御値を持つ制御信号を前記サーボ
機構に供給して操作入力信号の信号値と入力継続
時間に応じて前記操作翼面の位置を制御するとと
もに、 前記操作入力信号が無い間前記操作入力信号の
消滅時点の前記積分成分を操縦翼面の位置に対応
した前記浮動修正点として保持して前記操縦翼面
を前記操作入力信号消滅時点の位置に保持する、 ように動作することを特徴とする航空機の操縦シ
ステムが提供される。
Further, according to the second configuration of the present invention, attitude control in the pitch direction, roll direction, and yaw direction of the aircraft;
A control device for manually controlling at least two of lift control and speed control, wherein the control device manually controls at least one of the attitude, lift, and speed of an aircraft in pitch direction, roll direction, and yaw direction. first and second control surfaces for controlling two control surfaces; and operated for inputting operational inputs for controlling said first and second control surfaces;
Generates an operation input signal indicating the magnitude and direction of the operation force in accordance with the applied operation force by operating in each operation direction with a minute operation stroke that the pilot does not perceive the stroke, and inputs the operation force. a single manual input device that continues outputting the operating input signal while the operating force continues and stops outputting the operating input signal when the operating force is released; and a servo mechanism for driving a control surface that operates a wing surface; and while the control input in the same control direction input from the manual control input device continues, the same control input by the manual control input device continues. signal processing means for generating a corresponding control signal for the first or second control surface according to the signal value of the directional operation input signal, the signal processing means comprising: a proportional component of the control signal proportional to the signal value of the control signal, and an integral component of the control signal by integrating the signal value of the input signal, and control the control position of the control surface according to the proportional component and the integral component. determining a control value of the control signal to be commanded, supplying a control signal having the determined control value to the servo mechanism, and controlling the position of the operating blade surface according to the signal value and input duration of the operation input signal; control, and while the operation input signal is absent, the integral component at the time when the operation input signal disappears is held as the floating correction point corresponding to the position of the control surface, and the control surface is adjusted to the point at which the operation input signal disappears. An aircraft control system is provided that operates to maintain the aircraft in the position of the aircraft.

[作用] 本発明は、上記のように第一及び第二の構成の
ように構成して、手動操作装置による操縦操作
を、操作装置の操作ストロークを非常に小さく設
定することによつて操縦士の操作時における手首
の運動量を減少するいつぽう、操縦装置に加えら
れる操作力の大きさ、方向及び入力継続時間によ
つて制御信号の制御値を決定し、対応する操縦翼
面の制御位置を決定するようにして、制御される
操縦翼面の動作方向、動作速度及び動作量を制御
出来るようにしている。即ち、操縦装置に作用す
る操作力の方向が操縦翼面の動作方向に対応し、
操作力の大きさが操縦翼面の動作速度に対応し、
操作力と入力継続時間の積分値が操縦翼面の動作
量に対応する。また、操縦装置への操作入力が解
除された時点で、制御信号の制御値を操作力解除
時点の制御値に固定するように構成して、次の操
縦操作による操作入力の入力時点では、制御信号
の信号値は、前回固定されていた制御値を基準値
として更新される。
[Function] The present invention is configured in the first and second configurations as described above, and allows the pilot to perform a pilot operation using a manual operating device by setting the operating stroke of the operating device to be very small. The control value of the control signal is determined by the magnitude, direction, and input duration of the operating force applied to the control device, and the control position of the corresponding control surface is determined. In this manner, the operating direction, operating speed, and operating amount of the control surface to be controlled can be controlled. That is, the direction of the operating force acting on the control device corresponds to the direction of movement of the control surface,
The magnitude of the operating force corresponds to the operating speed of the control surface,
The integral value of the operating force and input duration corresponds to the amount of movement of the control surface. In addition, the control value of the control signal is fixed to the control value at the time when the operation force is released when the operation input to the control device is released, and the control value is fixed to the control value at the time when the operation input by the next control operation is input. The signal value of the signal is updated using the previously fixed control value as a reference value.

従つて、操縦士は、ピツチ方向、ロール方向、
ヨー方向の姿勢制御、揚力制御、対空速度制御に
おいて、一つの制御において航空機の挙動が所望
の挙動となつた時点で、操縦装置への操作入力を
解除することが出来る。これによつて、特に複数
の制御動作を単一の操縦装置で行い、上記の制御
の内の二乃至それ以上の複合した制御動作を容易
に、且つ軽微な負担で行うことが出来る。
Therefore, the pilot can control pitch direction, roll direction,
In attitude control in the yaw direction, lift control, and airspeed control, when the behavior of the aircraft reaches a desired behavior in one control, the operation input to the flight control device can be canceled. Thereby, in particular, a plurality of control operations can be performed with a single control device, and a combined control operation of two or more of the above-mentioned controls can be performed easily and with a light burden.

[実施例] 本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、
以下にその好ましい実施例を図面により詳細に説
明するなかで一層明らかとなろう。
[Example] The above and other objects, features and advantages of the present invention are as follows:
This will become clearer as preferred embodiments are described in detail below with reference to the drawings.

第1図を参照すると、本発明によるサイドアー
ム操縦装置10は検出トランスデユーサ13と、
このトランスデユーサに結合された操縦桿12を
有している。この操縦桿12とトランスデユーサ
13によつて手動操縦入力装置を構成する。トラ
ンスデユーサ13と操縦桿12で形成されるユニ
ツトは、操縦席16のアームレスト14の上に配
設されている。なお、アームレスト14は、必要
に応じて操縦席10への着座及び操縦席から離脱
を容易にするため、参照数字18を付されている
部分を中心に回動可能に操縦席に取付けることも
出来る。第1図に示されているように、サイドア
ーム操縦装置10は前後方向、右左方向、上下方
向及び上下方向軸線を中心とする回動方向に操作
可能となつている。本実施例においては、操縦桿
12を前後方向に操作することによつて航空機の
ピツチ方向の制御を行うように構成されており、
従つて、ヘリコプタでは縦方向サイクリツク・ピ
ツチ・チヤネル又は固定翼航空機の昇降舵が制御
される。また操縦桿12を右左方向に操作するこ
とによつて航空機のロール方向の制御が行われる
ように構成されており、ヘリコプタの横方向サイ
クリツク・ピツチ・チヤネル又は固定翼航空機の
補助翼が制御される。操縦装置10の操縦桿12
を上下方向軸線を中心に回転方向に操作すること
によつて、航空機のヨー方向制御が行なわれ、ヘ
リコプタの尾部ロータ・ピツチ・チヤネル又は固
定翼航空機の方向舵が制御される。更に、図示の
実施例においては、操縦装置10の操縦桿12を
上下方向に操作することによつては揚力又は速度
の制御が可能となつており、ヘリコプタのコレク
テイブ・ピツチ・チヤネル又は固定翼航空機のエ
ンジン・スロツトル及び(又は)プロペラ・ブレ
ード・ピツチが制御される。
Referring to FIG. 1, a sidearm control device 10 according to the present invention includes a detection transducer 13;
It has a control stick 12 coupled to the transducer. The control stick 12 and transducer 13 constitute a manual control input device. The unit formed by the transducer 13 and the control stick 12 is arranged above the armrest 14 of the cockpit 16. In addition, the armrest 14 can be attached to the cockpit so as to be rotatable around the part marked with reference numeral 18 in order to facilitate seating in and leaving the cockpit 10 as needed. . As shown in FIG. 1, the side arm control device 10 can be operated in the front-rear direction, right-left direction, up-down direction, and rotational direction about the up-down axis. In this embodiment, the pitch direction of the aircraft is controlled by operating the control stick 12 in the longitudinal direction.
Thus, in a helicopter, the longitudinal cyclic pitch channel or the elevator of a fixed-wing aircraft is controlled. In addition, the control stick 12 is configured to control the roll direction of the aircraft by operating the control stick 12 in the left and right directions, and the lateral cyclic pitch channel of a helicopter or the ailerons of a fixed-wing aircraft are controlled. . Control stick 12 of control device 10
By manipulating the rotor in a rotational direction about a vertical axis, yaw control of the aircraft is achieved, which in turn controls the tail rotor pitch channel of a helicopter or the rudder of a fixed wing aircraft. Furthermore, in the illustrated embodiment, the lift or speed can be controlled by vertically operating the control stick 12 of the control device 10, which is useful in the collective pitch channel of a helicopter or in a fixed-wing aircraft. engine throttle and/or propeller blade pitch are controlled.

本発明の好適実施例によるサイドアーム操縦装
置10においては上記した四つの操作方向の全部
又は一部の操作方向への操縦操作において操縦桿
12の動作ストロークは、トランスデユーサ13
によつて検知し得る最小のストロークに設定され
ており、操縦士が最小のストロークで操作出来る
ように設計されており、トランスデユーサ13
は、操縦桿12の動作ストロークではなく、操縦
桿に加えられる操作力を検出して、この操作力に
応じた出力信号を発生する。
In the side arm control device 10 according to the preferred embodiment of the present invention, the operating stroke of the control stick 12 in the control operation in all or some of the four operation directions described above is the same as that of the transducer 13.
The transducer 13 is set to the minimum stroke that can be detected by the transducer 13.
detects not the operating stroke of the control stick 12 but the operating force applied to the control stick, and generates an output signal according to this operating force.

