CN108693886B - 用于旋翼飞行器的飞行控制系统计算机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种默认的处于止动垂直速度/高度保持。旋翼飞行器包括：飞行控制计算机(FCC)，其向旋翼飞行器提供垂直速度保持；总距控制装置；以及总距配平马达，其连接至总距控制装置。总距配平马达根据总距设置命令来移动总距控制装置，所述总距设置命令由FCC根据目标垂直速度并且在FCC确定总距控制装置处于止动时生成。总距位置传感器连接至总距控制装置。总距位置传感器生成指示总距控制装置的位置的总距位置信号，并且将该总距位置信号发送至FCC。飞行控制设备响应于从FCC接收到的飞行控制设备控制信号来控制旋翼飞行器的飞行参数。FCC根据总距位置信号来生成飞行控制设备控制信号，并且将该飞行控制设备控制信号发送至飞行控制设备。

Description

用于旋翼飞行器的飞行控制系统计算机及其操作方法

技术领域

本发明大体上涉及用于旋翼飞行器中的自动飞行控制的系统和方法，并且在特定实施方式中，涉及用于旋翼飞行器的默认垂直速度保持或高度保持的系统和方法。

背景技术

旋翼飞行器可以包括包含一个或更多个主旋翼系统的一个或更多个旋翼系统。主旋翼系统产生气动升力以支撑飞行中的旋翼飞行器的重量，并且产生推力以移动旋翼飞行器向前飞行。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以在与主旋翼系统的旋转相同的方向上产生推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩效应。为了旋翼飞行器平稳且有效的飞行，飞行员平衡引擎功率、主旋翼集体推力、主旋翼循环推力和尾旋翼推力，并且控制系统可以辅助飞行员稳定旋翼飞行器并且减少飞行员工作负担。

发明内容

一种实施方式旋翼飞行器，包括：飞行控制计算机(FCC)，其能够进行操作以向旋翼飞行器提供垂直速度保持；总距控制装置；以及总距配平马达，其连接至总距控制装置并且与FCC进行信号通信。总距配平马达能够进行操作以根据总距设置命令来移动总距控制装置，所述总距设置命令由用于提供垂直速度保持的FCC根据目标垂直速度并且响应于FCC确定总距控制装置处于止动而生成。旋翼飞行器还包括：总距位置传感器，其连接至总距控制装置并且与FCC进行信号通信，其中，总距位置传感器能够进行操作以生成指示总距控制装置的位置的总距位置信号，并且将总距位置信号发送至FCC。一个或更多个飞行控制设备连接至FCC并且能够进行操作以响应于从FCC接收到的飞行控制设备控制信号来控制旋翼飞行器的飞行参数。FCC能够进行操作以根据总距位置信号来生成飞行控制设备控制信号，并且将飞行控制设备控制信号发送至一个或更多个飞行控制设备。

一种用于旋翼飞行器的实施方式飞行控制系统计算机(FCC)，包括处理器和存储有要由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述程序包括用于提供垂直速度保持的指令。用于提供垂直速度保持的指令包括用于以下操作的指令：响应于旋翼飞行器的飞行员控制装置处于止动状态来确定旋翼飞行器的目标垂直速度；根据目标垂直速度并且响应于旋翼飞行器的一个或更多个飞行员控制装置中的一个飞行员控制装置处于止动状态来控制一个或更多个飞行员控制装置的定位；以及根据一个或更多个飞行员控制装置的定位来控制旋翼飞行器的一个或更多个飞行控制设备。

一种实施方式方法，包括：由旋翼飞行器的飞行控制计算机(FCC)监测飞行员控制装置的止动状态，其中，处于止动状态指示飞行员已经释放了对飞行员控制装置的控制；由FCC响应于检测到处于止动状态来确定目标垂直速度；根据目标垂直速度来确定至少一个飞行控制设置；以及由FCC通过根据飞行控制设置控制旋翼飞行器的飞行控制设备来执行垂直速度保持。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器；

