JPS632798A - 航空機の飛行制御方法 - Google Patents
航空機の飛行制御方法Info
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- JPS632798A JPS632798A JP62150057A JP15005787A JPS632798A JP S632798 A JPS632798 A JP S632798A JP 62150057 A JP62150057 A JP 62150057A JP 15005787 A JP15005787 A JP 15005787A JP S632798 A JPS632798 A JP S632798A
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- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
- G05D1/0816—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability
- G05D1/0825—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability using mathematical models
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明〕
〈産業上の利用分野〉
本発明は航空機の飛行制御装置に係る。
〈従来の技術〉
現在および将来の高性能戦闘機のためのデジタル飛行制
御装置は著しく正確な飛行データ例えば迎角、横滑り角
を、飛行機の姿勢および飛行経路の閉じたループ制御の
ために必要とする。
御装置は著しく正確な飛行データ例えば迎角、横滑り角
を、飛行機の姿勢および飛行経路の閉じたループ制御の
ために必要とする。
〈発明が解決しようとする問題点〉
これらのデータを得るための従来の装置にはっぎの問題
点がある。
点がある。
(ア) 圧力測定用プローブの氷結防止のため加熱装置
が必要である。
が必要である。
(イ) 空気圧配管が長大となる。
(つ) エンジン動力の変化によって測定値が大きく影
響を受ける。
響を受ける。
(1) 外部プローブは地上および飛行中に損傷を受け
やすく、空気力学的抗力を生ずる。
やすく、空気力学的抗力を生ずる。
(オ) 圧力測定は飛行運動中および他の航空機の後流
中において高振動を受けて不正確となる。
中において高振動を受けて不正確となる。
本発明の目的は上述の問題点を解決し、所要の空気デー
タを得る方法を提供するにある。
タを得る方法を提供するにある。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明によれば、迎角および横滑り角が始めに慣性空間
に相対的に展開され、次に空気力学的方程式により展開
される。これらのデータが混成されて慣性空間に相対的
に得られたデータは前述飛行運動中または他の航空機の
後流中におけるような高振動状態において、空気力学的
方程式により得られたデータは低振動状態において使用
される。
に相対的に展開され、次に空気力学的方程式により展開
される。これらのデータが混成されて慣性空間に相対的
に得られたデータは前述飛行運動中または他の航空機の
後流中におけるような高振動状態において、空気力学的
方程式により得られたデータは低振動状態において使用
される。
本発明による飛行制御装置に使用する所望の空気データ
を求める方法は、慣性空間に相対的な迎角および横滑り
角を決定する工程を含む。既知のトリム状態に対して、
トリム迎角およびトリム横滑り角は、動圧、マツハ数お
よび飛行機の正味重量の関数として予め貯蔵された数値
表から求められる。これらの値および対気速度の推定値
を使用し、対気速度が固定の航空機軸線に沿って分解さ
れて対気速度のトリム分力が得られる。トリム状態にお
いて重力のベクトルは特定の時間瞬間において推定され
る。このように重力ベクトルを求めるとオイラー角(φ
、0、φ)が得られる。慣性加速度の基本式が決定され
、これに基いて全迎角および横滑り角が求められる。
を求める方法は、慣性空間に相対的な迎角および横滑り
角を決定する工程を含む。既知のトリム状態に対して、
トリム迎角およびトリム横滑り角は、動圧、マツハ数お
よび飛行機の正味重量の関数として予め貯蔵された数値
表から求められる。これらの値および対気速度の推定値
を使用し、対気速度が固定の航空機軸線に沿って分解さ
れて対気速度のトリム分力が得られる。トリム状態にお
いて重力のベクトルは特定の時間瞬間において推定され
る。このように重力ベクトルを求めるとオイラー角(φ
、0、φ)が得られる。慣性加速度の基本式が決定され
、これに基いて全迎角および横滑り角が求められる。
迎角および横滑り角は適当な空気力学方程式を直接解く
ことによって独立に求めることもできる。
ことによって独立に求めることもできる。
トリム迎角およびトリム横滑り角を前述のようにして求
め、慣性加速度の基本式を与えると、これらから全迎角
および横滑り角が求められる。
め、慣性加速度の基本式を与えると、これらから全迎角
および横滑り角が求められる。
