CN104303124A - 用于配置运载工具的直接升力控制系统的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了用于配置运载工具(422)的直接升力控制系统的系统和方法。提供了多个电传操纵的控制表面(1-8)，并调度电传操纵的控制表面的电传操纵的控制表面偏转命令。基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面(1-8)，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。

Description

用于配置运载工具的直接升力控制系统的系统和方法
技术领域
本公开的实施例大体涉及控制在流体动力表面上的流动。更具体地，本公开的实施例涉及用于配置运载工具的直接升力控制系统的装置。
背景技术
直接调节升力而非经由调节飞机的俯仰姿态来改变迎角并且由此间接调节升力来控制飞机的飞行路径，这被称为直接升力控制(DLC)。DLC飞行控制系统已经应用于商用和军用飞机，以改善其进场以及着陆操纵特性。
发明内容
介绍了用于配置运载工具的直接升力控制(DLC)系统的系统和方法。提供了多个电传操纵(fly-by-wire)的控制表面，并调度电传操纵的控制表面的电传操纵的控制表面偏转命令。基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。
以此方式，提供了一种在升降舵失灵的情况下控制装备有电传操纵的机翼后缘扰流板的飞机的简单、低成本的替代装置。具体地，扰流板被对称地命令为经由位于飞机操纵杆上的力传感器直接调节飞机的空气动力升力并且由此调节飞行路径。力传感器信号被整形为确保可以通过基本上极少或基本上没有飞行训练而进行操作的飞行员命令响应特性。扰流板偏转被调度使得空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保没有不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
在一个实施例中，运载工具的直接升力控制系统包含多个电传操纵的控制表面、控制表面直接升力控制调度和致动器。控制表面直接升力控制调度产生电传操纵的控制偏转命令。致动器基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。
在另一实施例中，一种用于配置运载工具的直接升力控制系统的方法，其提供了多个电传操纵的控制表面，以及调度电传操纵的控制表面的电传操纵的控制表面偏转命令。该方法进一步基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。
在进一步的实施例中，一种操作包含直接升力控制系统的飞机的方法，在升降舵失灵的情况下激活包含电传操纵的扰流板的直接升力控制系统。该方法进一步基于电传操纵的扰流板偏转命令通过对称地致动电传操纵的扰流板来执行进场以及着陆，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节飞机的空气动力升力。
运载工具的直接升力控制系统可以包括：多个电传操纵的控制表面；控制表面直接升力控制调度，其可操作为产生多个电传操纵的控制偏转命令；以及致动器，其可操作为基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。电传操纵的控制表面可以包括电传操纵的扰流板。电传操纵的控制表面偏转命令可以包括电传操纵的扰流板偏转命令，并且控制表面直接升力控制调度能够包括电传操纵的扰流板直接升力控制调度。电传操纵的扰流板可以被耦接至飞机的机翼，并且力传感器能够被布置在飞机的操纵杆上，并且可操作为响应于接收到来自操纵杆的杆力而产生力传感器信号。如果力传感器被使用，那么信号可以被整形以获得直接升力命令，从而保持经由杆力而施加的基本相同的飞行动作，以利用通过短周期俯仰控制作用的直接升力系统来拉平飞机，由此缓解飞行训练。电传操纵的控制偏转命令能够基于直接升力命令而产生。电传操纵的扰流板偏转命令也可以被调度使得飞机的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
电传操纵的扰流板可操作为致动使得在升降舵失灵的情况下配置直接升力控制系统。电传操纵的扰流板可以被致动，使得在没有短周期俯仰控制的情况下执行进场以及着陆。
短周期俯仰控制可以包含选自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的组中的至少一个控制表面。
