CN102016738B - 用于横向操纵在地面上滑行的飞行器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的装置(1)用于借助于飞行器的发动机和/或制动器的不对称使用来沿横向轴线自动地控制在地面上的飞行器，其包括装置(2、3、4、7)。

Description

用于横向操纵在地面上滑行的飞行器的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于横向操纵在地面上滑行的、尤其是在飞机场上滑行的飞行器的方法和装置。

本发明应用于飞行器在地面上的滑行，所述飞行器尤其是民用或军用的、用于运输乘客或商品(货物)的飞机，或者无人驾驶飞机。本发明更具体地涉及(沿飞行器的竖直轴线的)偏航力矩的产生，其中所述偏航力矩允许横向地控制在地面上滑行的飞行器。

背景技术

在本发明的范围内，“在地面上的滑行”指飞行器任何可能类型的滑行，尤其例如在降落和起飞阶段中在降落跑道上的滑行，或者在通行道上或在运转区(aire de manoeuvres)上的滑行。

目前，驾驶员借助于手动操纵部件(例如：允许定向前起落架轮子的操纵盘、用于控制发动机推力的操纵杆、制动踏板、方向脚操纵杆)控制飞行器在地面上沿着地面上的路线的横向运动。这些操纵部件主要借助于偏航方向舵和前轮的定向(和可能的后起落架的定向)、更少见地借助于发动机和制动器不对称的使用，来允许控制飞行器的能够影响该飞行器横向运动的致动器。

在本发明的范围内，“前轮”指设有至少一个轮子的机械组件，其位于飞行器的前部，优选地是飞行器的前起落架的一部分，并且当飞行器在地面上滑行的时候可以定向成能够横向地移动飞行器。

目前，在前轮的定向系统发生故障的情况下(例如：在为负责定向的致动器供给的液压回路损失的情况下、在致动器自身发生故障的情况下、或者在控制致动器的计算器与致动器之间的数据传输损失的情况下)，不再能够借助于常用操纵部件(操纵盘、脚操纵杆)来横向地控制飞行器，尤其是在低速下，当方向舵在飞行器的偏航力矩上不再有明显的效果时。

有时，这些类型的故障在飞行中或者在起飞后发生，这会使降落阶段变得危险。在对前轮失去控制的情况下，不再能通过自动驾驶系统来进行降落，驾驶员只能使用方向舵，以及可能地借助于制动踏板以不对称的方式使用制动器，然而驾驶员并不习惯该操作。这种情况可能是棘手的，甚至是危险的，并且如果驾驶员不能够正确地控制飞行器(例如：由于侧风、发动机故障等的原因)，会导致以或多或少的高速度离开跑道，这会造成人和/或物的损失或损坏。

一旦飞行器停止在跑道尽头，总是可以通过不对称地使用制动器和/或发动机来横向地控制飞行器，这是为了快速地清空跑道并使跑道可供希望降落或起飞的飞行器使用。然而，考虑到制动器和/或发动机的不对称手动使用所意味的棘手和有潜在危险的驾驶，航空公司的操作指令一般在于强迫驾驶员去呼叫地面交通控制以便派遣将飞行器从跑道尽头拖到机场的清空区(联络通道、卸客口等)的拖车。事实上，仅仅利用制动器和发动机的不对称使用来手动地横向控制飞行器对不习惯这种类型操作的驾驶员来说会显得特别地困难，在对于大尺寸的飞行器(例如：空中客车A340-600或者A380类型的)，当前轮正确地工作时(需要在急转弯处使用外部照相机)，驾驶就可能已经显得棘手的情况下就更困难了。

在等待拖车期间和拖曳期间，飞行器因此堵塞了跑道，从而干扰了地面交通(希望起飞的飞行器要等待、如果地面上飞行器的路线受到被拖曳的飞行器影响则要改变其路线)以及空中交通(迫近的飞行器可能向其它飞机场改航、等待跑道清空的飞行器起飞会延迟)。这种情况同时对于故障飞行器和被空中交通和地面交通的干扰而影响的飞行器会造成潜在地严重的延迟。这些延迟对于公司意味着高昂的成本(尤其是乘客的经济和物质赔偿，特别是在飞行器改航的情况下)。