上述のように迎角および横滑り角の推定のための2つの
独立の方法が与えられた。これらを補完的フィルタ手法
によって組合せて前述目的のために必要なデータが得ら
れる。
独立の方法が与えられた。これらを補完的フィルタ手法
によって組合せて前述目的のために必要なデータが得ら
れる。
次の定義を使用する。
(x+ y+ z) 機体に固定した座標(a
Xl ayl az) 機体重心(CG)におけ
る慣性加速度の分力 (a、、、a、、、az−) (CG)における慣
性加速度の推定値 (P、Q、R) 機体に固定された軸線X。
Xl ayl az) 機体重心(CG)におけ
る慣性加速度の分力 (a、、、a、、、az−) (CG)における慣
性加速度の推定値 (P、Q、R) 機体に固定された軸線X。
yHzまわりの角速度
(ΔX a + Δya、Δza) 加速度計から重
心までの距離 (U、V、W) 慣性速度の成分(U、、V。
心までの距離 (U、V、W) 慣性速度の成分(U、、V。
、W、) トリム慣性速度の成分(U、、V、、
W、) 対気速度の成分(U’、、V’、、W’
a) )−リム対気速度の成分(ul v、w)
慣性速度の増分の成分(δa、δr、δe)
補助翼、方向舵、昇降舵の変位 (u al V ay wa) 対気速度の増分
の成分(ug+ Vg+ wg) 突風の成分α
迎角 β 横滑り角 Δα 迎角の増分 Δβ 横滑り角の増分 αTRIM トリム迎角βTR+14ト
リム横滑り角 M マツハ数 Mte 空気力学的モーメントのδeにつ
いての導関数 q 動圧 m 航空機の質量 W 航空機の総重量 %yy 航空機の慣性モーメントCL
空気力学的揚力係数CD
空気力学的抗力係数CwJe ピッ
チングモーメントのδeについての変化 (φ、0.ψ) オイラー角T
全推力 (T、、T、、T2) 推力の分力(ΔT X
lΔTア、ΔT2)推力の増分の分力G
重力の定数 TAS 対気速度 ”1’ E M P 自由大気温度(″F
絶対)S 翼面積 C平均空気力学的翼弦 PS 静圧 慣性空間に相対的な迎角および横滑り角を決定するため
、主計器として3つの直角に配置された加速度計と3つ
の直角に配置されたレートジャイロと、2次的計器とし
て外気温センサと燃料流量計と静圧センサとを使用する
。
W、) 対気速度の成分(U’、、V’、、W’
a) )−リム対気速度の成分(ul v、w)
慣性速度の増分の成分(δa、δr、δe)
補助翼、方向舵、昇降舵の変位 (u al V ay wa) 対気速度の増分
の成分(ug+ Vg+ wg) 突風の成分α
迎角 β 横滑り角 Δα 迎角の増分 Δβ 横滑り角の増分 αTRIM トリム迎角βTR+14ト
リム横滑り角 M マツハ数 Mte 空気力学的モーメントのδeにつ
いての導関数 q 動圧 m 航空機の質量 W 航空機の総重量 %yy 航空機の慣性モーメントCL
空気力学的揚力係数CD
空気力学的抗力係数CwJe ピッ
チングモーメントのδeについての変化 (φ、0.ψ) オイラー角T
全推力 (T、、T、、T2) 推力の分力(ΔT X
lΔTア、ΔT2)推力の増分の分力G
重力の定数 TAS 対気速度 ”1’ E M P 自由大気温度(″F
絶対)S 翼面積 C平均空気力学的翼弦 PS 静圧 慣性空間に相対的な迎角および横滑り角を決定するため
、主計器として3つの直角に配置された加速度計と3つ
の直角に配置されたレートジャイロと、2次的計器とし
て外気温センサと燃料流量計と静圧センサとを使用する
。
これらの計側値からつぎの変数が推定される。
αTR1MおよびβTR1M
動圧 q
機体全重量 W
マツハ数 M
対気速度 TAS
航空機慣性モーメント エyy
重心の位置
M 6 eおよび
推力の2方向の分力 T2
さらに、次の空気力学的データが必要である。
CLI CD (αTR1MおよびβT交1−推定のた
め)Cw+Je (MAe推定のため)上述補助的
変数および空気力学的データの関連性は第1図に示され
る。
め)Cw+Je (MAe推定のため)上述補助的
変数および空気力学的データの関連性は第1図に示され
る。
空気力学的方程式を解くことによって迎角および横滑り
角を決定するため主計器として3つの直角に配置された
加速度計と3つの直角に配置されたレートジャイロ(所
望により)と、2次的計器として燃料流量計と静圧セン
サとを使用する。
角を決定するため主計器として3つの直角に配置された
加速度計と3つの直角に配置されたレートジャイロ(所
望により)と、2次的計器として燃料流量計と静圧セン
サとを使用する。
これらの計甜値から次の変数が推定される。
αTR1MおよびβTR1M
動圧 q
機体全重量 W
マツハ数 M
航空機慣性モーメント エyy
重心の位置
Aa
推力のZ方向の分力 T2
推力の増分 ΔT X lΔTy、ΔT2さ
らに、次の空気力学的データが必要である。
らに、次の空気力学的データが必要である。
CLI Co (αTR1MおよびβTR1M推定のた
め)揚力、横方向力、抗力に関連する空気力学的導関数
、および C11J6 CM6e推定のため)上述補助的変数
および空気力学的データの関連性は第2図に示される。
め)揚力、横方向力、抗力に関連する空気力学的導関数
、および C11J6 CM6e推定のため)上述補助的変数