本发明涉及一种用于配置运载工具的直接升力控制系统的方法，其包括：提供多个电传操纵的控制表面；调度电传操纵的控制表面的多个电传操纵的控制表面偏转命令；以及基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具的流体动力升力。电传操纵的控制表面可以包括多个电传操纵的扰流板，并且电传操纵的控制表面偏转命令包含多个电传操纵的扰流板偏转命令。电传操纵的扰流板可以被耦接至飞机的机翼。
该方法还可以包括，响应于接收到来自操纵杆的杆力而从位于飞机的操纵杆上的力传感器产生力传感器信号，以及整形力传感器信号，以便提供直接升力命令，从而保持经由杆力施加的基本相同的飞行动作，以利用通过短周期俯仰控制作用的直接升力系统拉平飞机，由此缓解飞行训练。此外，该方法可以包括，调度电传操纵的扰流板偏转命令，使得飞机的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。在升降舵失灵的情况下基于电传操纵的扰流板偏转命令通过对称地致动电传操纵的扰流板可以配置直接升力控制系统。在没有使用短周期俯仰控制的情况下通过对称地致动电传操纵的扰流板可执行进场以及着陆。短周期俯仰控制包含选自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的组中的至少一个控制表面。
操作包含直接升力控制系统的飞机的方法可以包括，在升降舵失灵的情况下激活包含多个电传操纵的扰流板的直接升力控制系统，以及基于多个电传操纵的扰流板偏转命令通过对称地致动电传操纵的扰流板来执行进场以及着陆，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节飞机的空气动力升力。
此外，可以通过以下步骤来建立电传操纵的扰流板偏转命令，即响应于接收到来自操纵杆的杆力而从位于飞机的操纵杆上的力传感器产生力传感器信号；整形力传感器信号，以便提供直接升力命令，从而保持经由杆力而施加的基本相同的飞行动作，以利用通过短周期俯仰控制作用的直接升力系统拉平飞机，由此缓解飞行训练；基于直接升力控制命令提供电传操纵的扰流板直接升力控制调度；基于直接升力控制命令调度电传操纵的扰流板偏转命令，使得飞机的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振；以及产生电传操纵的扰流板偏转命令。
本发明的元件中的每一个都能够提高其性能、操作或效率。
提供此概要是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在以下具体实施方式中被进一步描述。此概要并不意欲识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意欲用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
当结合以下附图考虑时，通过参照具体实施方式和权利要求，可以获得本公开的实施例的更彻底的理解，其中贯穿附图的相同的附图标记指代相似的元件。在不限制本公开的广度、范围、规模或适用性的情况下，提供附图有助于本公开的理解。附图不必按比例绘制。
图1是示例性飞机生产与维护方法的流程图的图示说明。
图2是飞机的示例性方框图的图示说明。
图3是根据本公开的实施例的包含DLC系统的示例性飞机控制系统的图示说明。
图4是图3所示的DLC系统的更详细的图示说明。
图5是示例性流程图的图示说明，示出了根据本公开的实施例的DLC配置过程。
图6是示例性流程图的图示说明，示出了根据本公开的实施例的用于操作包含DLC系统的运载工具控制系统的过程。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上是示例性的，并不意图限制本公开或本公开的实施例的应用以及使用。具体装置、技术和应用的描述仅作为示例提供。在本文中所描述的对示例的更改对本领域技术人员而言将会易于理解，并且在不违背本公开的精神和范围的情况下，在本文所限定的基本原理适用于其它示例和应用。此外，不意图受在先前领域、背景、概要或以下具体实施方式中介绍的任何明示的或暗示的理论的限制。本公开应当与权力要求的范围相一致，而不局限于在本文中描述并示出的示例。
在本文中可以根据功能和/或逻辑块部件以及不同的处理步骤描述本公开的实施例。应当意识到，可以通过任意数量的被配置为执行特定功能的硬件、软件和/或固件部件来实现这些方框部件。为求简练，涉及电传操纵的系统、直接升力控制(DLC)技术、流体动力学、结构、控制表面、制造和系统的其它功能性方面(和系统的独立工作部件)的传统技术和部件在本文中将不再详细地描述。此外，本领域技术人员应认识到本公开的实施例可以结合多种结构体实施，并且本文所描述的实施例仅是本公开的示例实施例。