上記のように操縦桿の運動ストロークを微小と
することによつて、操縦士の操縦操作における手
首関節の自然な運動に起因して発生する複数の操
作方向への操縦操作が複合する操縦方向の交差結
合(例えば上方への操縦操作に伴う操縦桿の後方
へのストローク動作が惹起される現象)が生じる
ことを未然に防止出来るものとなる。従つて、上
記した四つの方向への操縦操作を独立して行い得
るものとなる。なお、この形式の操作力感応型の
操縦桿は市場で容易に入手可能であり、その一例
として米国コネチカツト州ノーウオーク所在のメ
ジヤーメント システムズ インコーポレーテツ
ド(Measurement Systems.Inc.)より製作され
ているモデル404−G517がある。それ以外の操作
力感応型操縦桿も利用可能である。なお、本発明
の操縦システムに使用する上で必要な条件は、操
縦桿が全ての操作方向に十分な剛性を有し、また
適当な範囲(例えば各操作方向に0〜18Kgのオー
ダー)の操作入力に対して所要の出力信号を生ず
る感度を有していることである。また、かかる操
作力を検出するためのトランスデユーサとして
は、ストレインゲージ等を用いることが出来る。
上記した本実施例の構成によれば、操縦士は、操
縦操作において操縦桿の移動をほとんど感知しな
いものとなる。ここで、操縦士によつて感知され
ない程度の運動とは、操作力によつて生ずる変位
が操縦士に運動感覚を与えないほど微小であり、
手の運動に伴なう軸間の交差結合が問題にならな
い程度の運動を指している。
By making the motion stroke of the control stick minute as described above, it is possible to reduce the number of maneuvers in multiple directions that occur due to the natural movement of the wrist joints during pilot operations. This makes it possible to prevent cross-coupling (for example, a phenomenon in which a backward stroke motion of the control stick is caused due to an upward steering operation). Therefore, the steering operations in the four directions described above can be performed independently. This type of force-sensitive control stick is easily available on the market, and one example is the Model 404 manufactured by Measurement Systems, Inc., Norwalk, Connecticut, USA. -There is G517. Other force-sensitive control sticks are also available. Note that the necessary conditions for use in the control system of the present invention are that the control stick has sufficient rigidity in all operating directions, and that the control stick has an appropriate range of operation (for example, on the order of 0 to 18 kg in each operating direction). It has the sensitivity to produce the required output signal in response to the input. Furthermore, a strain gauge or the like can be used as a transducer for detecting such operating force.
According to the configuration of this embodiment described above, the pilot hardly senses the movement of the control stick during piloting operations. Here, motion that is not perceivable by the pilot means that the displacement caused by the operating force is so small that it does not give the pilot a sense of movement;
This refers to a degree of movement in which the cross-coupling between axes that accompanies hand movement does not become a problem.

上記のように、本実施例によれば、操縦桿の操
作ストロークが操縦士によつて感知されない程度
の極めて小さく操縦桿を通じて入力される操作力
感応のみに感応する多軸形操作力型操縦桿の使用
により、三軸又は四軸での操縦においてそれぞれ
の異なる操作方向間の交差結合を生じないものと
している。
As described above, according to this embodiment, the multi-axis operating force type control stick is sensitive only to the operating force input through the control stick, and the operating stroke of the control stick is so small that it cannot be detected by the pilot. The use of this eliminates cross-coupling between different operating directions in three- or four-axis maneuvers.

一方、この種の操縦装置10を使用した場合、
ほぼ一定の力を加え続けることは操縦士を疲労感
を覚えさせることがある。これは、複数の操作方
向の操縦操作が連続する場合には、特に一定の操
作力を加え続けることで操縦士が一層著しい疲労
を招くことは明らかである。
On the other hand, when using this type of control device 10,
Continuing to apply a nearly constant force can make the pilot feel fatigued. It is clear that if the pilot continues to perform maneuvers in a plurality of directions, the pilot will become more fatigued by continuing to apply a constant maneuvering force.

更に、突風条件のもとにホバー中のヘリコプタ
の180゜旋回のように複数の操縦方向での急速な飛
行運動を片手で操縦するのは困難である。手自体
の機能及び航空機の応動への操縦士の反応を含む
人間工学的な因子が全て理解されているわけでは
ないが、上記の困難はかかる複雑な飛行運動中に
二つ以上の操作方向への操縦操作間相互に関連を
持たせて指令を与える必要があることに起因する
ものと考えられる。本発明に用いられる操作力感
応型操縦桿は、操縦桿のストローク位置に応じた
指令を与える従来の操縦桿と異なり、それ自体で
は視覚又は他の身体支部分(例えば膝)に対する
手の相対位置感覚により操縦を行なうことはでき
ない。また、従来の操縦装置では操縦操作が種々
の身体部分に割り当てられており、片手で互に関
連を持たせて操縦する必要があるのはピツチおよ
びロール方向の制御を行う操縦桿又は操縦輪のみ
であるのに対して、本発明の操縦システムでは全
ての方向の制御を片手による操縦を行なわなけれ
ばならない。
Furthermore, it is difficult to single-handedly maneuver rapid flight movements in multiple maneuvering directions, such as a 180° turn of a helicopter in hover under gusty wind conditions. While not all ergonomic factors, including the function of the hands themselves and the pilot's response to the aircraft's responses, are not fully understood, the above-mentioned difficulties arise when maneuvering in more than one direction during such complex flight movements. This is thought to be due to the need to give commands with mutual correlation between the pilot operations. The force-sensitive control stick used in the present invention differs from conventional control sticks that give commands according to the stroke position of the control stick, and the control stick itself does not provide visual or visual feedback or the position of the hand relative to other body support parts (e.g., knees). You cannot steer by feeling. In addition, in conventional control devices, control operations are assigned to various body parts, and the only thing that needs to be controlled with one hand in relation to each other is the control stick or control wheel that controls the pitch and roll directions. In contrast, the steering system of the present invention requires one-handed control in all directions.

多軸操作力感応型操縦桿の使用に伴なう上記の
問題を解消するために、本実施例による操縦シス
テムでは、比例成分積分成分(PI制御成分)を
用いた信号処理回路を用いることにより各方向の
制御起点を浮動化している。即ち、操縦士により
与えられた全ての操作入力によつてそれぞれ対応
する制御方向の新たな制御起点(又は基準点)が
更新される。従つて、本発明によれば、操縦士は
航空機の姿勢、速度、高度及びそれらの変化を肉
眼観察又は計器により知りながら、現在の操縦翼
面の位置を補正するように操縦を行なうことがで
きる。
In order to solve the above-mentioned problems associated with the use of a multi-axis operating force-sensitive control stick, the control system according to this embodiment uses a signal processing circuit that uses proportional components and integral components (PI control components). The control starting point for each direction is floated. That is, a new control starting point (or reference point) for each corresponding control direction is updated by all operation inputs given by the pilot. Therefore, according to the present invention, the pilot can perform maneuvers to correct the current position of the control surface while knowing the attitude, speed, altitude, and changes thereof of the aircraft by visual observation or instruments. .

第2図には、第1図で説明した多軸操作力感応
型操縦桿を用いた本発明による操縦システムの信
号処理回路がブロツク図で示されている。操縦装
置10は複数個の出力端20〜23を有し、それ
ぞれに操縦桿12に入力される垂直方向、前後方
向、左右方向又は回転方向の操作力に対応し、操
作力の強さに対して所定の関数となる電圧値の電
圧信号を生ずる。第1図で説明した操縦桿12で
は各操作方向には両方向性を有している。即ち、
垂直方向の操作には上向方向の操作と下向方向の
操作があり、前後方向の操作には前方向と後方向
の操作があり、左右方向の操作には右方向の操作
と左方向の操作があり、又、回転方向の操作には
時計回り方向と反時計回り方向の操作がある。本
実施例の操縦装置10は、各制御方向における操
縦桿12の操作方向に応じてそれぞれ極性の異な
る電圧を生ずるように構成されている。前記の操
作力感応型操縦装置では、電圧は操作力に対して
ほぼ直線関係を有する構成となつており、従つ
て、本実施例において出力端20〜23に発生す
る出力電圧の絶対値は、操作力とリニアに比例し
ている。しかしながら、出力端20〜23の出力
電圧を操作力に対してリニアに比例されること
は、本発明の実施において必須なものではなく、
出力電圧と操作力の関係が非直線関係となつてい
る場合にも、出力端20〜23の各々に対して信
号整合回路24〜27を設け、この信号整合回路
24〜27によつて操作力に対して所望の関数関
係をもつ電圧信号を導線28〜31上に発生さ
せ、それらの信号整合回路24〜27の出力電圧
を制御システムへの実際信号入力とすることがで
きるからである。
FIG. 2 shows a block diagram of a signal processing circuit of a control system according to the present invention using the multi-axis operating force sensitive control stick described in FIG. The control device 10 has a plurality of output ends 20 to 23, each of which corresponds to the operating force input to the control stick 12 in the vertical direction, front-rear direction, left-right direction, or rotational direction. A voltage signal having a voltage value that is a predetermined function is generated. The control stick 12 described in FIG. 1 has bidirectionality in each operating direction. That is,
Vertical operations include upward and downward operations, forward and backward operations include forward and backward operations, and left and right operations include right and left operations. There are several operations, and the operations in the rotational direction include clockwise and counterclockwise operations. The control device 10 of this embodiment is configured to generate voltages with different polarities depending on the operating direction of the control stick 12 in each control direction. In the above-mentioned operating force sensitive control device, the voltage has a substantially linear relationship with the operating force, and therefore, in this embodiment, the absolute value of the output voltage generated at the output terminals 20 to 23 is: It is linearly proportional to the operating force. However, it is not essential in implementing the present invention that the output voltages of the output terminals 20 to 23 be linearly proportional to the operating force.
Even when the relationship between the output voltage and the operating force is non-linear, signal matching circuits 24 to 27 are provided for each of the output terminals 20 to 23, and the signal matching circuits 24 to 27 adjust the operating force. This is because voltage signals having a desired functional relationship to the voltage signals can be generated on the conductors 28-31, and the output voltages of the signal matching circuits 24-27 can be the actual signal inputs to the control system.

回路26により行なわれる信号整合の一例が第
3図に示されている。横軸に左方もしくは右方へ
の横方向の操作力が、縦軸には導線30上の回路
20の出力電圧がとられている。この信号整合は
もちろん導線22上の信号の操作力−電圧関係に
応じた電圧−整合である。しかし、この例では所
望の関数関係として、操縦桿への不注意な接触そ
の他の理由により操縦桿に横方向零点からわずか
に偏向する力が加わつても制御システムを作動さ
せないように、右方にも左方にも約0.5lb(0.23Kg)
の不感帯が設けられている。この不感帯は、前記
のように、わずかな意図せざる信号が長時間にわ
たり積分されるのを避けるために必要である。各
方向に0.5lb(0.23Kg)から4lb(1.8Kg)までの力に
対して、出力電圧は0Vから0.8Vまで直線的に増
大する。更に、各方向に4lb(1.8Kg)以上の力に
対しては、出力電圧は非直線的に増大し、入力さ
れる操作力が大きい範囲では感度を高く設定され
ている。第3図では電圧−操作力関係が力の増大
と共に傾斜が大きくなる非直線関係として示され
ているが、制御システムの他の素子例えば流体圧
サーボの特性、航空機の飛行特性及び所望の応答
等に応じて、本発明を実施するのに適した任意の
関数関係が選択されることが可能である。
An example of signal matching performed by circuit 26 is shown in FIG. The horizontal axis represents the lateral operating force to the left or right, and the vertical axis represents the output voltage of the circuit 20 on the conducting wire 30. This signal matching is of course a voltage-matching depending on the operating force-voltage relationship of the signal on conductor 22. However, in this example, the desired functional relationship is such that the control system is not activated when the control column is slightly deflected from its lateral zero due to inadvertent contact or other reasons. Approximately 0.5lb (0.23Kg) on the left side
A dead zone is provided. This dead zone is necessary, as mentioned above, to prevent small unintended signals from being integrated over long periods of time. For forces from 0.5lb (0.23Kg) to 4lb (1.8Kg) in each direction, the output voltage increases linearly from 0V to 0.8V. Furthermore, the output voltage increases non-linearly for forces of 4 lb (1.8 kg) or more in each direction, and the sensitivity is set high in the range where the input operating force is large. In Figure 3, the voltage-operating force relationship is shown as a non-linear relationship whose slope increases as the force increases, but other elements of the control system, such as the characteristics of the fluid pressure servo, the flight characteristics of the aircraft, the desired response, etc. Depending on the equation, any functional relationship suitable for implementing the invention can be selected.