および空気力学的データの関連性は第2図に示される。
慣性空間に相対的な迎角および横滑り角を決定するため
、既知のトリム状急に対してq、M、Wの関数として数
表からαTR1MおよびβTR1Mが得られる。トリム
状態に対して重力ベクトルはつぎの通り推定される。
、既知のトリム状急に対してq、M、Wの関数として数
表からαTR1MおよびβTR1Mが得られる。トリム
状態に対して重力ベクトルはつぎの通り推定される。
(aXll+ a)’+1+ azm)その時間瞬
時において、 a ”xwa+ a ”y+w+ a ”xwa= G
” (1)または。
時において、 a ”xwa+ a ”y+w+ a ”xwa= G
” (1)または。
(ax+G51nO0)”+(a、−Gsinφ。’
cosθ。)2+(a、 Gcosφ、 ” CO5
θo)”=G” (2)(1)式は推定さ
れた重力ベクトルの大きさはGに等しいことを示す、推
定の誤差は(ax、 aytaz)であり、これらの成
分は(2)式を満足する。
cosθ。)2+(a、 Gcosφ、 ” CO5
θo)”=G” (2)(1)式は推定さ
れた重力ベクトルの大きさはGに等しいことを示す、推
定の誤差は(ax、 aytaz)であり、これらの成
分は(2)式を満足する。
(1)式の条件は推定重力ベクトルの誤差を著しく減少
すると考えられる。
すると考えられる。
重力ベクトルが得られるとオイラー角(φ。、θ。)は
つぎの式から求められる。
つぎの式から求められる。
G sinθ。=aX、および
−Gcosφ、 ’ ec’!θa = 8 >’11
慣性加速度はつぎの式から推定される。
慣性加速度はつぎの式から推定される。
ax” a Xll OSin θa、= a
、+l十〇sin φ + cos θaz=azl
l+GCO5φ“cos Oここで、初期条件として(
φ=φ。、θ=Oo)トリム状態はつぎの条件で生ずる
と仮定する。
、+l十〇sin φ + cos θaz=azl
l+GCO5φ“cos Oここで、初期条件として(
φ=φ。、θ=Oo)トリム状態はつぎの条件で生ずる
と仮定する。
a、=ay=az” O(概略)およびP=Q=R=O
(概略) このようにして基本方程式が得られた。
(概略) このようにして基本方程式が得られた。
a、==凸+QW−RV
a、=V+RU PW
a z =W +P V Q U
さらに
φ= P 十Qsinφtanθ十Rcosφtanθ
θ”Qco6φ−Rsinφ 示=(Qsinφ+Rcosφ)/cosθ初期条件は P=Q=R=0 (U、 V、 W)=(U’、、 V’、、 W’、)
φ=φ0 0=θ。
θ”Qco6φ−Rsinφ 示=(Qsinφ+Rcosφ)/cosθ初期条件は P=Q=R=0 (U、 V、 W)=(U’、、 V’、、 W’、)
φ=φ0 0=θ。
ψ=0
これらの式から速度の増分 u、V、W が得られる。
迎角および横滑り角は次式から得られる。
==tan−1(W’a+ w)/ (U’a+ u
)(V’a+v)2+ (W’a+w) 2)迎角お
よび横滑り角を空気力学的方程式を解いて求めるとき、
これらの角は加速度計の読みを使用し、直接に空気力学
的方程式を解くことにより決定される。
)(V’a+v)2+ (W’a+w) 2)迎角お
よび横滑り角を空気力学的方程式を解いて求めるとき、
これらの角は加速度計の読みを使用し、直接に空気力学
的方程式を解くことにより決定される。
トリム値αTRIMおよびβTR1Mは前述のように既
知のトリム状態に対してq、M、Wの関数として数表か
ら求められる。基本的方程式は Qxm axm(0)”ax+G51nOGsinO
。
知のトリム状態に対してq、M、Wの関数として数表か
ら求められる。基本的方程式は Qxm axm(0)”ax+G51nOGsinO
。
=Xuua+Xvva+Xuwa+ΔTx/m+ (X
p P + XoQ +XRR十Xu w )a y
va a ym(o) = a y G51nφ+
cosθ−G sinφ0+cosθo = Y u
u a + Y v V 6 + Y u W a +
Y J aδ8+ Y A rδ7+ΔT y/ r
n +[Y p P + Y o Q+Y鍼R+YΩ※
〕 a zvx a z+w(o) = a z Gc
osφ+cos O+ Gcosφ0・cosθa=Z
uua+Zvva+Zuwa+Z aδ。
p P + XoQ +XRR十Xu w )a y
va a ym(o) = a y G51nφ+
cosθ−G sinφ0+cosθo = Y u
u a + Y v V 6 + Y u W a +
Y J aδ8+ Y A rδ7+ΔT y/ r
n +[Y p P + Y o Q+Y鍼R+YΩ※
〕 a zvx a z+w(o) = a z Gc
osφ+cos O+ Gcosφ0・cosθa=Z
uua+Zvva+Zuwa+Z aδ。
+ΔT z/ m + (Z p P + Z o Q
+ Z RR+Zδ口 括弧を付した項は任意的なレートジャイロを使用した場
合に適用される。レートジャイロを使用しない場合には
この項は誤差を示す。
+ Z RR+Zδ口 括弧を付した項は任意的なレートジャイロを使用した場
合に適用される。レートジャイロを使用しない場合には