图2示出了根据一些实施方式的用于旋翼飞行器的线传飞控(fly-by-wire)飞行控制系统；

图3代表性地示出了根据一些实施方式的三环飞行控制系统201；

图4是示出根据一些实施方式的执行垂直速度保持的方法的流程图；

图5是示出根据一些实施方式的使用垂直速度保持的飞行轮廓的图；以及

图6是示出根据一些实施方式的使用垂直速度保持和多个目标垂直速度的飞行轮廓的图。

具体实施方式

下面描述本公开内容的系统和方法的说明性实施方式。为清楚起见，可能未必在本说明书中描述实际实现方式的所有特征。当然，将要理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，可以做出许多特定于实现方式的决策以实现开发者的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的约束，这将随实现方式的不同而不同。此外，应该理解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员而言仍然是常规任务。

在本文中，在描绘附图中的设备时，可以参考各个部件之间的空间关系以及部件的各个方面的空间定向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本公开内容之后将会认识到的，本文所描述的设备、构件、装置等可以以任何期望的定向来定位。因此，由于本文中描述的设备可以以任何期望的方向定向，因此使用诸如“在…上方”、“在…下方”、“上”、“下”的术语或其他类似术语来描述各个部件之间的空间关系或描述这些部件的各方面的空间定向应当分别被理解成描述部件之间的相对关系或这些部件的各方面的空间定向。

越来越多地使用旋翼飞行器(特别是用于商业应用和工业应用)导致了更大更复杂的旋翼飞行器的发展。然而，随着旋翼飞行器变得越来越大并且越来越复杂，飞行的旋翼飞行器与固定翼飞行器之间的差异也越来越明显。由于旋翼飞行器使用一个或更多个主旋翼来同时提供升力、控制姿态、控制高度并且提供横向或位置移动，因此不同的飞行参数和控制装置彼此紧密地耦合，这是因为主旋翼的空气动力特性影响每个控制装置和运动轴。例如，旋翼飞行器在巡航速度或高速下的飞行特性可能与在悬停时或相对较低速度下的飞行特性显著不同。另外，针对主旋翼上的不同轴的不同飞行控制输入(例如周期距(cyclic)输入或总距(collective)输入)影响旋翼飞行器的其他飞行控制装置或飞行特性。例如，使旋翼飞行器的机头向前俯仰来增加前进速度将通常导致旋翼飞行器高度降低。在这种情况下，可以增加总距来保持水平飞行，但是总距的增加需要在主旋翼处的动力增加，这又需要来自尾旋翼的额外的反扭矩力。这与固定翼系统形成对比，在固定翼系统中，控制输入较少彼此密切关联并且不同速度机制下的飞行特性彼此比较密切相关。

近来，在旋翼飞行器中已经引入了线传飞控(FBW)系统，以辅助飞行员稳定地驾驶旋翼飞行器并且减轻飞行员的工作负担。FBW系统在不同飞行机制下可以针对周期距、踏板或总距控制输入来提供不同的控制特性或响应，并且可以通过将物理飞行特性解耦来提供稳定性辅助或增强，使得飞行员免于需要补偿发给旋翼飞行器的一些飞行命令。FBW系统可以在布置在飞行员控制装置与飞行控制系统之间的一个或更多个飞行控制计算机(FCC)中实现，从而向飞行控制装置提供校正，这帮助更有效地操作旋翼飞行器或使旋翼飞行器进入稳定飞行模式同时仍允许飞行员改写FBW控制输入。例如，旋翼飞行器中的FBW系统可以自动地调整由引擎输出的功率以匹配总距控制输入、在周期距控制输入期间应用总距或功率校正、提供一个或更多个飞行控制过程的自动化、提供默认或建议的控制定位等。