另外，在故障维修期间飞行器静止在地面上。如果在飞机场没有可用的替换件，或者如果不能在现场容易地进行维修，尤其是如果飞机场地处偏僻(或者飞机场位于偏远的地方)，该静止会特别地长。因此，飞行器的静止成本特别地高，尤其是如果需要从偏远的地方发运替换设备，或是如果需要租用额外的飞行器以保证空中连接和/或乘客的遣送。

发明内容

本发明涉及用于横向操纵在地面上滑行的飞行器的方法，所述飞行器尤其是民用或军用的运输飞机，所述飞行器设有可以定向的前轮，所述操纵方法允许弥补上述的缺陷。

为了这个目的，根据本发明，所述方法的显著之处在于：

a)接收与所述前轮的定向控制有关的控制指令；

b)接收飞行器的当前地面速度；以及

c)根据所述控制指令和所述当前地面速度，自动地确定用于飞行器的以下控制组中的至少一个的第一指令：制动器组和发动机组，所述控制组中的每个都能够借助于不对称作用来产生飞行器的围绕竖直轴线的横向运动，所述第一指令被确定成在其应用于对应的控制组时在飞行器上产生横向运动，其中所述横向运动与若将所述控制指令应用于所述前轮而会产生的横向运动大致相同。

此外，有利地：

-借助于指令生成装置(优选为常用的，例如：常见的操纵部件或者常用的自动驾驶系统)来产生所述控制指令；

-测量飞行器的当前地面速度；并且

-在以后的步骤d)中，自动地将所述第一指令应用于所述控制组。

这样，根据本发明的方法允许沿横向轴线来控制在地面上的飞行器，尤其是在前轮失去控制的情况下。特别地，所述方法能够保证最小的方向控制，其允许驾驶员在飞行器的前轮定向系统不再正确地工作时能够通过以不对称的方式使用制动器和/或发动机来至少快速地清空降落跑道。

另外，为了产生所述控制指令，使用与在正常情况(前轮的定向系统正确地工作的情况)下相同的操纵部件，目前即为操纵盘和脚操纵杆。当然，现有的或非现有的其他操纵部件(例如：借助于偏航速度目标来允许横向操纵的部件)可以用于该功能的手动控制。在任何情况下，按照上述根据本发明的方法的基础实施例，驾驶员不使用制动踏板和/或发动机推力操纵杆来横向地控制飞行器。

此外，借助于该方法，飞行器的行为(从动力学方面和从驾驶员角度的感觉方面)与正常情况下的行为很相似。由于其也使用与正常情况下相同的操纵部件，因此该功能的使用对于驾驶员实际上是显而易见的，驾驶员因此可以保留其针对正常来说需要前轮的地面操作的手动驾驶习惯。这导致本发明的实施不需要驾驶员方面的适应时间，并且驾驶员因此不会在前轮的定向系统突然发生故障的情况下，对在下述的特定实施例中，根据本发明的能够自动接管飞行器的常规横向控制的功能的行为感到惊讶。这使手动降落阶段变得更可靠，因为驾驶员可以完全像在正常情况下那样控制飞行器，因此减少了其在需要很多注意力的操作过程中的压力和工作负担。

另外，根据本发明的方法的使用不但可以由人类驾驶员(通过惯用的或未来的操纵部件)手动地控制，而且还可以由常规的自动驾驶系统自动地控制。因此，可以保留用于所有现有的地面自动功能(自动或部分自动地降落)和未来的地面自动功能(自动或部分自动地起飞、自动或部分自动地滑行)的自动驾驶系统。

另外，飞行器不再依赖于外部帮助(例如拖车)来在降落后清空跑道。因此，周围的空中交通不被干扰。

同样地，飞行器不再依赖于外部帮助(拖车)来到达卸客口。飞行器可以自主地实现该操作。因此，地面交通不被干扰，并且飞行器不再对通常由前轮定向系统故障所造成的延迟负责，而所述延迟是航空公司高成本的原因。

借助于本发明，即使当前轮定向系统的故障仍然存在的时候，同样可以考虑使飞行器重新出发(有或没有乘客和/或货物)。这导致飞行器不再由于维修延迟或者替换设备或零件的发运的原因而在地面上静止。因此，维修可以以更加灵活的方式进行，因为主要的空间(飞行器可以到达另一个飞机场以在那里进行维修)和时间(飞行器可以更晚维修)限制消失了。