第3図に示した信号整合動作を行うために用い
る信号整合回路は、第4図に例示するようにバイ
アス付き増幅器及びリミツト付き増幅器の適当な
組合わせにより簡単に実現することが出来る。第
4図の信号整合回路26は、六つの増幅器26a
〜26fで構成されている。増幅器26a及び2
6bはバイアス付き増幅器であり、0.5lb(0.24Kg)
の力を表わす入力電圧まではゲインが0であり、
それ以上ではゲインが1である。これらの増幅器
によつて±0.5lb(±0.24Kg)の不感帯を簡単に与
えることが出来る。増幅器26cおよび26dは
リミツト付き増幅器であり、一方の極性の入力電
圧に対してはゲインが0であるが、他方の極性の
入力電圧に対しては0.2V/1lb(0.24Kg)のゲイン
を有し、入力電圧が4lb(1.8Kg)のリミツトに達
した後は0.8Vの出力電圧で飽和する。これらの
増幅器は低感度領域を形成する。更に増幅器26
eおよび26fはバイアス付き増幅器であり、
4V以下の入力電圧に対してはゲインが0である
が、それを越える入力電圧に対してはゲインが増
幅器26c及び26dのゲインがよりも大きくな
るように設定されている。これらの増幅器は高感
度領域を形成する。低感度領域用及び高感度領域
用の増幅器26c〜26fの出力電圧は加算点2
6gで加算される。加算点は専用の加算増幅器か
ら構成されていてもよいし、後で説明する第2図
中の比例積分特性の回路への入力回路として構成
されていてもよい。
The signal matching circuit used to perform the signal matching operation shown in FIG. 3 can be easily realized by an appropriate combination of a biased amplifier and a limited amplifier, as illustrated in FIG. The signal matching circuit 26 in FIG. 4 includes six amplifiers 26a.
~26f. Amplifiers 26a and 2
6b is a biased amplifier, 0.5lb (0.24Kg)
The gain is 0 up to the input voltage representing the force of
Above that, the gain is 1. These amplifiers can easily provide a deadband of ±0.5lb (±0.24Kg). Amplifiers 26c and 26d are limited amplifiers, with a gain of 0 for input voltages of one polarity, but a gain of 0.2V/1lb (0.24Kg) for input voltages of the other polarity. However, after the input voltage reaches the 4lb (1.8Kg) limit, it saturates at an output voltage of 0.8V. These amplifiers form a region of low sensitivity. Furthermore, the amplifier 26
e and 26f are biased amplifiers,
For input voltages below 4V, the gain is 0, but for input voltages exceeding 4V, the gains are set to be greater than the gains of the amplifiers 26c and 26d. These amplifiers form a sensitive area. The output voltages of the amplifiers 26c to 26f for the low sensitivity region and the high sensitivity region are at the addition point 2.
6g will be added. The summing point may be constructed from a dedicated summing amplifier, or may be constructed as an input circuit to a circuit with proportional-integral characteristics shown in FIG. 2, which will be described later.

ピツチおよびヨー・チヤネルの信号整合回路の
特性は第3図で説明したものに限定されるもので
はなく、これと同様の作用を行ういかなる回路を
も用いることが出来る。なお、本発明の実施例で
は、ピツチ・チヤネルの信号整合回路の特性は第
3図に示したロール・チヤネルの信号整合回路の
特性と同一であり、ヨー・チヤネルの信号整合回
路の特性はロール・チヤネルの特性と、ゲインが
0.225V/1inch・lb(0.01m・Kg)であり不感帯が
±0.27inch・lb(±0.003m・Kg)である点を除い
ては同一である。
The characteristics of the pitch and yaw channel signal matching circuits are not limited to those described with reference to FIG. 3, and any circuit that performs similar operations can be used. In the embodiment of the present invention, the characteristics of the pitch channel signal matching circuit are the same as those of the roll channel signal matching circuit shown in FIG. 3, and the characteristics of the yaw channel signal matching circuit are the same as the roll channel signal matching circuit characteristics shown in FIG.・Channel characteristics and gain
They are the same except that they are 0.225V/1 inch·lb (0.01 m·Kg) and the dead zone is ±0.27 inch·lb (±0.003 m·Kg).

他方、コレクテイブ・ピツチ・チヤネルすなわ
ち垂直チヤネルの信号整合回路は力の増大と共に
傾斜が小さくなる点で他の三つのチヤネルの信号
整合回路とは特性が異なつている。第5図に示さ
れている例のように、垂直チヤネルでは最大操縦
桿入力として(右左及び上下方向の操作の場合の
ように20lb(9.1Kg)ではなく)40lb(18.2Kg)の力
を必要とする。±1lb(±0.45Kg)の不感帯が設け
らけており、直線的部分のゲインは上方では
0.19V/1lb(0.45Kg)のオーダー、下方では
0.8V/1lb(0.45Kg)のオーダーである。さらに、
第5図はコレクテイブ・ピツチと対空速度との間
の垂下特性に順応するため力の増大と共に傾斜が
(ピツチ、ロールおよびヨー・チヤネルの場合の
ように大きくなるのではなく)小さくなることを
示している。いずれの操作方向に於ける電圧−操
作力関係も第4図のようないくつかのバイアス
付、き増幅器及びリミツト付き増幅器の組み合わ
せで実現され、不感帯もゲインも正側と負側とで
独立に調節され得る。尚、適当なデイジタル計算
機が用いられている場合には、第3図および第5
図に示した特性を、導線20〜23上の電圧の大
きさに基いてルツクアツプ・テーブルを用いて得
ることもでき、このような方法については、本願
の出願人と同一の譲受人に譲渡された1978年8月
31日付の米国特許出願第938583号“フオール・オ
ペレーシヨナル、フオール・セーフ多重計算機制
御システム”に開示されている。第2図を参照す
ると、整合された導線28〜31上の信号は複数
個の増幅器32〜39に与えられる。そのうち増
幅器32〜35は比例増幅器であり、増幅器36
〜39は積分増幅器である。従つて増幅器32〜
39は航空機の操縦翼面への操縦入力の比例/積
分ゲインを与える。増幅器の各々が対応する導線
40〜47上に生ずる出力の対はそれぞれ加算点
50〜53で対応する導線54〜57上の負フイ
ードバツク信号と共に加算される。対応する導線
60〜63上の各加算点の出力は位置偏差信号で
あり、それにより適当な増幅器64〜67を介し
て流体圧サーボ74〜77の電磁弁70〜73が
制御される。三つのサーボ74〜76の機械的出
力80〜82はミキサ84を介してスオツシユ・
プレート90への機械的入力86〜88を制御す
る。それにより主ロータ92のブレートのピツチ
が制御される。ヨー・サーボ77の機械的出力9
4はピツチ・ビーム96を介して尾部ロータ98
のプレートのピツチを制御する。
On the other hand, the collective pitch channel or vertical channel signal matching circuit differs in characteristics from the other three channel signal matching circuits in that the slope decreases as the force increases. As in the example shown in Figure 5, a vertical channel requires a maximum control stick input of 40 lb (18.2 Kg) of force (instead of 20 lb (9.1 Kg) as in the left/right and up/down directions). shall be. A dead band of ±1lb (±0.45Kg) is not provided, and the gain in the linear part is
On the order of 0.19V/1lb (0.45Kg), below
It is on the order of 0.8V/1lb (0.45Kg). moreover,
Figure 5 shows that the slope decreases (instead of increasing as in pitch, roll and yaw channels) with increasing force to accommodate the droop characteristics between collective pitch and airspeed. ing. The voltage-operating force relationship in any operating direction is realized by a combination of several biased amplifiers and limiting amplifiers as shown in Figure 4, and the dead band and gain are independent on the positive and negative sides. Can be adjusted. If a suitable digital computer is used, Figures 3 and 5 can be used.
The characteristics shown in the figures can also be obtained using lookup tables based on the magnitude of the voltages on conductors 20-23, and such methods are described in a patent application herein assigned to the same assignee. August 1978
No. 938,583, entitled "Full-Operational, Full-Safe Multicomputer Control System," filed on June 31, 2003. Referring to FIG. 2, the signals on matched conductors 28-31 are provided to a plurality of amplifiers 32-39. Among them, amplifiers 32 to 35 are proportional amplifiers, and amplifier 36
-39 is an integrating amplifier. Therefore, the amplifier 32~
39 provides the proportional/integral gain of the control input to the aircraft control surfaces. The pairs of outputs produced by each of the amplifiers on corresponding leads 40-47 are summed together with the negative feedback signals on corresponding leads 54-57 at summing points 50-53, respectively. The output of each summing point on the corresponding conductor 60-63 is a position error signal which, via appropriate amplifiers 64-67, controls a solenoid valve 70-73 of a hydraulic servo 74-77. The mechanical outputs 80-82 of the three servos 74-76 are sent to the switch via a mixer 84.
Controls mechanical inputs 86-88 to plate 90. Thereby, the pitch of the blades of the main rotor 92 is controlled. Yaw servo 77 mechanical output 9
4 through the pitch beam 96 to the tail rotor 98
control the pitch of the plate.