用于旋翼飞行器的FBW系统必须针对FBW系统控制的飞行参数提供稳定的飞行特性，同时允许飞行员改写或调整由FBW系统建议的任何建议飞行参数。另外，在向旋翼飞行器飞行提供增强的控制和自动化功能时，FBW系统必须保持直观且易于飞行员使用飞行控制系统。因此，FBW系统调整飞行员的飞行控制装置，使得控制装置处于与相关飞行参数相关联的位置。例如，FBW系统可以调整总距杆以提供建议的或FBW系统控制的飞行参数，并且所述参数反映总距或功率设置。因此，当飞行员释放总距杆并且FBW系统提供总距控制命令时，总距杆与实际功率或总距设置有关地直观定位，使得当飞行员抓住总距杆以重新控制时，控制杆被定位在飞行员预计杆针对主旋翼的实际总距设置要被定位的位置处。类似地，FBW系统使用周期距杆来例如调整飞行路径的湍流、漂移或其他干扰，并且可以在FBW系统补偿周期距控制时移动周期距杆。因此，当飞行员抓住周期距杆以从FBW系统取得对飞行的控制时，周期距杆被定位成反映实际的周期距设置。

本文呈现的系统的实施方式意在提供用于垂直速度保持或者默认垂直速度的系统和方法。旋翼飞行器的飞行控制系统提供了下述子系统，该子系统自动确定飞行员是否正在控制总距控制装置，并且当飞行员不是正在控制总距控制装置时，自动使旋翼飞行器以所选择垂直速度或默认垂直速度飞行或者保持所选择垂直速度或默认垂直速度。垂直速度保持允许飞行员通过操纵总距杆或飞行员控制装置来达到期望的垂直速度，然后设置垂直速度保持以在没有飞行员干预的情况下保持所选择垂直速度。当飞行控制系统“处于止动”即当飞行控制系统检测到飞行员没有正在输入任何命令时，飞行控制系统保持垂直速度。设置默认垂直速度通过减少监测引擎或垂直速度仪表的需要而减少了飞行员工作负担并且允许飞行员集中精力于“风挡(windshield)之外”。此外，垂直速度保持系统持续监测和调整垂直速度，以通过补偿飞行路径干扰例如风或湍流来保持所选择垂直速度。垂直速度保持系统可以归零，或者被设置为零垂直速度，使得旋翼飞行器在没有飞行员干预的情况下保持水平飞行。飞行员可以通过抓住相关的飞行员控制装置或者输入垂直速度命令来改写垂直速度保持的默认垂直速度或所选择垂直速度而使飞行控制系统或一个或更多个飞行员控制装置脱离止动(OOD)。一旦飞行员释放了总距杆并且飞行控制系统处于止动(ID)，则飞行控制系统应用先前设置的垂直速度保持并且通过将总距自动调整至所需位置来使旋翼飞行器以所保持的垂直速度移动。因此，飞行员可以针对垂直速度保持来选择垂直速度，并且可以在任何时候改写垂直速度保持。

图1示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器101。旋翼飞行器101具有主旋翼系统103，该主旋翼系统103包括多个主旋翼桨叶105。每个主旋翼桨叶105的俯仰可以由斜盘107控制，以选择性地控制旋翼飞行器101的姿态、高度和运动。可以使用斜盘107来集体地和/或循环地改变主旋翼桨叶105的俯仰。旋翼飞行器101还具有反扭矩系统，该反扭矩系统可以包括尾旋翼109、无尾旋翼(NOTAR)或双主旋翼系统。在具有尾旋翼109的旋翼飞行器中，每个尾旋翼桨叶111的俯仰被集体地改变，以改变反扭矩系统的推力，从而提供对旋翼飞行器101的方向控制。尾旋翼桨叶111的俯仰由一个或更多个尾旋翼致动器改变。在一些实施方式中，FBW系统向尾旋翼致动器或主旋翼致动器发送电信号以控制旋翼飞行器的飞行。

由引擎115向主旋翼系统103和反扭矩系统提供动力。可以存在一个或更多个引擎115，所述一个或更多个引擎115可以根据来自FBW系统的信号来控制。引擎115的输出被提供至驱动轴117，该驱动轴117分别通过主旋翼传动装置119和尾旋翼传动装置机械地和可操作地耦接至旋翼系统103和反扭矩系统。