有利地，在步骤c)中：

c1)计算前轮的定向角，该定向角代表所述控制指令；

c2)计算如果所述前轮根据所述定向角定向的话飞行器路线的当前曲率；和

c3)至少根据所述当前曲率和所测量的所述当前地面速度，计算所述第一指令。

此外，在一个特定实施例中，有利地：

-产生与所述前轮的定向控制有关的所述控制指令，所述前轮可以借助于常规定向系统来定向；

-自动地监测所述定向系统，使得能够检测该定向系统的故障；并且

-只要没有检测到任何故障，就对所述前轮定向系统自动地应用所述控制指令，并且不实施上述的所述步骤a)至d)；并且

-一旦检测到故障就实施所述步骤a)至d)，并且不对所述前轮定向系统应用所述控制指令。

该特定实施例的实施不需要驾驶员方面的适应时间。因此，驾驶员不会在前轮定向系统突然发生故障的情况下对接管飞行器横向控制的功能的行为感到惊讶。这使手动降落阶段变得更可靠，因为驾驶员可以完全像在正常情况下那样控制飞行器，这减少了其在需要很多注意力的操作过程中的压力和工作负担。

此外，在一个特定实施例中：

-接收在地面上滑行的飞行器的偏航力矩的总控制指令；

-自动将所述总指令分为：

·与前轮的定向控制有关的控制指令；和

·辅助指令；

-对于所述控制指令，实施所述步骤a)至d)；并且

-对能够作用于飞行器的横向运动的辅助装置自动应用所述辅助指令。

在该特定实施例中，根据本发明的方法的步骤a)至d)的实施可以看作允许横向控制飞行器的附加致动手段。该特定实施例可以被用以将产生偏航力矩所需要的力分配到不同的致动器，例如：前轮的定向系统、方向舵、制动器的不对称使用，以及发动机的不对称使用。

借助于本发明，可以使用不对称的推力和/或制动，作为其他影响飞行器的横向运动的致动器的补充和/或替代，甚至是在所述这些致动器中的一个或几个没有故障的时候。

另外，在一个特定实施例中：

-还接收第二指令，用于控制所述控制组，尤其是所述制动器组，所述第二指令以常规的方式产生；

-根据这些第二指令和所述第一指令确定总指令；并且

-在步骤d)中，对所述控制组应用根据所述第一和第二指令所获得的所述总指令。

这样，根据本发明的方法的使用不排除由驾驶员常规地使用所述发动机组和/或所述制动器组，驾驶员可以借助于常规的操纵部件来致动所述组，以产生第二指令，所述第二指令然后如在上述实施例中所述那样被纳入考虑。因此，借助于该特定实施例，驾驶员借助于其制动踏板特别地保留了制动的能力。

此外，有利地，确定这样的第一指令，即该第一指令同时包括用于所述制动器组的指令和用于所述发动机组的指令，并且在步骤d)中，分别对所述制动器组和所述发动机组应用这些指令。

另外，有利地，在对所述控制组应用所述第一指令之前，如果第一指令大于最大值，则限制第一指令为该最大值。

本发明还涉及用于横向操纵在地面上滑行的飞行器、特别是运输飞机的装置，所述飞行器设有可以定向的前轮。

根据本发明，所述装置的显著之处在于，其包括：

-用于接收与所述前轮的定向控制有关的控制指令的装置；

-用于接收飞行器的当前地面速度的装置；

-用于根据所述控制指令和所述当前地面速度自动地确定用于以下控制组中至少一个的第一指令的装置：飞行器的制动器组和飞行器的发动机组，所述控制组中的每个都能够借助于不对称的作用来产生飞行器的围绕竖直轴线的横向运动，所述第一指令被确定成在其被应用于对应的控制组上时在飞行器上产生横向运动，其中所述横向运动与若将所述控制指令应用于所述前轮而会产生的横向运动大致相同。

在一个优选的实施例中，所述横向操纵装置还包括：

-用于产生所述控制指令的装置；

-用于测量所述飞行器的当前地面速度的装置；和

-用于对所述控制组自动地应用所述第一指令的装置。

本发明还涉及设有如上所述的横向操纵装置的飞行器。

附图说明

附图将会使本发明可以如何实现更好理解。在这些图中，相同的附图标记代表相似的元件。

图1为根据本发明的、在基础实施例中的装置的框图。

图2和图3示意地示出了根据本发明的装置的特定实施例。

图4示意地示出了根据本发明的装置的计算单元。

图5为图4的计算单元的计算装置的优选实施例的框图。

具体实施方式

根据本发明的、在图1中示意地示出的装置1用于飞行器的横向操纵，其中所述飞行器未示出，并在地面上滑行，尤其是在飞机场上滑行。该飞行器可以尤其是民用或军用的、用于运输乘客或者商品(货物)的飞机，或者是无人驾驶飞机。