なお、比例増幅器32〜35、積分増幅器36
〜39及び加算点50〜53は、航空機の縦方向
サイクリツク・ピツチ・チヤンネル、横方向サイ
クリツク・ピツチ・チヤンネル、尾部ロータ・ピ
ツチ・チヤンネル及びヘリコプタのコレクテイ
ブ・ピツチ・チヤンネル又は固定翼航空機のエン
ジン・スロツトル及びプロペラ・ブレード・ピツ
チチヤンネルの各制御チヤンネルにおいてそれぞ
れの操縦翼面に位置を前記サイドアーム操縦装置
を介して入力された手動入力信号の信号値に応じ
て制御する制御信号を発生する信号処理手段を構
成する。なお、図示の実施例においてはこれらの
信号処理手段をアナログ回路構成として示してい
るが、これをデイジタルコンピユータ等を用いた
デイジタル回路として構成することも当然可能で
ある。
In addition, the proportional amplifiers 32 to 35 and the integral amplifier 36
~39 and additional points 50 to 53 are for longitudinal cyclic pitch channel, transverse cyclic pitch channel, tail rotor pitch channel of an aircraft, and collective pitch channel of a helicopter or engine throttle of a fixed wing aircraft. and a signal processing means for generating a control signal for controlling the position of each control surface in each control channel of the propeller blade pitch channel in accordance with the signal value of the manual input signal inputted via the side arm control device. Configure. In the illustrated embodiment, these signal processing means are shown as having an analog circuit configuration, but it is of course possible to configure them as a digital circuit using a digital computer or the like.

各サーボ74〜77は位置センサ100〜10
3を備えており、各サーボの機械的出力80〜8
2,94の位置を示す電気的信号が対応する導線
104〜107上に発せられる。これらの信号は
適当なスケーリングおよび絶縁の目的でそれぞれ
増幅器108〜111を介してフイードバツク導
線54〜57に与えられる。従つて、各サーボの
機械的出力の実際位置と目標位置とが一致してい
ない時には常に導線60〜63上の偏差信号によ
り増幅器64〜67を介して電磁弁70〜73が
駆動され、その弁により不平衡状態にもたらされ
たサーボは作動流体源113からコンジツト11
2を経て与えられる加圧された作動流体によりピ
ストンを動かされて、そのピストンに連結されて
いる機械的出力の実際位置を修正する。かくして
各サーボの機械的出力の実際位置は常にその目標
位置に追従する。上記のサーボおよび各種装置6
4〜113はいずれも公知のもので構成すること
が出来る。しかしながら、サーボ74〜77は、
操縦翼面の制御に従来用いられているもののよう
に電気的に修正される機械的ブースタサーボでは
なく、高速で最大規定限界まで電気的に制御され
るサーボでなければならない。本発明に用いるの
に適したサーボは容易に入手可能である。
Each servo 74-77 has a position sensor 100-10
3, mechanical output of each servo 80~8
An electrical signal indicating the position of 2,94 is emitted on the corresponding conductor wires 104-107. These signals are provided to feedback leads 54-57 via amplifiers 108-111, respectively, for appropriate scaling and isolation purposes. Therefore, whenever the actual position of the mechanical output of each servo does not match the target position, the electromagnetic valves 70 to 73 are driven via the amplifiers 64 to 67 by the deviation signals on the conductors 60 to 63, and the valves are activated. The servo brought into an unbalanced state is transferred from the working fluid source 113 to the conduit 11.
Pressurized working fluid applied via 2 moves the piston to modify the actual position of a mechanical output coupled to the piston. Thus, the actual position of each servo's mechanical output always tracks its target position. The above servos and various devices 6
All of 4 to 113 can be constructed from publicly known materials. However, the servos 74 to 77 are
It must be an electrically controlled servo at high speed and up to a specified limit, rather than an electrically modified mechanical booster servo as is conventionally used to control control surfaces. Servos suitable for use with the present invention are readily available.

第2図に示されている制御システムのうち一つ
制御方向に対するものの作動について説明すれ
ば、本発明による飛行制御の新規性を明らかにす
るのに十分である。例えばコレクテイブ・ピツチ
を大きくしたい時、操縦士は操縦桿に上向きの力
を加えると、その大きさの関数である電気的信号
が垂直軸出力端20に現われる。この信号は信号
整合回路24で第5図に例示したような関数関係
に従う信号に変換され、操縦指令信号として導線
28上に与えられる。直ちに比例増幅器32が導
線28上の信号を増幅して、導線40を経て加算
点50にその一つの入力信号として与える。それ
により加算点50の出力は不平衡となる。なぜな
らば、サーボ74の位置センサ100からは現在
の機械的リンケージ80の位置を示す信号が導線
54を経て加算点50のフイードバツク入力端に
与えられているからである。従つて、加算点50
の出力導線60上に偏差信号が現われ、それが増
幅器64により増幅された上で電磁弁70をその
平衡状態から不平衡状態に駆動し、それによりサ
ーボ74を作動させて機械的リンケージ80を所
望の方向に駆動する。サーボ74〜77は1秒の
オーダーの非常に短い時間で操縦翼面をその規定
限界の全範囲にわたり駆動し得るものが用いられ
ている。信号整合回路24および増幅器32,6
4のゲインによつて、操縦士によつて操作力感応
型操縦装置10の操縦桿12に加えられた操作力
がある限度よりも大きければ、電磁弁70に十分
な大きさの信号が与えられるので、サーボ74は
そのピストンに最大の流体圧を作用させて、機械
的リンケージ80に最大加速力を与える。他方、
もし操縦士により加えられた力が小さければ、最
初に比例増幅器32、加算点50および増幅器6
4を通つて電磁弁70に与えられる信号は小さい
ので、サーボ74内のピストンを実際に動かすに
至らない。
A description of the operation of one of the control systems shown in FIG. 2 for one control direction is sufficient to demonstrate the novelty of the flight control according to the invention. For example, when the pilot wishes to increase the collective pitch, he applies an upward force to the control stick, and an electrical signal that is a function of the force applied appears at the vertical axis output 20. This signal is converted by the signal matching circuit 24 into a signal that follows the functional relationship illustrated in FIG. 5, and is applied to the conductor 28 as a maneuver command signal. Proportional amplifier 32 immediately amplifies the signal on lead 28 and provides it via lead 40 to summing point 50 as its one input signal. As a result, the output of summing point 50 becomes unbalanced. This is because the position sensor 100 of the servo 74 provides a signal indicating the current position of the mechanical linkage 80 via the conductor 54 to the feedback input of the summing point 50. Therefore, additional points 50
A deviation signal appears on the output lead 60 of the amplifier 64 which, upon amplification, drives the solenoid valve 70 from its balanced condition to its unbalanced condition, thereby actuating the servo 74 to cause the mechanical linkage 80 to move as desired. Drive in the direction of. The servos 74 to 77 are capable of driving the control surface over its entire specified limit range in a very short time on the order of one second. Signal matching circuit 24 and amplifiers 32, 6
With the gain of 4, if the operating force applied by the pilot to the control stick 12 of the operating force-sensitive control device 10 is greater than a certain limit, a signal of sufficient magnitude is given to the solenoid valve 70. Thus, servo 74 applies maximum fluid pressure to its piston to provide maximum acceleration force to mechanical linkage 80. On the other hand,
If the force applied by the pilot is small, first proportional amplifier 32, summing point 50 and amplifier 6
The signal applied to the solenoid valve 70 through the servo 74 is so small that it does not actually move the piston within the servo 74.

上記のような比例ゲインしか有さないシステム
で完全な操縦を行なうためには、機械的出力の所
望の位置で例えば導線54上にフイードバツクさ
れる信号と平行する信号を導線40上に与えるの
に必要な力を、その機械的出力位置を維持すべき
期間にわたり、操縦士が操作力感応型操縦装置の
操縦桿に連続的に加えていなければならない。こ
の期間が長時間例えば数十分にわたれば、操縦士
に疲労をきたすことは明らかである。いくつかの
操作方向(本発明が四つの制御方向、即ちロール
方向、ピツチ方向、ヨー方向及び垂直方向(揚
力)又は前後方向(速度)の制御に用いる操縦シ
ステムに用いられている場合には四つの操作方
向)の全てで同時に力を加え続けなければならな
いことは、操縦士を更に疲労させる。
In order to achieve complete steering in a system having only a proportional gain as described above, it is necessary to provide a signal on lead 40 that is parallel to the signal fed back onto lead 54 at the desired location of the mechanical output, for example. The necessary force must be continuously applied by the pilot to the control column of the force-sensitive control system for the period of time to maintain its mechanical output position. It is obvious that if this period lasts for a long time, for example, several tens of minutes, the pilot will become fatigued. Several operating directions (if the invention is used in a steering system for controlling four control directions: roll, pitch, yaw and vertical (lift) or fore-and-aft (velocity)) Having to continue to apply force in all directions at the same time further fatigues the pilot.

上記の疲労の問題を解決するため、従来の位置
感応形操縦手段を用いた操縦システムすなわち操
縦桿等の位置と操縦翼面の位置とが互に対応して
いる操縦システムでは、操縦翼面の位置を修正す
る必要が生ずるまで操縦手段の位置を例えば戻り
止ばね等によつて拘束しておき、修正にあたつて
は戻り止ばねのばね力に抗して操縦手段の位置の
拘束を解除して、新たな修正点まで操縦手段を移
動させそこで再び操縦手段の位置を拘束する方式
が採用されている。しかし、かかる方式を採用す
ることは、三又は四つの操作方向への操縦操作が
片手操作の操作力感応型操縦装置の操縦桿で行な
われ、且比例ゲインしか有さない操縦システムで
は不可能である。その理由はいくつかあるが、第
一に、片手操縦の操作力感応型操縦装置の操縦桿
自体に取付けられているボタンにより一つの操作
方向に操縦桿を拘束しようとすれば、手がボタン
に触れる時のわずかな動きによりその操作方向又
は他の操作方向の指令入力に狂いが生ずる。第二
に、拘束を解除した時にも指令入力に狂いが生ず
るので、それを各操作方向で元に戻すことは力指
示計が設けられているとしてもほとんど不可能で
ある。第三に位置又は力を保持するための特殊な
サーボ機構を四つの操作方向の各々に設けること
は複雑であり、サイドアーム操縦桿の利点を減殺
してしまう。更に、ある時間をかけて操縦翼面を
変化させたい場合には、その時間的経過に従つて
操縦桿を操作しなければならないので、上記の方
式では操縦士の負担が軽減されない。このような
理由から、多軸操作力感応型操縦装置の採用によ
る前記の利点を活かすためには、比例ゲインのみ
を有する操縦システムでは不十分である。
In order to solve the above-mentioned fatigue problem, in a control system using conventional position-sensitive control means, that is, a control system in which the position of the control stick etc. and the position of the control surface correspond to each other, the control surface The position of the control means is restrained by, for example, a detent spring until the position needs to be corrected, and when correction is made, the restraint of the position of the control means is released by resisting the spring force of the detent spring. Then, a method is adopted in which the control means is moved to a new correction point and the position of the control means is restrained again there. However, it is impossible to adopt such a method in a control system in which control operations in three or four control directions are performed using a control stick of a one-handed control force-sensitive control device, and which has only a proportional gain. be. There are several reasons for this, but firstly, if you try to restrain the control stick in one operating direction using the button attached to the control stick itself of a one-handed operation force-sensitive control device, your hand will not touch the button. A slight movement when touching can cause errors in command input in that operating direction or in other operating directions. Secondly, even when the restraint is released, the command input is distorted, so that it is almost impossible to restore it to the original state in each operating direction, even if a force indicator is provided. Third, providing special servomechanisms for holding position or force in each of the four operating directions is complicated and negates the benefits of a sidearm control stick. Furthermore, if it is desired to change the control surface over a certain period of time, the control stick must be operated in accordance with the lapse of time, so the above method does not reduce the burden on the pilot. For these reasons, a control system having only a proportional gain is insufficient in order to take advantage of the above-mentioned advantages of employing a multi-axis operating force-sensitive control device.