本文在本公开的实施例在实际的非限制性应用(即，利用飞机机翼上的扰流板来提供DLC)的背景下描述本公开的实施例。然而，本公开的实施例不限于这样的扰流板应用，并且本文所描述的技术还可以在其他流体动力表面应用中使用。例如，实施例可以应用于飞机的其他升力表面(诸如襟翼或尾翼)、飞机的控制表面(诸如副翼)、利用液体(例如，水)而非空气的流体动力表面以及其他应用。
在阅读本说明后，正如本领域普通技术人员显而易见的，以下是本公开的示例和实施例，但不限于根据这些示例进行操作。在不违背本公开的示例性实施例的范围的情况下，可以使用其他实施例，并且可以进行结构变化。
更具体地参照附图，可以在如图1所示的飞机制造与维护方法100(方法100)和如图2所示的飞机200的背景下描述本公开的实施例。在预生产期间，示例性方法100可以包括飞机200的规格与设计104以及材料采购106。在生产期间，进行飞机200的部件与子组件制造108以及系统集成110。其后，飞机200可以经历认证与交付112，以便使其投入使用114。在由客户使用时，飞机200被安排进行日常的维护与维修116(其还可以包括更改、重新配置、翻新等)。
可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行或实施方法100的每个过程。为了该描述的目的，系统集成商可以包括，但不限于，任意数量的飞机制造商和主系统转包商；第三方可以包括，但不限于，任意数量的厂商、转包商和供应商；而操作者可以是，但不限于，航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图2所示，通过示例性方法100生产的飞机200可以包括具有多个系统220的机身218和内部222。高级系统220的示例包括推进系统224、电气系统226、液压系统228、环境系统230和用于配置直接升力控制系统232的系统中的一个或更多个。还可以包括任意数量的其它系统。尽管示出了航空示例，但是本公开的实施例可以应用于其它行业。
在本文中呈现的设备和方法可以在生产与维护方法100的任意一个或更多个阶段期间使用。例如，对应于生产过程108的部件或子组件可以以类似于飞机200在使用中时生产的部件或子组件的方式被制作或制造。此外，例如通过充分加快飞机200的装配或降低飞机200的成本，可以在生产阶段108和110期间使用一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合。类似地，在飞机200投入使用中时，一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合可以被使用，例如但不限于维护与维修116。
政府规定会部分地要求，飞机必须在起飞、爬升、巡航、正常转弯、降落以及着陆期间遇到升降舵控制位置失灵之后能够继续基本可选的功能性飞行以及着陆，而不需要特殊的驾驶技能或力量，除非失灵被证明是极其不大可能的。
本公开的实施例提供了一种直接升力控制(DLC)系统，其被配置为使得飞行员能够在没有任何升降舵和/或控制短周期俯仰控制器(短周期俯仰控制)的其他装置(诸如升降舵)的情况下执行进场以及着陆任务。本公开的实施例提供了一种在升降舵失灵的情况下控制装备有电传操纵的机翼后缘扰流板的飞机的简单、低成本的替代装置。扰流板被对称地命令为经由位于飞机操纵杆上的力传感器(代替偏转控制杆)直接调节飞机的空气动力升力并且由此调节飞行路径，因为失灵的升降舵阻止机械地连接的控制杆被偏转。力传感器信号被整形以确保可以通过基本上极少或基本上没有飞行训练而进行操作的飞行员命令响应特性。扰流板偏转被调度使得空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保没有不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
使用根据实施例的DLC系统提供了在升降舵失灵的情况下控制飞机的替代装置，并且避免了与通常使用的包含允许飞行员充分控制飞机的足够响应性的安定面配平系统和多余的升降舵控制系统的其他替代方案相关联的成本。
图3是根据本公开的实施例的包含DLC系统304的控制系统300(系统300)的示例性功能方框图的图示说明。系统300可以包含运载工具302、DLC系统304、致动器310和控制器312。
运载工具302可以包含，例如但不限于，包含升力表面(诸如襟翼或尾翼)、控制表面(诸如副翼)、升降舵和扰流板的飞机；利用液体(例如，水)而非空气的流体动力表面；或能够产生流体动力升力的其他运载工具。
DLC系统304包含DLC控制表面306(控制表面306)和DLC控制308。DLC控制表面306可以包含，例如但不限于，襟副翼、缝翼、对称的扰流板、对称的副翼或其他DLC控制表面。DLC控制308可以包含，例如但不限于，控制叉(也被称为控制杆或操纵杆)，当向左以及向右转弯或偏转时，中心杆或侧杆(后两者通常被称为控制或操纵杆)通过移动副翼来控制运载工具302翻转以及俯仰，而当向后或向前移动时移动升降舵；移动方向舵以控制偏航的方向舵踏板或其他控制装置。