更具体地，装置1与(沿飞行器的竖直轴线)产生偏航力矩有关，其中所述偏航力矩允许横向操纵在地面上滑行的飞行器。在本发明的范围内，“在地面上的滑行”指飞行器的任何可能类型的滑行，尤其例如在降落和起飞阶段中在降落跑道上的滑行，或者在通行道上或在运转区上的滑行。

根据本发明，如图1所示，所述装置1包括：

-下文所详细描述的装置2，用于产生与飞行器的前轮(未示出)的定向控制有关的控制指令。在本发明的范围内，“前轮”指设有至少一个轮子的机械组件，其布置在飞行器前部，优选地是飞行器的前起落架的一部分，并且可以在飞行器在地面上滑行的时候定向成能够横向地移动飞行器；

-信息源组3，其特别地包括用于以常规的方式测量飞行器的当前地面速度的装置；

-计算单元4，其借助于连接5和6分别与所述装置2和所述组3相连接。该计算单元4形成为，根据所述控制指令和所述当前地面速度来自动地确定用于以下控制组中的至少一个的第一指令：飞行器的制动器组E1和飞行器的发动机组E2。所述控制组中的每个都可以借助于不对称作用(相对于飞行器的对称纵平面)来产生飞行器的绕着竖直轴线的横向运动。所述第一指令由计算单元4确定，以在所述第一指令应用于对应的控制组的时候在飞行器上产生横向运动，其中所述横向运动与若将所述控制指令应用于所述前轮的定向系统而(以常规的方式)产生的横向运动大致相同；和

-装置7，用于自动地对所述制动器组E1和/或所述发动机组E2应用所述第一指令。

如下文参照图4和图5所述，所述计算单元4包括这样的装置，所述装置分别用于：

-计算前轮的定向角，其代表所述控制指令(由所述装置2产生)；

-计算如果所述前轮根据该定向角定向的话(飞行器的)路线的当前曲率；和

-至少根据所述当前曲率和所测量的当前地面速度来计算所述第一指令。

因此，如下文所述，根据本发明的装置1允许沿横向轴线控制在地面上的飞行器，尤其是在对前轮失去控制的情况下。因此，所述装置1能够保证最小的方向控制，其允许驾驶员在飞行器的前轮定向系统不再正确地工作时能够通过以不对称的方式使用制动器组E1和/或发动机组E2来至少快速地清空降落跑道。

在本发明的范围内，所述装置2优选地是常规的用于产生与飞行器的前轮的定向控制有关的控制指令的装置。更特别地，所述装置2可以包括：

-操纵部件9(例如：操纵盘)，其允许飞行器的驾驶员以手动的方式产生与飞行器的前轮的定向有关的控制指令；和/或

-自动驾驶系统10，其允许以常规的方式自动地产生所述关于前轮的定向的控制指令。

因此，装置1可以使用与正常情况(前轮的定向系统正确地工作的情况)下相同的操纵部件，目前即为操纵盘和脚操纵杆。将会注意到，其他现有的或未来的操纵部件(例如：通过偏航速度目标来允许横向操纵的部件)可以用于该功能的手动控制。在任何情况下，在实施装置1的上述基础实施例的时候，驾驶员不使用制动踏板和/或发动机推力操纵杆来横向地控制飞行器。

此外，借助于所述装置1，飞行器的行为(从动力学方面和从驾驶员角度的感觉方面)与正常情况下的行为很相似。由于其也使用与正常情况下相同的操纵部件，因此，该功能的使用对于驾驶员实际上是显而易见的，驾驶员因此可以保留其针对正常来说需要前轮的地面操作的手动驾驶习惯。这导致该装置1的使用不需要驾驶员方面的适应时间，并且驾驶员从而不会在前轮的定向系统突然发生故障的情况下对接管飞行器的横向控制的功能的行为感到惊讶。

另外，所述装置1不但可以由人类驾驶员(通过惯用的或未来的操纵部件9)手动地控制，而且还可以由常规的自动驾驶系统10自动地控制。因此，对于所有现有的地面自动功能(自动或部分自动地降落)和未来的地面自动功能(自动或部分自动地起飞、自动或部分自动地运行)，可以保留飞行器上现有的自动驾驶系统10。