そこで本発明にはもう一つの特徴として、比
例/積分特性の信号処理回路を多軸操作力感応型
操縦装置と組合わせて用いる。それによつて得ら
れる特徴は、多軸形感力操縦装置により与えられ
た指令に対する各操作方向の操縦操作に対する各
制御方向の操縦翼面の動作の追従の仕方である。
本発明の実施例では、各制御方向の操縦翼面の位
置は比例増幅器32〜35によつて得られる比例
成分と、比例増幅器32〜35と並列に設けられ
た所定のフイードフオワード積分ゲインを持つ積
分増幅器36〜39により得られる積分成分とに
よつて決定される。
Therefore, another feature of the present invention is that a signal processing circuit with proportional/integral characteristics is used in combination with a multi-axis operating force sensitive control device. The feature obtained thereby is the manner in which the motion of the control surface in each control direction follows the control operation in each control direction in response to a command given by the multi-axis force-sensitive control device.
In an embodiment of the invention, the position of the control surface in each control direction is determined by a proportional component obtained by proportional amplifiers 32-35 and a predetermined feed forward integral gain provided in parallel with proportional amplifiers 32-35. It is determined by the integral components obtained by the integral amplifiers 36 to 39 having the following values.

即ち、前記の動作の例で、いつたん操縦士がリ
ンケージ80の位置の望ましい位置変化を示す信
号を操作力感応型操縦装置の操縦桿により与える
と、瞬間的にはサーボ74の作動は前記のように
比例増幅器32からの導線40に出力される比例
成分に基づく指令に従つて行なわれる。しかし、
サーボ74が導線40の比例成分に等しい信号を
導線54上にフイードバツクする位置に到達する
以前に、積分増幅器36から導線40の比例成分
信号と同一の極性を有する積分成分信号が導線4
4に与えられる。積分増幅器36〜39の時定数
は、航空機の挙動に対する操縦士の反応に相応す
る時間幅(例えば秒のオーダー)で全操縦方向の
操作入力を入力出来るように設定されている。従
つて、典型的な場合、もし操縦士が操縦翼面をあ
る大きさだけ修正したければ、直に元に戻させる
非常に小さな入力により所望の結果が得られる。
なぜならば、サーボ74は最初は導線40上の比
例信号に応動し、続いて導線54上のフイードバ
ツク信号と導線44上の積分増幅器出力信号とが
平衡する定常状態に迅速に到達する。操縦翼面の
位置を大きく且つゆつくり変更したい場合には、
操縦士は小さな入力を連続的に与え続ければよ
い。この場合、操縦桿を通じて入力される操作力
に応じた導線20の信号値が小さければ、積分増
幅器36の出力信号も相応に小さくなり、導線2
0に小さな信号値の信号が連続して与えられるこ
とによつて、積分増幅器36の出力信号は経時的
に増加して、導線40に供給される比例成分信号
をはるかに越えて(後記のように制限された最大
値まで)増大するので、サーボ74は、導線54
上のフイードバツク信号が導線40上の比例信号
と導線44上の積分信号との合計と平衡するに至
るまで、リンケージ80の位置を回転させ続け
る。
That is, in the above operation example, when the pilot gives a signal indicating a desired change in the position of the linkage 80 using the control stick of the force-sensitive control device, the servo 74 is instantaneously operated as described above. This is done in accordance with a command based on the proportional component output from the proportional amplifier 32 to the conductor 40. but,
Before servo 74 reaches a position where it feeds back a signal equal to the proportional component of lead 40 onto lead 54, an integral component signal from integrator amplifier 36 having the same polarity as the proportional component signal of lead 40 is applied to lead 40.
given to 4. The time constants of the integral amplifiers 36 to 39 are set so that operational inputs in all control directions can be input in a time width (for example, on the order of seconds) that corresponds to the pilot's reaction to the behavior of the aircraft. Thus, typically, if a pilot wishes to modify a control surface by a certain amount, very small inputs that cause the pilot to immediately revert will achieve the desired result.
This is because servo 74 initially responds to the proportional signal on lead 40 and then quickly reaches a steady state where the feedback signal on lead 54 and the integrating amplifier output signal on lead 44 are balanced. If you want to change the position of the control surface largely and slowly,
The pilot only needs to continuously give small inputs. In this case, if the signal value of the conductor 20 corresponding to the operating force input through the control stick is small, the output signal of the integrating amplifier 36 will also be correspondingly small, and the
By continuously applying a signal with a small signal value to 0, the output signal of the integrating amplifier 36 increases over time to far exceed the proportional component signal applied to the conductor 40 (as described below). (up to a maximum value limited to ), the servo 74
The position of linkage 80 continues to be rotated until the feedback signal above balances the sum of the proportional signal on lead 40 and the integral signal on lead 44.

実際に、操作ストロークが操縦士によつて感知
されていない程度に小さい本実施例の操作力感応
型操縦装置と、この操縦装置の比例成分と積分成
分を含む制御信号によつてサーボの動作を制御す
る比例/積分形信号処理チヤネルとの組み合わせ
により、操縦士は所望の航空機の挙動を検出する
まで操縦桿に力を加え続け、積分された操縦桿出
力信号がフイードバツク信号と平衡に達した状態
で力を零に戻すように操縦桿を操作することによ
つて、航空機の制御を容易に行い得るものとな
る。従つて、第2図に示されている四つの制御方
向に関して本実施例による多軸操作力感応型操縦
装置は、各操作方向に浮動修正点を有し、各サー
ボ機構74〜77はそれぞれ対応する機械的リン
ケージ80〜82および94の位置を、導線54
〜57上のフイードバツク信号がそれぞれ対応す
る導線40〜47上の積分信号と平均衡する位置
に制御されて、それぞれ対応する操縦翼面の位置
制御を行つている。航空機の操縦は毎回、操縦士
がいずれかの操作方向の浮動修正点を所望の大き
さだけ所望の変化速度で変更するための時間及び
操作力を操作力感応型操縦装置の操縦桿に所望の
方向で加えることにより行なわれる。操縦士は、
操縦翼面の位置を変更したい時だけ、その浮動修
正点を変更するべく操縦桿に力を加えればよい。
操縦桿に加えられる力が零であれば、浮動修正点
は変化しない。尚実際には、意図せざる非常に小
さい力の積分により大きな指令が生ずるのを避け
るため、信号処理回路に不感帯が設けられている
ので、操縦桿に加えられる力がこの不感帯に相当
する範囲内の非常に小さな力であれば、浮動修正
点は変化しない。従つて、本発明によれば、操縦
士は操縦桿に軽く手を触れた状態で、また定常飛
行中は操縦桿から手を離した状態で飛行し得る。
In fact, the operation of the servo is controlled by the operation force-sensitive control device of this embodiment whose operation stroke is so small that it is not sensed by the pilot, and by the control signal containing the proportional component and the integral component of this control device. In combination with a controlling proportional/integral signal processing channel, the pilot continues to apply force on the control stick until the desired aircraft behavior is detected, and the integrated control stick output signal is in equilibrium with the feedback signal. By operating the control stick to return the force to zero, the aircraft can be easily controlled. Therefore, regarding the four control directions shown in FIG. 2, the multi-axis operation force sensitive control device according to this embodiment has a floating correction point in each operation direction, and each servo mechanism 74 to 77 has a corresponding one. The locations of mechanical linkages 80-82 and 94 that
The feedback signals on the conductors 40 to 57 are controlled to be in equilibrium with the integral signals on the corresponding conductors 40 to 47, thereby controlling the position of the corresponding control surfaces. Each time an aircraft is operated, the pilot applies the time and operating force to the control column of the force-sensitive control system to change the floating correction point in either operating direction by the desired magnitude and at the desired rate of change. This is done by adding in the direction. The pilot is
Only when you want to change the position of the control surface do you apply force to the control stick to change its floating correction point.
If the force applied to the control stick is zero, the float correction point will not change. In reality, in order to avoid large commands being generated due to the unintended integration of very small forces, a dead zone is provided in the signal processing circuit, so the force applied to the control stick is within the range corresponding to this dead zone. If the force is very small, the floating correction point will not change. Therefore, according to the present invention, the pilot can fly with his hands lightly touching the control stick, and with his hands off the control stick during steady flight.

第2図で、ヨー・チヤネルの導線31は追加的
な積分増幅器117に接続されている。この積分
増幅器は回転方向の操作力を積分した信号を導線
118を経て車輪操作機構119に与える。これ
は本発明にとつて必須な部分ではないが、もし足
踏ペダルが(操縦士が足の周りで地面を見やすい
ように、また操縦システムの重量を軽減するよう
に)省略されているならば、操縦桿が地上車輪操
作にも飛行運動にも使用され得るという事実を示
すために付記した。
In FIG. 2, the yaw channel conductor 31 is connected to an additional integrating amplifier 117. This integral amplifier provides a signal that integrates the operating force in the rotational direction to the wheel operating mechanism 119 via a conductor 118. This is not an essential part of the invention, but if the foot pedals are omitted (to give the pilot a better view of the ground around his feet and to reduce the weight of the control system) , added to indicate the fact that the control column can be used for both ground wheel operations and flight movements.