この項は誤差を示す。
オイラー角 φ、θ、φ。、θ。は加速度計の読みに含
まれており、前述の慣性空間に相対的に迎角および横滑
り角を決定する場合と同様に決定する必要はない。
まれており、前述の慣性空間に相対的に迎角および横滑
り角を決定する場合と同様に決定する必要はない。
全迎角および横滑り角は次式から決定される。
a =jan−’ (w’、+ wa)/ (U’a+
u a)+(VQa+V、)2+(W0a+Wa)2
ここに、 u’、v’、w’ はトリム時(7)TAS17)成分
テある。
u a)+(VQa+V、)2+(W0a+Wa)2
ここに、 u’、v’、w’ はトリム時(7)TAS17)成分
テある。
基礎方程式を量ua/u’、va/V’、wa/W’に
ついて書きかえてTASに無関係とすることができる。
ついて書きかえてTASに無関係とすることができる。
この場合、迎角および横滑り角は次式から決定される。
Δa ” W a / U ’ a + α2αT
RIM+ΔαΔβ” V a/ U ’ aHβ=βT
RIM十Δβ第2図に示す補助変数の関連図においてT
ASの影響は消去されている。すなわち1式は次の変数
について解かれている。
RIM+ΔαΔβ” V a/ U ’ aHβ=βT
RIM十Δβ第2図に示す補助変数の関連図においてT
ASの影響は消去されている。すなわち1式は次の変数
について解かれている。
u a/U’a v’Va/U’a r wa/
U’a空気力学的導関数はqに比例するから、基本方程
式を使用するときには少なくともqおよび望ましくはマ
ツハ数を連続的に最新のものとする必要がある。
U’a空気力学的導関数はqに比例するから、基本方程
式を使用するときには少なくともqおよび望ましくはマ
ツハ数を連続的に最新のものとする必要がある。
前述によりαおよびβの本質的に独立の2つの推定値が
得られた。αおよびβのそれぞれの推定値は組み合わさ
れていづれか一方の推定値のみから得られるものよりも
正確な推定値が得られる。
得られた。αおよびβのそれぞれの推定値は組み合わさ
れていづれか一方の推定値のみから得られるものよりも
正確な推定値が得られる。
これは第3図に示す補完的なフィルタ装置により達成さ
れる。
れる。
これに関して、迎角および横滑り角を慣性空間に対して
決定するとき主な誤差原因はトリム状態からの風の変化
である6合計の誤差をΔαとしたとき、 Δα=wg/UOa ここで W8=航空機軸線2に沿う風の速度の変化U’a=航空
機軸線Xに沿う対気速度 例えば40ft/sec (12m/秒)程度の低速度
および風の変化の場合、合計誤差は許容できないものと
なる。大幅な風の変化は本質的に低い飛行周波数で生じ
、空気力学的方程式を解くことにより迎角および横滑り
角を求めることは風の影響を受けないから、前述補完的
なフィルタ装置は高周波数において慣性空間のαおよび
βの推定値を使用し、低周波数において空気力学的方程
式によるαおよびβの推定値を使用して所望の推定値を
得るようにする。
決定するとき主な誤差原因はトリム状態からの風の変化
である6合計の誤差をΔαとしたとき、 Δα=wg/UOa ここで W8=航空機軸線2に沿う風の速度の変化U’a=航空
機軸線Xに沿う対気速度 例えば40ft/sec (12m/秒)程度の低速度
および風の変化の場合、合計誤差は許容できないものと
なる。大幅な風の変化は本質的に低い飛行周波数で生じ
、空気力学的方程式を解くことにより迎角および横滑り
角を求めることは風の影響を受けないから、前述補完的
なフィルタ装置は高周波数において慣性空間のαおよび
βの推定値を使用し、低周波数において空気力学的方程
式によるαおよびβの推定値を使用して所望の推定値を
得るようにする。
補完的なフィルタ装置はフィルタの時定数にの選択につ
いて外部的位相遅れを導入することがなく、これは選択
における自由度が高い。K=1秒の範囲において各種の
時定数は満足な結果を与えることが判った。
いて外部的位相遅れを導入することがなく、これは選択
における自由度が高い。K=1秒の範囲において各種の
時定数は満足な結果を与えることが判った。
第3図において慣性空間に相対的な迎角および横滑り角
の推定値はxllとして示され、空気力学的方程式によ
る推定値はXI′□として示される。
の推定値はxllとして示され、空気力学的方程式によ
る推定値はXI′□として示される。
x II□は数字2として示す加算装置に適用され、こ
こでxw□は加算装置4の出力に代数的に加算される。
こでxw□は加算装置4の出力に代数的に加算される。
加算装置2の出力は固定の利得Kを有する利得装置6に
適用され、利得装置6の出力は時定数1 / sを有す
るフィルタ8に適用される。フィルタ8の出力は加算装
置4に適用されそこでx 11□が加算される。加算装
置4はこのようにして出力x1を与え、これが所望のα
またはβの推定値となる。
適用され、利得装置6の出力は時定数1 / sを有す
るフィルタ8に適用される。フィルタ8の出力は加算装
置4に適用されそこでx 11□が加算される。加算装
置4はこのようにして出力x1を与え、これが所望のα
またはβの推定値となる。
前述のように第1図および第2図は補助変数の関連性を