所述装置7用于对制动器组E1和/或发动机组E 2应用所述第一控制指令，以在飞行器上产生不对称的作用，从而获得该飞行器的横向运动，包括：

-控制组E，其包括所述制动器组E1和/或所述发动机组E2；和

-所述组E1和E2的致动装置B1和B2的组B，如在图1中借助于点划线的连接12所示，所述组B借助于连接11从计算单元4接收所述第一指令，并将其应用于所述组E。

为了实现根据本发明的横向操纵，装置1因此可以：

-要么作用于飞行器的控制组E1和E2中的一个上，即作用于制动器上或者发动机上；

-要么同时作用于两个控制组E1和E 2上，即同时作用于飞行器的制动器和发动机上。

在一个特定实施例中，所述装置1还可以包括：

-用于控制所述组E1的制动器的常规控制装置14，其借助于连接15与计算单元4连接；和/或

-用于控制所述发动机组E2的常规控制装置16，其例如借助于连接17与所述计算单元4连接。

在这种情况下，在一个特定应用中，计算单元4(或组B)除了接收由所述计算单元4所确定的所述第一指令以外，还接收由所述控制装置14(和/或由所述控制装置16)所产生的第二指令，并且其根据所述第一指令和第二指令确定总指令。在这种情况下，所述致动装置B1，如有必要，对所述组E1应用与所述制动器有关的总指令，所述致动装置B2，如有必要，对所述组E2应用与所述发动机有关的总指令。

因此，借助于控制装置14，尤其是制动踏板，并且由于考虑了由所述控制装置14所产生的(第二)指令，驾驶员保留了制动的能力。同样地，借助于所述控制装置16，尤其是推力操纵杆，并且由于考虑了由所述控制装置16所产生的(第二)指令，驾驶员保留了增大飞行器的推力和因此增大其速度的能力。

另外，在图2中所示的一个特定实施例中，所述装置1还包括常规定向系统19，其用于控制飞行器的前轮的定向。该定向系统19包括：

-计算单元20，其借助于连接21接收由所述装置2所产生的控制指令，并且借助于连接22将对应的致动指令传输给组B；和

-监测系统23，其自动地监测所述定向系统19，以便能够检测该定向系统的故障。

在该特定实施例中，所述装置1形成为使得：

-只要所述监测系统23没有检测到任何故障，所述装置1就通过所述定向系统19(以常规的方式)自动地对前轮应用由所述装置2所产生的控制指令，并且计算单元4(和上述根据本发明的功能)的使用被禁止；并且

-一旦所述监测系统23检测到故障，装置1就借助于计算单元4实施根据本发明的横向控制，并且定向系统19不再对前轮应用由装置2所产生的控制指令，其中所述监测系统例如通过连接24和25将其信息传输给所述计算单元4和20。

该特定实施例的实施不需要驾驶员方面的适应时间。驾驶员因此不会在前轮的所述定向系统19突然发生故障的情况下对接管飞行器的横向控制的功能的行为感到惊讶。手动降落阶段因此变得更加可靠，因为驾驶员可以完全像在正常情况下那样控制飞行器，这减少了其在需要很多注意力的操作过程中的压力和工作负担。

另外，所述装置1可以是系统27的一部分，如图3所示，系统27还包括：

-常规装置28，用于产生在地面上滑行的飞行器的偏航力矩的总控制指令；和

-装置29，其借助于连接30与所述装置28连接，并且自动地将该总指令分为：

·与前轮的定向控制有关的控制指令，其借助于连接31被传输给所述装置1(装置1以上述方式应用这些指令)；和

·辅助指令，其借助于连接32被传输给至少一个组件33，例如飞行器的方向舵或者前轮的定向系统。

该组件33形成为使得，为了作用于飞行器的横向运动而对飞行器应用这些辅助指令。

在图3的特定实施例中，装置1可以被认为是额外的致动器，其允许横向地控制飞行器。因此，系统27的目的是使用不对称的推力和/或制动，作为影响飞行器的横向运动的其他致动器(组件33)的补充(和/或替代)，甚至是在这些致动器中的一个或几个没有故障的时候。例如，该系统27可以用于将产生偏航力矩所需要的力分配到不同的致动器，例如：前轮的定向系统、方向舵、制动器的不对称使用，以及发动机的不对称使用。