第2図の左上の導線114からは、航空機が着
陸したこと、即ち車輪又はスキツドが地面に接触
したことを示す信号が与えられる。かかる信号は
“スクアツト・スイツチ”により与えられ、又は
他のなんらかの手段で航空機の車輪又はスキツド
支持機構から導かれる。かかる信号は一般に種々
の目的を例えば地上に於ける自動操縦安定装置の
作動をロツクする目的で多くの航空機で用いられ
ている。導線114上の信号は積分保持信号とし
て作用するように積分増幅器36〜39の各々に
与えられている。一例として、この信号により積
分増幅器のフイードバツク回路に接続されている
電子スイツチが開かれ、積分コンデンサと増幅入
力端との間の接続が断たれる。こうして、航空機
が地面に接触すると、浮動修正点はその瞬間の値
で一定に保持され、操縦士はその後比例回路のみ
を通じて飛行運動を完了する。航空機の運転停止
時には、浮動修正点はリセツト・スイツチ又は他
の公知の手段により全て電気的に零に減ぜられ
る。その後、航空機の運転再開時には、導線11
4上の信号が積分増幅器の全てをその初期値即ち
零に保持する。従つて、停止又は格納中に操縦シ
ステムへの漂遊入力により指令積分が行なわれる
おそれはない。こうして、全ての操縦翼面の修正
点が離陸中に中立位置にあることが補償されてい
るので、意図せざる操縦入力が離陸の開始時に存
在し得ない。従つて、離陸は操縦士により比例ル
ープのみを通じて行なわれる。導線114上の信
号はインバータ116を経て相補性信号として積
分増幅器117に与えられる。地上で車輪を操作
する装置が設けられている場合、それを操作する
のに積分増幅器117の出力が用いられる。
A conductor 114 in the upper left corner of FIG. 2 provides a signal indicating that the aircraft has landed, ie, that the wheels or skids have touched the ground. Such signals may be provided by "squat switches" or derived by some other means from the aircraft's wheels or skid support mechanisms. Such signals are commonly used in many aircraft for various purposes, such as locking the operation of autopilot stabilizers on the ground. The signal on conductor 114 is provided to each of integrating amplifiers 36-39 to act as an integral hold signal. In one example, this signal opens an electronic switch connected to the feedback circuit of the integrating amplifier, breaking the connection between the integrating capacitor and the amplifier input. Thus, when the aircraft contacts the ground, the float correction point is held constant at its instantaneous value and the pilot then completes the flight motion through the proportional circuit only. When the aircraft is shut down, all floating correction points are electrically reduced to zero by a reset switch or other known means. Afterwards, when the aircraft resumes operation, conductor 11
The signal on 4 holds all of the integrating amplifiers at their initial values, ie, zero. Therefore, there is no risk of command integration due to stray inputs to the control system during shutdown or retraction. In this way, unintended control inputs cannot be present at the beginning of takeoff, since all control surface correction points are guaranteed to be in a neutral position during takeoff. Therefore, takeoff is performed by the pilot through a proportional loop only. The signal on conductor 114 is applied via inverter 116 to integrating amplifier 117 as a complementary signal. The output of the integrating amplifier 117 is used to operate the wheels on the ground, if any.

次に第6図を参照すると、本発明のシステムで
必要とされ得る装置として、規定限界に対する余
裕を指示するための装置が示されている。従来の
システムでは、操縦士により操縦桿、操縦レバ
ー、操縦輪又は足踏ペダルを介して実際に動かさ
れる機械的リンケージが、所与の輪に於て規定限
界に達したことを警報するための位置応答手段を
含んでいる。かかる位置応答手段の代わりとし
て、本発明のシステムでは第6図に示されている
ような電子的手段が設けられ得る。例えば、導線
54からの位置フイードバツク信号を受けない加
算回路50aで比例出力及び積分出力が加算さ
れ、位置指令信号として導線60a上に与えられ
る。この信号は加算点120で、所与のチヤネル
に対する100%規定限界を示す例えば定電圧源1
22からの一定電圧と比較され、その差が規定限
界に対する余裕を示す信号として導線124上に
与えられる。この信号は操縦士に規定限界に対す
る余裕を常に示すため指示計126に与えられる
と共にレベル検出回路128に与えられる。この
レベル検出器から導線130上に与えられる信号
は、例えば規定限界の90%が現在当該の軸で指令
されていることを示す。この信号はオア回路13
2で、他の軸について導線134から与えられる
同様の信号と論理和を形成し、いずれかの軸に於
ける指令が規定限界の90%に達している時には導
線136上に警報信号が現われる。この信号は警
報ランプ138の点灯、操縦桿シエーカ140の
振動等により操縦士に警報を与える。操縦桿シエ
ーカと警報ランプおよび余裕指示計との組み合わ
せにより、従来規定限界への到達を操縦士に警報
するのに用いられていた位置応答手段が置換され
る。実際、特定の軸が規定限界に近接するにつれ
て感力操縦桿がシエーカにより振動することは、
規定限界への到達を持つて位置応答手段により得
られる警報にくらべて望ましい。
Referring now to FIG. 6, there is shown a device for indicating margins to specified limits as may be required in the system of the present invention. In conventional systems, mechanical linkages that are actually activated by the pilot via the control stick, control levers, control wheels or foot pedals are used to alert that a specified limit has been reached in a given wheel. It includes position responsive means. As an alternative to such position responsive means, the system of the invention may be provided with electronic means as shown in FIG. For example, the proportional output and the integral output are added together in an adder circuit 50a that does not receive the position feedback signal from the conductor 54, and the result is provided on the conductor 60a as a position command signal. This signal is applied at summing point 120 to a constant voltage source 1, for example, which indicates the 100% defined limit for a given channel.
22 and the difference is provided on conductor 124 as a signal indicating margin to specified limits. This signal is provided to an indicator 126 and to a level detection circuit 128 in order to always indicate to the pilot the margin to the specified limit. The signal provided on lead 130 from this level detector indicates, for example, that 90% of the specified limit is currently being commanded on the axis in question. This signal is OR circuit 13
2 and with similar signals provided by leads 134 for the other axes, an alarm signal appears on leads 136 when the command in either axis reaches 90% of the specified limit. This signal gives a warning to the pilot by lighting the warning lamp 138, vibrating the control stick shaker 140, etc. The combination of the control column shaker, warning lamp and margin indicator replaces the position responsive means previously used to alert the pilot that a specified limit has been reached. In fact, the shaker causes the sensitive control stick to vibrate as a particular axis approaches a defined limit.
This is preferable to an alarm provided by a position responsive means upon reaching a specified limit.

第1図で説明した操作力感応型操縦装置に信号
処理回路を組合わせて第2図のように構成した本
発明の操縦システムを軽ヘリコプタに用いた結果
は良好であつた。この実施例では信号整合回路2
4〜27は第3〜5図で先に説明した特性を有す
る。増幅器32〜39のゲインは、操縦桿に最大
の力入力が与えられた時に0.5〜2秒間で操縦翼
面の位置を規定限界まで変化させ得るように調節
された。例えば、積分増幅器36の定数Kcは
1.25に選定されており、感力操縦桿10に垂直に
最大の力入力が与えられて導線20上に最大の電
圧が現われている時サーボ74の全行程に対する
最小時間はいずれの方向にも約1.5秒であつた。
増幅器37の定数Kpは0.5に選定され、サーボ7
5の全行程に対する最小時間はいずれの方向にも
約2秒であつた。増幅器38の定数KRは1.0に選
定され、サーボ76の全行程に対する最小時間は
いずれの方向にも約1秒であつた。また増幅器3
9の定数Kyは1.25に選定され、サーボ77の全
行程に対する最小時間は約0.8秒であつた。これ
らのゲインは対応する比例チヤネルのゲインに対
して相対的なものである。しかし、これらのゲイ
ンの各々は信号整合回路24〜27により与えら
れるゲイン関係及びシステムの他の部分で与えら
れる特性(例えばサーボ機構のゲイン)に関係し
て当業者に周知の仕方で調節される。
The control system of the present invention, which is configured as shown in FIG. 2 by combining the operational force sensitive control device described in FIG. 1 with a signal processing circuit, has been used in a light helicopter with good results. In this embodiment, the signal matching circuit 2
4-27 have the characteristics previously explained in FIGS. 3-5. The gains of amplifiers 32-39 were adjusted to allow the control surface position to change to specified limits in 0.5 to 2 seconds when maximum force input is applied to the control column. For example, the constant Kc of the integrating amplifier 36 is
1.25, the minimum time for a full stroke of servo 74 in either direction when maximum force input is applied perpendicularly to sensitive control stick 10 and maximum voltage appears on conductor 20. It was heated in 1.5 seconds.
The constant Kp of the amplifier 37 is selected to be 0.5, and the servo 7
The minimum time for the entire stroke of 5 was about 2 seconds in either direction. The constant K R of amplifier 38 was chosen to be 1.0, and the minimum time for a full stroke of servo 76 was about 1 second in either direction. Also, amplifier 3
The constant Ky of 9 was chosen to be 1.25, and the minimum time for a full stroke of servo 77 was about 0.8 seconds. These gains are relative to the gains of the corresponding proportional channels. However, each of these gains is adjusted in a manner well known to those skilled in the art in relation to the gain relationships provided by the signal matching circuits 24-27 and the characteristics provided in other parts of the system (e.g., servomechanism gain). .