示す。これら変数の推定値は下記により得られる。
示す。これら変数の推定値は下記により得られる。
±−」ノ11定
qの推定値を求めるためには観測により(a) q
=(M、reryy)/(scC+ae)(b) 高
周波数時に、振幅比 16/(δe)1は、はぼ 1M
rel に等しい。
=(M、reryy)/(scC+ae)(b) 高
周波数時に、振幅比 16/(δe)1は、はぼ 1M
rel に等しい。
この推定手順は外部の変動するδe指令を導入し、合力
Qの振幅応答によって 1M、t、l を既定し、こ
れを上式(a)に代入してqを得る。代表的な振幅周波
数応答を第4図に示す。高い周波数すなわち作動周波数
において振幅は次式で示す。
Qの振幅応答によって 1M、t、l を既定し、こ
れを上式(a)に代入してqを得る。代表的な振幅周波
数応答を第4図に示す。高い周波数すなわち作動周波数
において振幅は次式で示す。
l Mge+ ZreMl:11
実際上は最後の項は無視できる。
実際的にはqは航空機のトリム状態に関係無く連続的ま
たは間欠的に推定される。波動的な表面運動は有害であ
ると考えられているので、qを周期的に推定し、推定さ
れた対気速度と慣性高度との増分を使用して最新情報を
修正することが望ましい。
たは間欠的に推定される。波動的な表面運動は有害であ
ると考えられているので、qを周期的に推定し、推定さ
れた対気速度と慣性高度との増分を使用して最新情報を
修正することが望ましい。
2 マツハ の
マツへ数は次式により推定される6
M=SQRT(2/1.4)”(q/ps)□鼾−方J
い1灸工込μsOS定 TASは次式により推定される。
い1灸工込μsOS定 TASは次式により推定される。
TAS=49M’SQRT(TEMP) (ft/秒
)±−光公遺定 全重量を推定するための方法は初期重量は既知であると
して燃料および貯蔵物を追跡する。
)±−光公遺定 全重量を推定するための方法は初期重量は既知であると
して燃料および貯蔵物を追跡する。
5 I、、の推定
I、アは全重量から予測可能であると仮定される、従っ
てWが判ればIVYは推定可能である。
てWが判ればIVYは推定可能である。
6 Psの推定
本発明において静圧は空気データの計測によって直接に
側室可能であると仮定される。このためのセンサーは比
較的簡単で空気流中に大きく突出する必要がないから、
この仮定は許容される。
側室可能であると仮定される。このためのセンサーは比
較的簡単で空気流中に大きく突出する必要がないから、
この仮定は許容される。
7 TEMPの推 −
本発明において自由大気温度(TEMP)は直接に測定
可能であると仮定される。
可能であると仮定される。
8 CGの進よ。
CGの位置は全重量から予測可能であると仮定される。
従って、Wが既知であればCGの位置も判る。
□旦−−」市内の推定
推力は空気力学的の式に存在するから重要である。特に
これはαTR1Mの決定とΔαの決定とに対して前述の
ように影響する。
これはαTR1Mの決定とΔαの決定とに対して前述の
ように影響する。
通常の航空機の場合、推力ベクトルはwz平面にあり、
航空機の軸線又と固定の角εをなす。全推力Tが判れば
Xおよび2成分は次式により計算される。
航空機の軸線又と固定の角εをなす。全推力Tが判れば
Xおよび2成分は次式により計算される。
T、= T Cos t
T 2:= Tsin t
αTR114の決定のためにはTは概略的に次式によっ
て求められる。
て求められる。
NqsCD
T zNqS co sinε
非トリム状態の飛行時にu、の推定のためには大きい速
度変化が予想される場合には、抗力方程式が必要である
。従って非トリム状態の飛行時に推力を独立に測定する
ことがΔTXと八T2の計算のために必要である。
度変化が予想される場合には、抗力方程式が必要である
。従って非トリム状態の飛行時に推力を独立に測定する
ことがΔTXと八T2の計算のために必要である。
TASが連続的に利用可能であれば速度成分の増分u、
は次式から決定される。
は次式から決定される。
これを適当な揚力および横方向力方程式に入れる。抗力
方程式は全推力(と分力T、)を計算するために使用さ
れる。
方程式は全推力(と分力T、)を計算するために使用さ
れる。
本発明は特許請求の範囲によって限定されるものであり
、上述した説明は本発明の理解を目的としている。
、上述した説明は本発明の理解を目的としている。
第1図は慣性空間に相対的な迎角と横滑り角との推定値
を決定するための種々の補助的変数と空気力学的データ
との関連を示すフローチャートである。第2図は空気力
学的方程式を解いて迎角と横滑り角との推定値を決定す
るための種々の補助的変数と空気力学的データとの関連
を示すフローチャートである。第3図は本発明による補
完的フィルタを示すブロック図である。第4図は動圧(
q)を求めるときの振幅と周波数との関係を示すグラフ
である。 ・O14
を決定するための種々の補助的変数と空気力学的データ
との関連を示すフローチャートである。第2図は空気力
学的方程式を解いて迎角と横滑り角との推定値を決定す
るための種々の補助的変数と空気力学的データとの関連
を示すフローチャートである。第3図は本発明による補
完的フィルタを示すブロック図である。第4図は動圧(