如前所述，为了根据本发明的飞行器的横向控制，装置1可以利用制动器的不对称使用，或利用发动机的不对称使用。在以下对计算单元4的描述中，将限制于制动器的不对称使用。

在这种情况下，如图4所示，所述计算单元4包括：

-装置35，用于根据借助于连接5A从所述手动操纵部件9接收的控制指令和/或借助于连接5B从所述自动驾驶系统10接收的控制指令，以及根据借助于连接6A从所述组3接收的测量值，来计算前轮的定向角β，其代表所述控制指令；

-装置36，其借助于连接37与所述装置35连接，并且形成为计算如果所述前轮根据从所述装置35接收的定向角β来定向的话飞行器的路线的当前曲率；和

-装置38，用于根据从所述装置36接收的当前曲率，以及根据下述的借助于连接6B接收的测量值，来计算所述第一指令。

图4的所述连接5A和5B是图1的连接5的一部分，所述连接6A和6B是连接6的一部分。

所述装置35因此计算前轮的定向角β。当致动器正常工作时，该定向角β一般是被正常地发送给定向前轮的致动器的定向角。

所述装置35可以根据两个不同的实施例来实现。在图5所示的第一实施例中，所述装置35包括：

-装置39，其通过连接5A1接收来自由驾驶员手动致动的飞行器的操纵盘的控制指令，并通过第一常规运动学(cinématique)来转化该控制指令；

-装置40，其通过连接5A2接收由驾驶员手动致动的飞行器的脚操纵杆产生的控制指令，并通过第二常规运动学来转化该控制指令；

-装置41、42和43，它们各确定一加权因子，所述加权因子取决于借助于连接6A接收的地面速度；

-装置44，用于利用来自装置41的加权因子对装置39所进行的处理的结果进行加权；

-装置45，用于利用来自装置42的加权因子对装置40所进行的处理的结果进行加权；

-装置46，用于利用装置43所产生的加权因子对借助于连接5B从自动驾驶系统10接收的控制指令进行加权；

-装置47，用于对分别来自所述装置44、45和46的信息进行求和；和

-装置48，用于限制来自所述装置47的总和，所述装置48在其输出处提供定向角β，该定向角通过连接37被传输给所述装置36。

在该第一实施例中，前轮的定向角β通过直接法则(loi directe)计算，即角β是操纵部件9(例如：操纵盘、脚操纵杆、未来的部件)和/或自动驾驶系统10的指令的直接函数(没有返回)。采用该第一实施例，获得指令β，其为来自所述装置2的指令的线性或非线性函数。

此外，在第二实施例(未示出)中，角β得自偏航随动法则(loid′asservissement en lacet)，该法则允许控制角β，以使得飞行器具有这样的偏航速度，即所述偏航速度为操纵部件9(例如：操纵盘、脚操纵杆、未来的部件)和/或自动驾驶系统10的指令的函数。这种地面偏航速度的随动特别地在法国专利NO.2854962中进行了描述。

此外，所述装置36借助于从所述装置35接收的定向角β来计算等价曲率c，等价曲率c表示如果前轮的定向系统19正确地工作并且如果前轮按角β定向的话飞行器的路线的曲率。所述装置36借助于以下表达式来计算该曲率c：

c＝tgβ/L

其中：

-L为飞行器的纵向轴距，即前轮的轴线和主起落架的中点之间的距离；和

-tg表示正切。

另外，所述装置38包括：

-装置50，其借助于连接51与所述装置36连接，并且形成为计算受控压力P；

-装置52，其借助于连接53和54分别与所述装置36和50连接，并且形成为确定要分别地应用于左边(G)或右边(D)的中间压力指令PsG和PsD；和

-装置55，其借助于连接56A和56B与所述装置52连接，并借助于构成连接15的一部分的连接15A和15B与所述控制装置14连接，并且形成为确定(左和右)压力指令PcG和PcD，所述压力指令PcG和PcD应该分别被应用于作用于飞行器的左侧的制动器和作用于飞行器的右侧的制动器。

所述装置50根据借助于连接51从所述装置36接收的曲率c，以及根据借助于连接6B(其与连接6A构成图1的连接6的一部分)从所述组3接收的测量值，来计算受控压力P。这些测量值特别地涉及地面速度Vsol、制动器的状态Gf、轮胎的状态Gpn、和跑道的污染Gpi。所述装置50根据这些参数计算受控压力P(总是为正或等于零)，该受控压力使得当飞行器一侧被其上施加有这样的受控压力的制动器制动的时候，飞行器的路线具有与所述曲率c相等的曲率。