致动器310可操作为响应于致动命令而改变DLC控制表面306的位置(例如，弯曲、偏转、扩展、改变形状)。电传操纵的(FBW)系统可以被用来以电子界面替代运载工具302的手动飞行控制。DLC控制308的移动被转换为由导线传递的电信号(因此得电传操纵术语)，并且飞行控制计算机(诸如控制器312)确定如何在每个DLC控制表面306处移动致动器310以提供期望的响应。致动命令可以由经由飞行员/操作者的来自DLC控制308的输入、在自动控制的情况下从控制器312的处理器模块314到DLC控制308的预编程输入或其组合而产生。
在一个实施例中，通过控制器312经由控制机构控制致动器310，以便基于扰流板直接升力控制调度416控制DLC控制表面306的位置，如在下文中在图4的讨论的背景下更详细地阐述的。以此方式，DLC控制表面306移动/旋转/扩展/偏转，以便在升降舵失灵的情况下控制运载工具302的替代装置。
本领域技术人员已知的任何致动器都可以用于DLC控制表面306的致动。可以使用，例如但不限于，液压致动器、压电式致动器、弹簧加载的机构、逆流阻塞机构、烟火致动器、形状记忆合金致动器或其他致动器。
控制器312可以包含，例如但不限于，处理器模块314、存储器模块316和其他模块。控制器312可以被实施为，例如但不限于，飞机系统的一部分、集中式飞机处理器、专用于DLC系统304的子系统计算模块或其他实施方式。
控制器312可以远离致动器310布置，或可以被耦接至致动器310。控制器312被配置为控制致动器310以便根据DLC调度和/或各种工况改变DLC控制表面306的位置。工况可以包含，例如但不限于，飞行状态或其他状态。飞行状态可以包含，例如但不限于，起飞、巡航、进场、着陆或其他飞行状态。因此，工况可以包含，例如但不限于，海拔、空速、马赫数、温度或其他参数。
在一个实施例中，控制器312基于DLC调度(诸如扰流板DLC调度416)确定如何在每个DLC控制表面306处移动致动器310以提供期望的响应，如在下文中在图4的讨论的背景下更详细地阐述的。
处理器模块314包含被配置为执行与系统300的操作相关联的功能、技术以及处理任务的处理逻辑。具体地，处理逻辑被配置为支持本文所描述的系统300。例如，处理器模块314可以基于DLC调度和/或各种飞行状态操纵致动器310以改变DLC控制表面306的位置。处理器模块314可以响应于经由飞行员/操作者的来自DLC控制308的输入或来自处理器模块314的预编程输入而操纵致动器310以移动至少一个DLC控制表面306。在一个实施例中，处理器模块314基于DLC调度确定如何在每个DLC控制表面306处移动致动器310以提供期望的响应。
处理器模块314可以利用通用处理器、内容寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何合适的可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件部件或其任意组合来实施或实现，其被设计为执行在本文中所描述的功能。以此方式，处理器可以被实现为微处理器、控制器、微控制器、状态机等。处理器还可以被实施为包含硬件和/或软件的计算装置的组合，例如，数字信号处理器与微处理器、多个微处理器、与数字信号处理器芯片或任何其他这类配置相配合的一个或更多个微处理器的组合。
存储器模块316可以包含数据存储区域，其中存储器被格式化为支持系统300的操作。存储器模块316被配置为存储、保持以及提供支持系统300的功能性所需的数据。例如，存储器模块316可以存储DLC调度、DLC命令、偏转命令、飞行配置数据、整形函数、杆力、DLC调度表或其他数据。
在一些实施例中，存储器模块316可以包含，例如但不限于，非易失性存储装置(非易失性半导体存储器、硬盘装置、光盘装置等)，随机存取存储装置(例如，SRAM、DRAM)，或本领域中已知的任何其他形式的存储介质。
存储器模块316可以被耦接至处理器模块314，并且被配置为存储例如但不限于数据库、由处理器模块314执行的计算机程序、操作系统、应用程序、在执行程序时使用的试验性数据或其他应用。此外，存储器模块316可以代表动态地更新含有用于更新数据库等的表的数据库。
存储器模块316可以被耦接至处理器模块314，使得处理器模块314能够从存储器模块316读取信息，以及将信息写入存储器模块316。例如，处理器模块314可以访问存储器模块316，从而访问DLC命令、偏转命令、整形函数、杆力、DLC调度表、飞机速度、飞行控制表面位置、迎角、马赫数、海拔或其他数据。