q)を求めるときの振幅と周波数との関係を示すグラフ
である。 ・O14
Claims (9)
- (1)迎角および横滑り角の所望の推定値を求めて航空
機の飛行制御を行う方法において、慣性空間に相対的な
迎角および横滑り角の第1の推定値を求め、 空気力学的力関係を満足する迎角および横滑り角の第2
の推定値を求め、 第1の推定値と第2の推定値とを組合せて航空機の飛行
制御を行うための所望の迎角および横滑り角を求める前
記方法。 - (2)前記所望の推定値と第2の推定値とを組合せて第
1の組合せ推定値を求め、 第1の組合せ推定値に固定の利得を適用し、固定の利得
が適用された第1の組合せ推定値にフィルタ処理を行い
、 固定の利得が適用されフィルタ処理が行われた第1の組
合せ推定値と前記第1の推定値とを組合せて所望の推定
値としての第2の組合せ推定値を求め、 該所望の推定値は比較的高い飛行周波数において第1の
推定値に対応し、比較的低い飛行周波数において第2の
推定値に対応する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (3)前記所望の推定値と第2の推定値とを組合せて第
1の組合せ推定値を求める工程が、所望の推定値と第2
の推定値とを代数的に加算する特許請求の範囲第2項記
載の方法。 - (4)前記固定の利得が適用されフィルタ処理が行われ
た第1の組合せ推定値と前記第1の推定値とを組合せて
第2の組合せ推定値を求める工程が固定の利得が適用さ
れフィルタ処理が行われた第1の組合せ推定値と第1の
推定値とを加算する特許請求の範囲第2項記載の方法。 - (5)迎角および横滑り角の所望の推定値を求めて航空
機の飛行制御を行う方法において、慣性空間に相対的な
迎角および横滑り角の第1の推定値を求め、 空気力学的力関係を満足する迎角および横滑り角の第2
の推定値を求め、 第1の推定値と第2の推定値とを組合せて航空機の飛行
制御を行うための所望の迎角および横滑り角を求め、該
所望の推定値が比較的高い飛行周波数において第1の推
定値に対応し、比較的低い飛行周波数において第2の推
定値に対応する前記方法。 - (6)前記所望の推定値を第2の推定値と組合せて第1
の組合せ推定値を求め、 第1の組合せ推定値に固定の利得を適用し、固定の利得
が適用された第1の組合せ推定値にフィルタ処理を行い
、 固定の利得が適用されフィルタ処理が行われた第1の組
合せ推定値と前記第1の推定値とを組合せて所望の推定
値としての第2の組合せ推定値を求める各工程を含む特
許請求の範囲第5項記載の方法。 - (7)前記所望の推定値を第2の推定値と組合せて第1
の組合せ推定値を求める工程が所望の推定値と第2の推
定値とを代数的に加算する特許請求の範囲第6項記載の
方法。 - (8)固定の利得が適用されフィルタ処理が行われた第
1の組合せ推定値と前記第1の推定値とを組合せて第2
の組合せ推定値を求める工程が固定の利得が適用されフ
ィルタ処理が行われた第1の組合せ推定値と前記第1の
推定値とを加算する特許請求の範囲第5項記載の方法。 - (9)迎角および横滑り角の所望の推定値を求めて航空
機の飛行制御を行う方法において、慣性空間に相対的な
迎角および横滑り角の第1の推定値を求め、 空気力学的力関係を満足する迎角および横滑り角の第2
の推定値を求め、 第1の推定値と第2の推定値とを代数的に加算して加算
された推定値を求め、 加算された推定値に固定の利得を適用し、 固定の利得が適用された加算された推定値にフィルタ処
理を行い、 固定の利得が適用されフィルタ処理が行われた加算され
た推定値に第1の推定値を加算して所望の推定値として
の加算推定値を求め、 該所望の推定値が比較的高い飛行周波数において第1の
推定値に対応し、比較的低い飛行周波数において第2の
推定値に対応する如くする前記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/874,761 US4769759A (en) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | Method for developing air data for use in flight control systems |
| US874761 | 1986-06-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632798A true JPS632798A (ja) | 1988-01-07 |
Family
ID=25364526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62150057A Pending JPS632798A (ja) | 1986-06-16 | 1987-06-16 | 航空機の飛行制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4769759A (ja) |
| EP (1) | EP0253088A1 (ja) |
| JP (1) | JPS632798A (ja) |