为此，在第一阶段，寻求等于曲率c的函数f，以使得：

c＝f(P，Vsol，Gf，Gpn，Gpi)

可考虑多个方案来确定该函数f。例如可以举出：

-如果飞行器的型号和跑道的型号已知，并足够准确，则可以确定联系曲率c和参数P、Vsol、Gf、Gpn、Gpi的解析关系；和

-根据试验(真实的或者仿真的)，针对介入函数f的每个参数的一定数量的值，可以确定飞行器在地面上的路线的曲率c的值，例如以一个多输入表、或者一系列多输入表的形式。

然后，在第二阶段，反演该函数f(无论其是解析的还是以表的形式表达的)以获得受控压力P和特别地c、Vsol、Gf、Gpn、Gpi之间的关系：

P＝f^-1(c，Vsol，Gf，Gpn，Gpi)且P≥0

此外，所述装置52具有根据由装置36所提供的曲率c来将从所述装置50接收的受控压力P分配给左边(PsG)或右边(PsD)的功能。所述装置52根据以下关系实现该分配：

-如果c＞0，则PsG＝P并且PsD＝0；

-如果c＜0，则PsG＝0并且PsD＝P；并且

-如果c＝0，则PsG＝PsD＝0

此外，所述装置55具有以下功能：

-限制要传输的左压力指令和右压力指令；和

-如有必要，加入来自于制动踏板14的压力指令，以使得驾驶员保留对称地且手动地制动飞行器的能力。为此，所述装置55可以借助于连接15A接收左制动踏板的压力指令PfG，并可以借助于连接15B接收右制动踏板的压力指令PfD，所述连接15A和15B是图1的连接15的一部分。

来自于装置52的指令(PsG，PsD)根据以下关系，分别与制动踏板的压力指令(PfG，PfD)(这两个总是为正或等于零)相加：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{PiG}=\mathrm{PsG}+\mathrm{PfG}\\ \mathrm{PiD}=\mathrm{PsD}+\mathrm{PfD}\end{array}\right.$

该加和所得到的指令PiG和PiD分别被函数所限制，其值取决于制动器所允许的最大压力Pmax以及压力指令PsG和PsD。左和右的(受控)压力的(最终)指令PcG和PcD(这两个总是为正或者等于零)(分别通过连接11A和11B来传输)借助于以下关系获得：

其中，λ是包括在0和1之间的加权因子。

更确切地：

-对于等于0的λ，纵向控制(通过最大制动来降低速度)优先于横向控制(如果制动踏板完全偏转，则飞行器不能再通过不对称的制动来转向)；

-对于等于1的λ，横向控制(偏航速度的完全授权(autorité))优先于纵向控制(例如只要操纵盘转到头，驾驶员就不能进一步制动飞行器)；并且

-λ的中间值(介于0和1之间)允许获得介于致动器的饱和与横向控制之间的折衷。

Claims (8)

1.一种用于横向操纵在地面上滑行的飞行器的方法，所述飞行器设有可定向的前轮，根据所述方法：

-借助于指令生成装置(2)产生与所述前轮的定向控制有关的控制指令；

-测量飞行器的当前地面速度；并且

-在步骤a)中：接收所述控制指令；

-在步骤b)中：接收测得的所述当前地面速度；

-在步骤c)中：根据在步骤a)中接收的所述控制指令和在步骤b)中接收的测得的所述当前地面速度，自动地确定用于飞行器的以下控制组中的至少一个的第一指令：制动器组(E1)和发动机组(E2)，所述控制组(E1、E2)中的每个都能够借助于不对称的作用来产生飞行器的围绕竖直轴线的横向运动，并且

-在以后的步骤d)中：对所述控制组(E1、E2)自动地应用所述第一指令，

其特征在于：

-自动地监测用于定向所述前轮的定向系统(19)，使得能够检测所述定向系统(19)的故障；

-只要没有检测到任何故障，就对所述前轮的定向系统(19)自动地应用借助于所述指令生成装置(2)所产生的所述控制指令，并且不实施所述步骤a)至d)；并且

-一旦检测到故障，就自动地实施所述步骤a)至d)以在飞行器上产生横向运动，并且不对所述前轮的定向系统(19)应用所述控制指令，其中所述横向运动与若将所述控制指令应用于所述前轮而会产生的横向运动大致相同，