作为一个示例，处理器模块314和存储器模块316可以存在于各自的专用集成电路(ASIC)中。存储器模块316也可以被集到处理器模块314中。在一个实施例中，存储器模块316可以包含用于在由处理器模块314执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息的高速缓冲存储器。
图4是DLC系统400的图示说明，示出了图3所示的DLC系统304的细节。DLC系统400可以包含操纵杆402(图3中的308)、力传感器408、杆力信号整形函数412、扰流板DLC调度416、用作DLC控制表面306(图3)的被耦接至飞机422(图3中的302)的机翼420的多个电传操纵的扰流板428、430、432、434、436、438、440和442(1-8)。在本文件中，扰流板和控制表面可以互换地使用。
在操作中，在升降舵失灵的情况下，可以经由驾驶座开关接合或经由来自处理器模块314的命令自动地接合DLC系统400。操纵杆402的移动404被转换为由导线传递的电信号，并且控制器312确定如何在每个电传操纵的扰流板428-442(1-8)处移动致动器310(图3)，以便基于输入到扰流板DLC调度416的DLC命令414提供对称的扰流板偏转命令426(期望的响应)。扰流板偏转命令426由扰流板DLC调度416产生。在本文件中，对称的扰流板偏转命令、电传操纵的扰流板偏转命令、扰流板偏转命令和对称的电传操纵的扰流板偏转命令可以互换地使用。类似地，在本文件中，对称的控制表面偏转命令、电传操纵的控制表面偏转命令、控制表面偏转命令和对称的电传操纵的控制表面偏转命令可以互换地使用。
电传操纵的扰流板428-442(1-8)被对称地命令为经由位于飞机422的操纵杆402上的力传感器408直接调节飞机422的机翼的空气动力升力并且由此调节飞行路径。力传感器408接收来自操纵杆402的杆力406，并且响应于接收到的杆力406而产生力传感器信号410。力传感器信号410由杆力信号整形函数412(KF412)进行整形，以提供DLC命令414。DLC命令414(直接升力命令414)大致保持经由杆力406施加的相同的飞行动作，以便利用通过短周期俯仰控制作用的DLC系统400拉平飞机。由此缓解飞行训练。
其中KF412基于“KF＝1/最大杆拉平力”关系。基本上最大杆拉平力一般被用来通过到升降舵的升起俯仰姿态命令来拉平运输类飞机，并且通常被设计为大约20至30磅。因此，该相同的力可以被用来缩放/整形DLC系统400，以大致保持相同的飞行动作。以此方式缩放DLC系统400的基本上最大的权力防止飞行员过度拉平飞机。
相比于本公开的实施例，过度拉平飞机会导致非最佳飞行状态。过度控制会是响应于其拉平控制输入而被用来观察飞机头部上升的飞行员的自然趋势，并且因此会需要训练以阻止这种趋势。
致动器310基于电传操纵的扰流板偏转命令426(电传操纵的扰流板致动命令)对称地致动电传操纵的扰流板428-442(1-8)，使得在没有使用任何短周期俯仰控制(诸如升降舵)的情况下调节飞机422的机翼420的空气动力升力。在本文件中，电传操纵的扰流板偏转命令426、扰流板偏转命令426和对称的扰流板偏转命令426可以互换地使用。
扰流板偏转命令426可以基于DLC命令414通过扰流板DLC调度416进行调度，使得飞机422的机翼420的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
在图4所示的实施例中，响应于命令升力的DLC命令414，扰流板DLC调度416产生用于电传操纵的扰流板428-442(1-8)中的每一个的以偏转/扩展的度数的扰流板偏转命令426。
当DLC系统400被接合时，DLC命令414被设定为0，以便将电传操纵的扰流板428-442(1-8)偏置到中立的偏转。如在图4的实施例中示出的，扰流板430和440(对称的扰流板对2和7)保持缩回在零偏转，电传操纵的扰流板428和442(对称的扰流板对1和8)均扩展到10度，并且电传操纵的扰流板432-438(对称的扰流板对3和6与4和5)扩展到15度。飞行员然后能够利用安定面配平由于中立的扰流板偏转导致的任何俯仰力矩。
通过从0变化到-1，DLC命令414可以命令被命令的空气动力升力的减少。-1的DLC命令414表示被命令的空气动力升力的基本上最大的减少(0至-1)。
如果DLC命令414是-1，那么扰流板430和440(对称的扰流板对2和7)不偏转，电传操纵的扰流板428和442(对称的扰流板对1和8)均扩展到24度，而电传操纵的扰流板432-438(对称的扰流板对3和6与4和5)均扩展到38度。
通过从0变化到1，DLC命令414可以命令被命令的空气动力升力的增加。1的DLC命令414表示被命令的空气动力升力的基本上最大的增加(0至1)。