| CA (1) | CA1258531A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138780U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | ||
| JPH01301375A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-05 | Yasumuro Kk | 郵送用パンフレットの製造方法 |
| JPH09127144A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-05-16 | Gkn Westland Helicopters Ltd | 回転翼航空機の対気速度を測定する方法及び装置 |
| CN115450762A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-12-09 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机防冰系统及其开启与关闭控制方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083279A (en) * | 1990-05-09 | 1992-01-21 | Honeywell, Inc. | Canard based high angle of attack air data sensor |
| DE4116111A1 (de) * | 1991-05-17 | 1992-11-19 | Hoechst Ag | Stickstoffhaltige grenzflaechenaktive mittel |
| US5452865A (en) * | 1993-06-28 | 1995-09-26 | The Boeing Company | Aircraft frequency adaptive modal suppression system |
| US5446666A (en) * | 1994-05-17 | 1995-08-29 | The Boeing Company | Ground state-fly state transition control for unique-trim aircraft flight control system |
| US6253166B1 (en) * | 1998-10-05 | 2001-06-26 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Stable algorithm for estimating airdata from flush surface pressure measurements |
| US6390417B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-05-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Drag control system for flying machine, process for estimating drag of flying machine, boundary layer control system, and boundary layer control process |
| US6273370B1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-08-14 | Lockheed Martin Corporation | Method and system for estimation and correction of angle-of-attack and sideslip angle from acceleration measurements |
| US6928341B2 (en) * | 2003-05-13 | 2005-08-09 | The Boeing Company | Computational air data system for angle-of-attack and angle-of-sideslip |
| US7043345B2 (en) * | 2003-10-10 | 2006-05-09 | Raytheon Company | System and method with adaptive angle-of-attack autopilot |
| US8090492B2 (en) * | 2006-02-07 | 2012-01-03 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Vehicle motion measurement apparatus, a vehicle abnormal motion prevention apparatus and a drive recorder |
| IT1392259B1 (it) * | 2008-12-11 | 2012-02-22 | Alenia Aeronautica Spa | Procedimento di stima dell'angolo di incidenza e dell'angolo di derapata di un aeromobile |