其特征还在于，在步骤c)中：

步骤c1)计算所述前轮的定向角，所述定向角代表所述控制指令；

步骤c2)计算如果所述前轮根据所述定向角定向的话飞行器的路线的当前曲率；和

步骤c3)至少根据所述当前曲率和所测量的所述当前地面速度来计算所述第一指令，

其特征还在于，在步骤c3)中：

-根据所述当前曲率和所测量的所述当前地面速度来计算受控压力；

-根据所述当前曲率和所述受控压力来确定要分别应用于左边和右边的中间压力指令PsG和PsD；

-根据所述中间压力指令PsG和PsD来计算压力指令PcG和PcD，所述压力指令PcG和PcD表示用于制动器组(E1)的第一指令并且应该分别被应用于作用于飞行器左侧的制动器和作用于飞行器右侧的制动器，所述压力指令PcG和PcD借助于以下关系来计算：

其中：

λ为加权因子；

Pmax为制动器所允许的最大压力；

PiG为通过把所述中间压力指令PsG和左制动踏板的压力指令进行加和而获得的压力指令；

PiD为通过把所述中间压力指令PsD和右制动踏板的压力指令进行加和而获得的压力指令。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c 2)中，借助于以下表达式计算所述当前曲率c：

c＝tgβ/L

其中：

-β为在步骤c1)中计算的所述前轮的定向角；

-L为飞行器的纵向轴距；并且

-tg表示正切。

3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于：

-接收在地面上滑行的飞行器的偏航力矩的总控制指令；

-自动地将所述总控制指令分为与所述前轮的定向控制有关的控制指令和辅助指令；

-对于所述控制指令，实施所述步骤a)至d)；并且

-对能够作用于飞行器的横向运动的辅助装置(33)自动地应用所述辅助指令。

4.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于：

-还接收用于控制所述控制组的第二指令；

-根据所述第一指令和所述第二指令来确定总指令；

-在步骤d)中，对所述控制组应用根据所述第一和第二指令所获得的所述总指令。

5.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，在对所述控制组应用所述第一指令之前，如果所述第一指令大于最大值，则将所述第一指令限制为所述最大值。

6.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，确定包括了用于所述制动器组(E1)的指令和用于所述发动机组(E2)的指令的第一指令，其特征还在于，在步骤d)中，分别对所述制动器组(E1)和所述发动机组(E2)应用所述指令。

7.一种用于横向操纵在地面上滑行的飞行器的设备，所述飞行器设有可定向的前轮，所述设备(1)包括：

-用于产生与所述前轮的定向控制有关的控制指令的指令生成装置(2)；

-用于测量飞行器的当前地面速度的装置(3)；和

-计算单元(4)，用于根据所述控制指令和所述当前地面速度来自动地确定用于以下控制组中的至少一个的第一指令：飞行器的制动器组(E1)和飞行器的发动机组(E2)，所述控制组(E1、E2)中的每个都能够借助于不对称的作用来产生飞行器的围绕竖直轴线的横向运动；和

-用于对所述控制组(E1、E2)自动地应用所述第一指令的装置(7)，

其特征在于，所述设备还包括监测系统(23)，所述监测系统(23)用于自动地监测用于定向所述前轮的定向系统(19)，使得能够检测所述定向系统(19)的故障，其特征还在于，所述设备(1)形成为使得：

-只要没有被所述监测系统(23)检测到任何故障，所述设备(1)就通过所述定向系统(19)对所述前轮自动地应用由所述指令生成装置(2)所产生的控制指令，而所述计算单元(4)的使用被禁止；并且

-一旦被所述监测系统(23)检测到故障，所述设备(1)就借助于所述计算单元(4)来实施横向控制，以在飞行器上产生横向运动，其中所述横向运动与若将所述控制指令应用于所述前轮而会产生的横向运动大致相同，而所述定向系统(19)不再对所述前轮应用由所述指令生成装置(2)所产生的控制指令。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述计算单元(4)包括：

-用于计算所述前轮的定向角的装置(35)，所述定向角代表所述控制指令；

-用于计算如果所述前轮按照所述定向角定向的话飞行器的路线的当前曲率的装置(36)；和

-用于至少根据所述当前曲率和所测量的所述当前地面速度来计算所述第一指令的装置(38)。

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