以上に説明した操縦システムの信号処理チヤネ
ルはアナログ式であり、適当なゲイン、リミツト
および積分特性を有する増幅器とサーボ弁を駆動
するアナログ電圧の加算器とを用いている。しか
し本発明はデイジタル・システムすなわち信号整
合、積分、加算等を全て一台又は二台のデイジタ
ル計算機により行なうシステムとしても良好に実
施され得る。一例は前記米国特許出願に記載され
ているデユアル・コンピユータ・システムであ
る。かかる計算機を用いている航空機で本発明を
実施するにあたつては、操作力感応型操縦装置1
0の操縦桿12の電圧出力は前記米国特許出願の
第1図に記載されているようにマルチプレクサを
介してアナログ・デイジタル変換器に与えられ、
また電磁弁70〜73は前記米国特許出願の第1
図および第2図に示されている仕方で駆動され
る。二台の計算機が用いられる場合、両計算機が
操縦軸の各々に接続されることは明らかである。
他方、一台の計算機を用いてシステムを構成する
ことももちろん可能である。
The signal processing channel of the steering system described above is of the analog type, using amplifiers with appropriate gain, limit and integration characteristics and analog voltage summers to drive the servo valves. However, the present invention can also be effectively implemented as a digital system, that is, a system in which signal matching, integration, addition, etc. are all performed by one or two digital computers. An example is the dual computer system described in the aforementioned US patent application. When implementing the present invention in an aircraft using such a computer, the operating force sensitive control device 1
The voltage output of control stick 12 at 0 is applied to an analog-to-digital converter via a multiplexer as described in FIG. 1 of said U.S. patent application;
Further, the solenoid valves 70 to 73 are described in the first patent application of the above US patent application.
It is driven in the manner shown in FIG. It is clear that if two computers are used, both computers are connected to each of the steering axes.
On the other hand, it is of course possible to configure the system using one computer.

信号処理は、先に簡単に示唆したように、テー
ブル・ルツクアツプのみによつても行なわれ得る
し、テーブル・ルツクアツプによる係数選定及び
その係数を用いての計算によつても行なわれ得
る。第2図で説明した機能を実行するために必要
なデイジタル技術の全ては当業者によく知られて
おり、本発明による新規な操縦の仕方を取入れて
はいないが現在用いられている種々の航空機操縦
システムに於けるものと同様であつてよい。
Signal processing can be performed by table lookup alone, as briefly suggested above, or by selection of coefficients by table lookup and calculation using the coefficients. All of the digital techniques necessary to perform the functions described in FIG. It may be similar to that in the control system.

本発明は自動操縦システム、例えば高度、速度
及び機首方向を自動的に制御する自動操縦システ
ム、突風等による航空機の姿勢への外乱を補償す
る安定性増強システム等との組合わせにも適して
いる。本発明による操縦システムへの自動操縦シ
ステムの結合は全く簡単である。なぜならば、浮
動修正点から更新された修正点への移行する方式
が本発明により既に実現されており、その修正点
を自動操縦システムによりジヤイロ出力の関数と
して補正し、また安定性増強システムによりレー
ト・ジヤイロ出力の関数として安定化すればよい
からである。例えば、自動操縦システムの出力信
号は積分増幅器36〜39の入力端に、安定増大
装置の出力信号は比例増幅器32〜35の入力端
又は加算点50〜53に加えられ得る。場合によ
つては、両システムの出力信号が加算点50〜5
3で簡単に加えれ得る。いずれの場合にも、自動
操縦システムおよび安定増大装置からの電気的信
号は、通常その後に用いられる装置と本発明の装
置との相違を考慮に入れて適当に整合されていな
ければならない。例えば安定増大信号は規定限界
の5%のオーダーの小さな大きさに保たれるべき
であり、また自動操縦用信号は規定限界の全範囲
に渡つているが変化速度を制限されているべきで
ある。また、安定増大信号が積分回路の後で本発
明の浮動修正点に加えられる場合、安定性増強の
ための修正点の変化幅の中心は自動操縦修正点の
変化に追従するように自動操縦用信号により連続
的に更新されるべきである。上記のようにして、
自動操縦及び安定増大のために用いられている公
知のシステムを本発明の操縦システムに組合わせ
ることが出来る。
The present invention is also suitable for combination with an autopilot system, such as an autopilot system that automatically controls altitude, speed, and heading, a stability augmentation system that compensates for disturbances to the aircraft attitude due to gusts, etc. There is. The coupling of the autopilot system to the pilot system according to the invention is quite simple. This is because the present invention has already implemented a method of transitioning from a floating correction point to an updated correction point, which is corrected by the autopilot system as a function of the gyro output, and by the stability enhancement system at a rate - This is because it only needs to be stabilized as a function of the gyro output. For example, the output signal of the autopilot system can be applied to the inputs of the integrating amplifiers 36-39, and the output signal of the stability multiplier can be applied to the inputs of the proportional amplifiers 32-35 or to the summing points 50-53. In some cases, the output signals of both systems may be added at summing points 50 to 5.
3 can be easily added. In either case, the electrical signals from the autopilot system and the stability augmentation device must be properly matched to take into account the differences between the device of the present invention and the device that will normally be used subsequently. For example, the stability increase signal should be kept small in magnitude, on the order of 5% of the specified limit, and the autopilot signal should be limited in its rate of change, although over the full range of the specified limit. . Also, when the stability increase signal is applied to the floating correction point of the present invention after the integration circuit, the center of the change width of the correction point for stability enhancement is set to It should be updated continuously by the signal. As above,
Known systems used for autopilot and stability enhancement can be combined with the steering system of the present invention.

以上には、本発明を主として回転翼航空機(ヘ
リコプタ)に応用した例を説明してきた。しかし
本発明の原理は固定翼航空機の操縦システムにも
同様に応用可能である。固定翼航空機の場合、縦
軸は昇降舵を制御し、横軸は補助翼を制御は、又
ねじり軸は方向を制御する。垂直軸は、必要に応
じて、速度及び(又は)揚力(即ちエンジン推力
又はプロペラ・ピツチ)を制御するために用いら
れる。もちろん、時定数及び信号整合の特性は固
定翼航空機の操縦翼面に対するサーボ制御の知識
に基いて選定される。それ以外に本発明の操縦シ
ステムを固定翼航空機に用いるにあたつて特別に
考慮にいれなければならない点はない。
Above, an example in which the present invention is mainly applied to a rotary wing aircraft (helicopter) has been described. However, the principles of the invention are equally applicable to fixed wing aircraft control systems. For fixed wing aircraft, the vertical axis controls the elevator, the horizontal axis controls the ailerons, and the torsion axis controls direction. The vertical axis is used to control speed and/or lift (ie, engine thrust or propeller pitch) as desired. Of course, the time constants and signal alignment characteristics are selected based on knowledge of servo control for fixed wing aircraft control surfaces. There are no other special considerations that must be taken into account when using the control system of the present invention on a fixed wing aircraft.

要すれば、機械的ミキサ84の機能は、本発明
を取入れた“フライ・バイ・ワイヤ”システムで
は電気的信号混合回路により代行され得る。この
場合、混合された信号によりスオツシユ・プレー
ト90のなかの機械的ではなく電磁的な主サーボ
(図示せず)が直接に駆動される。また、操作力
感応型操縦装置の操縦桿の四つの軸は必ずしも特
定のサーボと一対一に対応していなくてもよい。
重要なことは、少なくとも三つの軸を有する操縦
桿の各軸への力入力に応答して航空機の操縦翼面
の比例/積分制御が行われることである。
If desired, the function of mechanical mixer 84 may be replaced by an electrical signal mixing circuit in a "fly-by-wire" system incorporating the present invention. In this case, the mixed signal directly drives a main electromagnetic servo (not shown) in the switch plate 90, which is electromagnetic rather than mechanical. Furthermore, the four axes of the control stick of the operating force sensitive control device do not necessarily have to correspond one-to-one with specific servos.
Importantly, proportional/integral control of the aircraft's control surfaces is provided in response to force inputs to each axis of the control column, which has at least three axes.

本発明をその好ましい実施例について図示し説
明してきたが、本発明の範囲から逸脱することな
く前記及び他の種々の変更、省略及び追加が行わ
れ得ることは当業者により理解されよう。
Although the present invention has been illustrated and described with respect to its preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that these and various other changes, omissions, and additions may be made without departing from the scope of the invention.

[効果] 上記のように本発明は多軸形感力操縦装置と比
例/積分特性の信号処理回路との併用により、操
縦士は航空機の姿勢、高度、速度、機首方向等の
変化に応答して操縦翼面の位置を変更した場合に
のみ操縦入力を与えて航空機を操縦することが可
能になる。これは航空機操縦の全く新しい考え方
を含んでいる(浮動修正点方式)。
[Effects] As described above, the present invention allows the pilot to respond to changes in the aircraft's attitude, altitude, speed, nose direction, etc. by using a multi-axis sensitive flight control system and a signal processing circuit with proportional/integral characteristics. It becomes possible to control the aircraft by applying control input only when the position of the control surface is changed. This involves a completely new concept of aircraft control (floating correction point method).