| EP2261116B1 (en) * | 2009-06-09 | 2019-05-22 | Sikorsky Aircraft Corporation | Automatic trim system for fly-by-wire aircraft with unique trim controllers |
| ITTO20130601A1 (it) | 2013-07-16 | 2013-10-15 | Torino Politecnico | Sistema e procedimento di misura e valutazione di dati aria e inerziali. |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4046341A (en) * | 1976-03-30 | 1977-09-06 | General Electric Company | Aircraft angle-of-attack and sideslip estimator |
| US4106094A (en) * | 1976-12-13 | 1978-08-08 | Turpin Systems Company | Strap-down attitude and heading reference system |
| US4222272A (en) * | 1978-03-27 | 1980-09-16 | Sanders Associates, Inc. | Processor for an inertial measurement unit |
| US4212443A (en) * | 1978-05-18 | 1980-07-15 | Sperry Corporation | Strapped down attitude and heading reference system for aircraft employing skewed axis two-degree-of-freedom rate gyros |
| US4254465A (en) * | 1978-08-03 | 1981-03-03 | Dynamic Sciences International, Inc. | Strap-down attitude and heading reference system |
| US4303978A (en) * | 1980-04-18 | 1981-12-01 | The Boeing Company | Integrated-strapdown-air-data sensor system |
| FR2511146B1 (fr) * | 1981-08-07 | 1986-07-25 | British Aerospace | Instrument de navigation |
-
1986
- 1986-06-16 US US06/874,761 patent/US4769759A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-05-12 EP EP87106906A patent/EP0253088A1/en not_active Ceased
- 1987-06-04 CA CA000538869A patent/CA1258531A/en not_active Expired
- 1987-06-16 JP JP62150057A patent/JPS632798A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138780U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | ||
| JPH01301375A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-05 | Yasumuro Kk | 郵送用パンフレットの製造方法 |
| JPH09127144A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-05-16 | Gkn Westland Helicopters Ltd | 回転翼航空機の対気速度を測定する方法及び装置 |
| CN115450762A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-12-09 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机防冰系统及其开启与关闭控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4769759A (en) | 1988-09-06 |
| EP0253088A1 (en) | 1988-01-20 |
| CA1258531A (en) | 1989-08-15 |
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