如果DLC命令414是1，那么所有电传操纵的扰流板428-442(1-8)都缩回到零度。
对称的扰流板偏转命令426可以与来自操纵杆402的操纵轮448的非对称的扰流板偏转命令446求和，以便在存在DLC命令414的情况下保持操纵轮命令的不同扰流板偏转的翻转控制能力。
DLC系统400提供了一种在升降舵失灵的情况下控制装备有电传操纵的机翼后缘扰流板(诸如电传操纵的扰流板428-442)的飞机422的简单、低成本的替代装置。DLC系统400避免了与通常使用的现有系统相关联的成本。现有系统包含具有允许飞行员充分控制飞机的足够响应性的安定面配平系统和多余的俯仰姿态控制系统。不像现有系统，DLC系统400提供了一种被配置为使得飞行员能够在执行没有任何升降舵和/或控制短周期俯仰的其他装置的情况下执行进场以及着陆任务的DLC系统。
图5是示例性流程图的图示说明，示出了根据本公开的实施例的DLC配置过程500。与过程500相配合所执行的各种任务可以由软件、硬件、固件、计算机可读软件、计算机可读存储介质或其任意组合机械地执行。应当认识到，过程500可以包括任何数量的另外的或可替代的任务，图5所示的任务不必以图示的顺序执行，并且过程500可以被合并为具有没有在本文中详细地描述的另外功能性的更综合的步骤或过程。
为了图示说明的目的，过程500的以下描述会涉及以上结合图1-4提到的元件。在实际的实施例中，过程500的某些部分可以由系统300和DLC系统400的不同元件执行，诸如：运载工具302、DLC系统304、致动器310、控制器312、操纵杆402、力传感器408、杆力信号整形函数412、扰流板DLC调度416、电传操纵的扰流板428-442等。应当认识到，过程500可以包括任何数量的另外的或可替代的任务，图5所示的任务不必以图示的顺序执行，并且过程500可以被合并为具有没有在本文中详细地描述的另外功能性的更综合的步骤或过程。
过程500可以通过提供多个电传操纵的控制表面(诸如DLC控制表面306)开始(任务502)。
过程500可以通过调度电传操纵的控制表面的电传操纵的控制表面偏转命令继续(任务504)。
过程500可以通过基于电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节运载工具(诸如运载工具302)的流体动力升力而继续(任务506)。短周期俯仰控制可以包含，例如但不限于，升降舵、安定面、水平尾翼、配平片或其他装置。
过程500可以通过提供包含飞机(诸如飞机422)的运载工具302、包含电传操纵的扰流板(诸如电传操纵的扰流板428-442(1-8))的电传操纵的控制表面和包含电传操纵的扰流板偏转命令(诸如电传操纵的扰流板偏转命令426)的电传操纵的控制表面偏转命令而继续(任务508)。
过程500可以通过将电传操纵的扰流板428-442(1-8)耦接至机翼(诸如飞机422的机翼420)继续(任务510)。
过程500可以通过响应于接收到杆力(诸如来自操纵杆402的杆力406)而从位于操纵杆(诸如飞机422的操纵杆402)上的力传感器(诸如力传感器408)产生力传感器信号(诸如力传感器信号410)而继续(任务512)。
过程500可以通过整形力传感器信号410以便提供直接升力命令(诸如直接升力控制命令414)从而保持经由杆力406而施加的相同的飞行动作以利用通过短周期俯仰控制作用的直接升力系统(诸如DLC系统304/400)拉平飞机，由此缓解飞行训练而继续(任务514)。
过程500可以通过调度电传操纵的扰流板偏转命令426使得飞机422的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振而继续(任务516)。
过程500可以通过在升降舵失灵的情况下基于电传操纵的扰流板偏转命令426通过对称地致动电传操纵的扰流板428-442(1-8)来配置直接升力控制系统304/400而继续(任务518)。
过程500可以通过在没有使用短周期俯仰控制的情况下通过对称地致动电传操纵的扰流板428-442(1-8)来执行进场以及着陆而继续(任务520)。
图6是示例性流程图的图示说明，示出了根据本公开的实施例的用于操作包含DLC系统的运载工具控制系统的过程600。与过程600相配合执行的各种任务可以由软件、硬件、固件、计算机可读软件、计算机可读存储介质或其任意组合机械地执行。应当认识到，过程600可以包括任何数量的另外的或可替代的任务，图6所示的任务不必以图示的顺序执行，并且过程600可以被合并为具有没有在本文中详细地描述的另外功能性的更综合的步骤或过程。