本発明によれば、三つ又は四つの操縦方向に対
して、なんらの操作方向間の交差結合を要さず
に、単一の操縦桿(例えばサイドアーム操縦桿)
を使用することができる。本発明の操縦システム
は、操縦桿類の位置により作動する従来の操縦シ
ステムと異なり、操縦士が楽な姿勢をとることが
できまた大きな運動を必要としないので、操縦士
の疲労を著しく軽減する。本発明の操縦システム
は操縦軸の各々で修正点を絶えず更新する方式で
あるから、操縦士の操縦桿と副操縦士の操縦桿と
の間の同期化が不必要となる。本発明によれば、
計器及び外界を見にくくし、また大きな空間を占
めていた従来の大形の操縦桿、ペダル等が省略さ
れる。本発明は、足を用いずに片手だけで航空機
を操縦することを可能にする。更に本発明は、高
度な機能を有する航空機操縦システムを従来の操
縦桿及び足踏ペダルによるシステムのコストより
も低いコストで実現することを可能にする。本発
明の操縦システムは、個々には当業者によく知ら
れている装置及び技術を用いて実施することがで
きる。
According to the invention, a single control stick (e.g. a sidearm control stick) can be used for three or four control directions without requiring any cross-coupling between the control directions.
can be used. Unlike conventional control systems that operate based on the position of the control sticks, the control system of the present invention allows the pilot to take a comfortable posture and does not require large movements, thereby significantly reducing pilot fatigue. . Since the flight control system of the present invention continually updates correction points on each of the control axes, synchronization between the pilot's stick and the co-pilot's stick is unnecessary. According to the invention,
The conventional large control stick, pedals, etc. that made instruments and the outside world difficult to see and occupied a large space are omitted. The invention makes it possible to operate an aircraft with only one hand, without using the feet. Furthermore, the present invention allows for the implementation of highly capable aircraft control systems at a cost lower than that of conventional control stick and foot pedal systems. The steering system of the invention can be implemented using devices and techniques that are individually familiar to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の好適実施例によるサイドアー
ム操縦装置の斜視図である。第2図は本発明に実
施例によるサイドアーム操縦装置を用いたヘリコ
プタ用操縦システムのブロツク図である。第3図
は第2図の操縦システムに用いられる1つの信号
整合回路の入出力特性を示すグラフである。第4
図は第2図のシステムに於て第3図の特性を得る
ための信号整合回路のブロツク図である。第5図
は他の信号整合回路の入出力特性を示すグラフで
ある。第6図は規定限界に対する余裕を指示する
べく第2図のシステムを一部変更した部分のブロ
ツク図である。 10……サイドアーム操縦装置、12……操縦
桿、13……トランスデユーサ組立体、14……
アーム、16……操縦士座席、18……揺動軸、
24〜27……信号整合回路、32〜35……比
例増幅器、36〜39……積分増幅器、50〜5
3……加算器、64〜67……増幅器、70〜7
6……電磁弁、74〜77……流圧サーボ、84
……ミキサ、90……スウオツシユ・プレート、
92……主ロータ、96……ピツチ・ビーム、9
8……尾部ロータ、100〜103……位置セン
サ、108〜111……増幅器、113……作動
流体源、117……積分増幅器、119……車輪
操作機構、120……加算器、122……定電圧
源、126……指示計、128……レベル検出回
路、132……オア回路、138……警報ラン
プ、148……操縦桿シエーカ。
FIG. 1 is a perspective view of a side arm control device according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a helicopter control system using a side arm control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the input/output characteristics of one signal matching circuit used in the maneuvering system of FIG. 2. Fourth
This figure is a block diagram of a signal matching circuit for obtaining the characteristics shown in FIG. 3 in the system shown in FIG. 2. FIG. 5 is a graph showing the input/output characteristics of another signal matching circuit. FIG. 6 is a block diagram of a portion of the system shown in FIG. 2 that has been partially modified to indicate margins for specified limits. 10... Side arm control device, 12... Control stick, 13... Transducer assembly, 14...
Arm, 16... Pilot seat, 18... Swing axis,
24-27... Signal matching circuit, 32-35... Proportional amplifier, 36-39... Integrating amplifier, 50-5
3...Adder, 64-67...Amplifier, 70-7
6... Solenoid valve, 74-77... Fluid pressure servo, 84
...Mixer, 90...Swish plate,
92...Main rotor, 96...Pitch beam, 9
8... Tail rotor, 100-103... Position sensor, 108-111... Amplifier, 113... Working fluid source, 117... Integrating amplifier, 119... Wheel operation mechanism, 120... Adder, 122... Constant voltage source, 126...Indicator, 128...Level detection circuit, 132...OR circuit, 138...Warning lamp, 148...Control stick shaker.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 航空機のピツチ方向、ロール方向、ヨー方向
の姿勢制御、揚力制御及び速度制御のうちの少な
くとも一つを手動制御するための制御装置であつ
て、前記制御装置は制御するピツチ方向、ロール
方向、ヨー方向の航空機の姿勢、揚力及び速度の
一つを制御する操縦翼面と、 前記操縦翼面を第一の制御方向に動作させる第
一の操作方向と、前記操縦翼面を前記第一の制御
方向と異なる第二の方向に動作させる前記第一の
操作方向とは異なる第二の操作方向に操作される
とともに、各操作方向に微小の動作ストロークで
動作して操作力に応じて操作力の大きさと操作方
向を示す操作入力信号を発生し、前記操作力の入
力が継続されている間前記操作入力信号の出力を
継続し、前記操作力が解除された時に前記操作入
力信号の出力を停止する単一の手動入力装置と、 制御信号の制御値に応じて前記操縦翼面を第一
又は第二の制御方向に動作させる操縦翼面駆動用
のサーボ機構と、 前記手動操作入力装置により入力される前記操
作入力信号の信号値にに応じて制御信号を発生す
る信号処理手段とによつて構成され、該信号処理
手段は、 前記操作入力信号の信号値に比例する制御信号
の比例成分と、前記入力信号の信号値を積分して
制御信号の積分成分とを発生し、 前記比例成分と積分成分とに応じて操縦翼面の
制御位置を指令する前記制御信号の制御値を決定
して、 決定された制御値を持つ制御信号を前記サーボ
機構に供給して操作入力信号の信号値と入力継続
時間に応じて前記操縦翼面の位置を制御するとと
もに、 前記操作入力信号が無い間前記操作入力信号の
消滅時点の前記積分成分を操縦翼面の位置に対応
した前記浮動修正点として保持して前記操縦翼面
を前記操作入力信号消滅時点の位置に保持する、 ように動作することを特徴とする航空機の操縦シ
ステム。 2 航空機のピツチ方向、ロール方向、ヨー方向
の姿勢制御、揚力制御及び速度制御のうちの少な
くとも二つを手動制御するための制御装置であつ
て、前記制御装置は少なくとも制御するピツチ方
向、ロール方向、ヨー方向の航空機の姿勢、揚力
及び速度のうちの少なくとも二つを制御する第一
及び第二の操縦翼面と、 前記第一及び第二の操縦翼面を制御するための
操作入力を入力するために設けられ、前記第一の
操縦翼面を制御するための第一の操縦方向と、前
記第二の操縦翼面を制御するために前記第一の操
縦方向と交差する第二の操縦方向に操作可能に構
成され、前記各第一及び第二の操縦方向におい
て、対応する第一又は第二の操縦翼面を第一の制
御方向に動作させる第一の操作方向と、対応する
第一又は第二の前記操縦翼面を前記第一の制御方
向とは逆向きの第二の制御方向に動作させる第一
の操作方向とは逆向きの第二の操作方向に操作さ
れるとともに、各操作方向に操縦士がストローク
を知覚しない程度の微小の動作ストロークで動作
して付与される操作力に応じて操作力の大きさと
操作方向を示す操作入力信号を発生し、前記操作
力の入力が継続されている間前記操作入力の出力
を継続し、前記操作力が解除された時に前記操作
入力信号の出力を停止する単一の手動入力装置
と、 制御信号の制御値に応じて前記操縦翼面を前記
操作力の入力される第一又は第二の操縦方向にお
ける第一又は第二の制御方向に動作させる操縦翼
面駆動用のサーボ機構と、 前記手動操縦入力装置より入力される同一操縦
方向の前記操作入力が継続している間、前記手動
操作入力装置により入力される前記同一操縦方向
の操作入力信号の信号値に応じて対応する第一ま
たは第二の操縦翼面を制御信号を発生する信号処
理手段とによつて構成され、該信号処理手段は、 前記操作入力信号の信号値に比例する制御信号
の比例成分と、前記入力信号の信号値を積分して
制御信号の積分成分とを発生し、 前記比例成分と積分成分とに応じて操縦翼面の
制御位置を指令する前記制御信号の制御値を決定
して、 決定された制御値を持つ制御信号を前記サーボ
機構に供給して操作入力信号の信号値と入力継続
時間に応じて前記操作翼面の位置を制御するとと
もに、 前記操作入力信号が無い間前記操作入力信号の
消滅時点の前記積分成分を操縦翼面の位置に対応
した前記浮動修正点として保持して前記操縦翼面
を前記操作入力信号消滅時点の位置に保持する、 ように動作することを特徴とする航空機の操縦シ
ステム。
[Scope of Claims] 1. A control device for manually controlling at least one of attitude control, lift control, and speed control in pitch direction, roll direction, and yaw direction of an aircraft, the control device controlling a control surface for controlling one of the attitude, lift, and speed of the aircraft in pitch, roll, and yaw directions; a first operating direction for operating the control surface in a first control direction; The surface is operated in a second operating direction different from the first operating direction, and the surface is operated in a second operating direction different from the first operating direction, and the surface is operated with a minute operation stroke in each operating direction. generates an operation input signal indicating the magnitude and direction of the operation force in accordance with the force, continues outputting the operation input signal while the input of the operation force continues, and outputs the operation input signal when the operation force is released; a single manual input device that stops outputting the operation input signal; a servo mechanism for driving the control surface that operates the control surface in a first or second control direction according to a control value of the control signal; signal processing means for generating a control signal in accordance with the signal value of the operation input signal inputted by the manual operation input device, the signal processing means generating a control signal proportional to the signal value of the operation input signal; The control signal generates a proportional component of a control signal to be inputted, and an integral component of a control signal by integrating the signal value of the input signal, and commands a control position of the control surface according to the proportional component and the integral component. and supplying a control signal having the determined control value to the servo mechanism to control the position of the control surface according to the signal value and input duration of the operation input signal, and While there is no operational input signal, the integral component at the time when the operational input signal disappears is held as the floating correction point corresponding to the position of the control surface, and the control surface is held at the position at the time when the operational input signal disappears. , an aircraft control system characterized in that it operates as follows. 2. A control device for manually controlling at least two of pitch, roll, and yaw attitude control, lift control, and speed control of an aircraft, wherein the control device controls at least pitch and roll direction control. , first and second control surfaces that control at least two of the attitude, lift, and speed of the aircraft in the yaw direction; and inputting operational inputs for controlling the first and second control surfaces. a first control direction for controlling the first control surface, and a second control direction intersecting the first control direction for controlling the second control surface; a first operating direction for operating a corresponding first or second control surface in a first control direction in each of the first and second control directions; operating one or the second control surface in a second control direction opposite to the first control direction; Generates an operation input signal indicating the magnitude and direction of the operation force in accordance with the applied operation force by operating in each operation direction with a minute operation stroke that the pilot does not perceive the stroke, and inputs the operation force. a single manual input device that continues outputting the operation input signal while the operation force continues and stops outputting the operation input signal when the operation force is released; and a servo mechanism for driving a control surface that operates the wing surface in a first or second control direction in a first or second control direction in which the control force is input; While the operation input in the control direction continues, a control signal is sent to control the corresponding first or second control surface according to the signal value of the operation input signal in the same control direction input by the manual operation input device. and a signal processing means that integrates a proportional component of a control signal that is proportional to the signal value of the operation input signal, and a signal value of the input signal to integrate the control signal. determining a control value of the control signal that commands the control position of the control surface according to the proportional component and the integral component, and transmitting a control signal having the determined control value to the servo mechanism. control the position of the control surface according to the signal value and input duration of the control input signal, and calculate the integral component of the control surface at the point of disappearance of the control input signal while there is no control input signal. An aircraft control system characterized in that it operates as follows: holding the control surface as the floating correction point corresponding to the position and holding the control surface at the position at the time of disappearance of the control input signal.
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