为了图示说明的目的，过程600的以下描述会涉及以上结合图1-4提到的元件。在实际的实施例中，过程600的某些部分可以由系统300和DLC系统400的不同元件执行，诸如：运载工具302、DLC系统304、致动器310、控制器312、操纵杆402、力传感器408、杆力信号整形函数412、扰流板DLC调度416、电传操纵的扰流板428-442等。应当认识到，过程600可以包括任何数量的另外的或可替代的任务，图6所示的任务不必以图示的顺序执行，并且过程600可以被合并为具有没有在本文中详细地描述的另外功能性的更综合的步骤或过程。
过程600可以通过在升降舵失灵的情况下激活包含电传操纵的扰流板(诸如电传操纵的扰流板428-442(1-8))的直接升力控制系统(诸如直接升力控制系统304/400)而继续(任务602)。
过程600可以通过响应于接收到杆力(诸如来自操纵杆402的杆力406)而从位于飞机(诸如飞机422)的操纵杆(诸如操纵杆402)上的力传感器(诸如力传感器408)产生力传感器信号(诸如力传感器信号410)而继续(任务604)。
过程600可以通过整形力传感器信号410以便提供直接升力命令(诸如直接升力控制命令414)从而保持经由杆力406而施加的基本相同的飞行动作以利用通过短周期俯仰控制作用的直接升力系统拉平飞机，由此缓解飞行训练而继续(任务606)。
过程600可以通过基于直接升力控制命令414提供电传操纵的扰流板直接升力控制调度(诸如电传操纵的扰流板直接升力控制调度416)而继续(任务608)。
过程600可以通过基于直接升力控制命令414调度电传操纵的扰流板偏转命令(诸如电传操纵的扰流板偏转命令426)，使得飞机的空气动力升力的变化被充分最大化并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振而继续(任务610)。
过程600可以通过产生电传操纵的扰流板偏转命令426而继续(任务612)。
过程600可以通过基于电传操纵的扰流板偏转命令426对称地致动电传操纵的扰流板428-442(1-8)来执行进场以及着陆，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节飞机422的空气动力升力而继续(任务614)。
以此方式，本公开的实施例提供了一种在升降舵失灵的情况下控制装备有电传操纵的机翼后缘扰流板的飞机的简单、低成本的替代装置。不像现有方案，本公开的实施例提供了一种被配置为使得飞行员能够在没有任何升降舵和/或控制短周期俯仰的其他装置的情况下执行进场以及着陆任务的DLC系统。
虽然已经在前面具体实施方式中介绍了示例实施例，但应当理解存在大量的变化。还应当认识到，本文所描述的一个或多个示例实施例不意在以任何方式限制主题的范围、应用或结构。相反，前面具体实施方式将为本领域技术人员实施所描述的一个或多个实施例提供了便利的说明。应当理解，在不违背权利要求所限定的范围的情况下，可对元件的功能和布置做出各种修改，其包括在提交本专利申请期间所知的等同物和可预知的等同物。
以上描述涉及“被连接”或“被耦接”在一起的元件或结点或特征。正如在本文中所使用的，除非另作其他明确说明，“被连接”是指一个元件/结点/特征被直接接合到(或直接地连通到)另一个元件/结点/特征，且不一定是机械地。同样，除非另作明确说明，“被耦接”是指一个元件/结点/特征被直接或间接地接合到(或直接地或间接地连通到)另一个元件/结点/特征，且不一定是机械地。因此，尽管图3-6描述了元件的示例布置，但在本公开的一个实施例中可以存在另外介入的元件、装置、特征或部件。
在此文件中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”、“计算机可读存储介质”等一般可以用于指代诸如存储器、存储装置或存储单元的介质。这些和其他形式的计算机可读介质可以涉及存储一个或更多个指令，以便由处理器模块314使用，从而引起处理器模块314执行具体的操作。这类指令一般被称为“计算机程序代码”或“程序代码”(其可以计算机程序的形式或其他分组形式进行分组)，当被执行时，启用系统300和DLC系统400。
在此文件中使用的术语和短语及其变体，除非另作明确说明，应当被理解为开放式的而不是限制的表达。正如前文的示例：术语“包括”应当被解读为“包括，但不局限于”或相似的意义；术语“示例”被用来提供讨论中项目的示例性实例，不是其详尽的或限制性的列表；以及诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”和相似意义的形容词，不应被理解为限制到特定时间段被描述的项目或截至特定时间可用的项目，反而应被解读为包括现在或者将来任意时刻可用的或已知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。
同样，与连接词“和”连接的一组项目不应被解读为需要这些项目中的每一项都存在于组中，反而应被解读为“和/或”，除非另作其他明确说明。类似地，与连接词“或”连接的一组项目不应被解读为需要在组中相互排斥，反而应被理解为“和/或”，除非另作其他明确说明。此外，尽管本公开的项目、元件或部件可以以单数形式被说明或被要求保护，但是复数形式也被考虑到其范围内，除非明确说明对单数的限制。
诸如“一个或更多个”、“至少”、“但不限于”或其它相似的短语等的加宽词汇或短语的出现，不应被解读为意味着在没有这样的加宽短语出现的实施例中较狭义的示例是有意的或必须的。当指代数值或范围时，术语“大约”意图包括由于可能在进行测量时引起的实验误差而导致的值。
正如在本文中所使用的，除非另作其他明确说明，“可操作的”是指能够被使用、适合或准备用或运行、可用于具体目的，以及能够执行本文中所描述的列举的或期望的功能。与系统和装置有关的术语“可操作的”是指系统和/或装置是完全可用的和已校准的，包含用于和满足应用操作条件的元件以当系统和/或装置被激活时执行列举的功能。

Claims (14)

1.一种运载工具的直接升力控制系统，其包含：
多个电传操纵的控制表面；
控制表面直接升力控制调度，其可操作为产生多个电传操纵的控制偏转命令；和
致动器，其可操作为基于所述电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动所述电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节所述运载工具的流体动力升力。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述运载工具包含飞机，所述电传操纵的控制表面包含电传操纵的扰流板，所述电传操纵的控制表面偏转命令包含电传操纵的扰流板偏转命令，并且所述控制表面直接升力控制调度包含电传操纵的扰流板直接升力控制调度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述电传操纵的扰流板被耦接至所述飞机的机翼。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述电传操纵的扰流板可操作为致动使得在升降舵失灵的情况下配置所述直接升力控制系统。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述电传操纵的扰流板被致动使得在没有所述短周期俯仰控制的情况下执行进场以及着陆。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述短周期俯仰控制包含选自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的组中的至少一个控制表面。
7.一种用于配置运载工具的直接升力控制系统的方法，其包含：
提供多个电传操纵的控制表面；
调度所述电传操纵的控制表面的多个电传操纵的控制表面偏转命令；以及
基于所述电传操纵的控制表面偏转命令对称地致动所述电传操纵的控制表面，使得在没有使用短周期俯仰控制的情况下调节所述运载工具的流体动力升力。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包含提供：包含飞机的所述运载工具、包含多个电传操纵的扰流板的所述电传操纵的控制表面和包含多个电传操纵的扰流板偏转命令的所述电传操纵的控制表面偏转命令。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包含，将所述电传操纵的扰流板耦接至所述飞机的机翼。
10.根据权利要求8所述的方法，其还包含：
响应于接收到来自操纵杆的杆力，从位于所述飞机的所述操纵杆上的力传感器产生力传感器信号；以及
整形所述力传感器信号，以便提供直接升力命令，从而保持经由所述杆力而施加的基本相同的飞行动作，以利用通过所述短周期俯仰控制作用的所述直接升力系统来拉平，由此缓解飞行训练。
11.根据权利要求8所述的方法，其还包含，调度所述电传操纵的扰流板偏转命令，使得所述飞机的空气动力升力的变化被充分最大化，并且确保不产生不利的俯仰力矩并充分最小化尾翼抖振。
12.根据权利要求8所述的方法，在升降舵失灵的情况下基于所述电传操纵的扰流板偏转命令通过对称地致动所述电传操纵的扰流板来配置所述直接升力控制系统。
13.根据权利要求8所述的方法，其还包含，在没有使用所述短周期俯仰控制的情况下，通过对称地致动所述电传操纵的扰流板来执行进场以及着陆。
14.根据权利要求7所述的方法，其中所述短周期俯仰控制包含选自包含升降舵、安定面、水平尾翼和配平片的组中的至少一个控制表面。
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