旋翼飞行器101还包括机身125和尾部123。尾部123可以具有用于控制或稳定旋翼飞行器101的飞行的其他飞行控制设备，例如水平或垂直稳定器、舵、升降舵(elevator)或其他控制装置或稳定面。机身125包括驾驶舱127，驾驶舱127包括显示器、控制装置和仪器。应该理解，虽然旋翼飞行器101被描绘为具有某些示出的特征，但是旋翼飞行器101还可以具有各种特定于实现方式的配置。例如，在一些实施方式中，如所示出的，驾驶舱127被配置成容纳飞行员或者飞行员和副飞行员。然而，还设想，旋翼飞行器101可以被远程操作，在这种情况下，驾驶舱127可以被配置为全功能驾驶舱以容纳飞行员(并且可能还有副飞行员)从而提供更大的使用灵活性，或者可以被配置有具有有限功能的驾驶舱(例如，仅容纳一个人的驾驶舱，这一个人将充当也许与远程副飞行员一起进行操作的飞行员，或者这一个人将充当副飞行员或后备飞行员，其中远程执行主驾驶功能)。在其他设想的实施方式中，旋翼飞行器101可以被配置为无人交通工具，在这种情况下，可以完全取消驾驶舱127以节省空间和成本。

图2示出了根据一些实施方式的用于旋翼飞行器的线传飞控飞行控制系统201。飞行员可以操纵一个或更多个飞行员飞行控制装置以控制旋翼飞行器的飞行。飞行员飞行控制装置可以包括手动控制装置，例如周期距控制组件217中的周期距杆231、总距控制组件219中的总距杆233以及踏板组件221中的踏板239。由飞行员向飞行员飞行控制装置提供的输入可以通过飞行控制系统201机械地和/或电子地(例如，经由FBW飞行控制系统)发送至飞行控制设备。飞行控制设备可以表示能够进行操作以改变旋翼飞行器的飞行特性的设备。作为示例，旋翼飞行器上的飞行控制设备可以包括能够进行操作以改变主旋翼桨叶105和尾旋翼桨叶111的位置或迎角(angle of attack)或者改变引擎115的功率输出的机械和/或电气系统。飞行控制设备包括诸如斜盘107、尾旋翼致动器113的系统以及能够进行操作以控制引擎115的系统。飞行控制系统201可以独立于机组人员来调整飞行控制设备，以使旋翼飞行器稳定、减少机组人员的工作负担等。飞行控制系统201包括：集体地调整飞行控制设备的飞行器传感器207、飞行控制计算机205以及引擎控制计算机(engine controlcomputer，ECCU)203。

飞行控制系统201具有一个或更多个FCC 205。在一些实施方式中，提供多个FCC205以用于冗余。FCC 205内的一个或更多个模块可以部分地或全部地体现为用于执行本文描述的任何功能的软件和/或硬件。在飞行控制系统201是FBW飞行控制系统的实施方式中，FCC 205可以分析飞行员输入，并且向ECCU 203、尾旋翼致动器113和/或用于斜盘107的致动器发送相应的命令。此外，FCC 205被配置并且通过与飞行员飞行控制装置中的每一个相关联的传感器来接收来自飞行员控制装置的输入命令。通过测量飞行员控制装置的位置来接收输入命令。FCC 205还对飞行员控制装置控制触觉提示命令，或者在例如仪表板241上的仪器中显示信息。

ECCU 203控制引擎115。例如，ECCU 203可以改变引擎115的输出功率以控制主旋翼桨叶或尾旋翼桨叶的旋转速度。ECCU 203可以根据来自FCC 205的命令来控制引擎115的输出功率，或者可以基于反馈例如主旋翼桨叶的测量的每分钟转数(RPM)来控制引擎115的输出功率。

飞行器传感器207与FCC 205通信。飞行器传感器207可以包括用于测量各种旋翼飞行器系统、飞行参数、环境状况等的传感器。例如，飞行器传感器207可以包括：用于测量空速、高度、姿态、位置、定向、温度、空速、垂直速度等的传感器。其他传感器207可以包括依赖于源自旋翼飞行器外部的数据或信号的传感器，例如全球定位系统(GPS)传感器、VHF全向范围传感器、仪表着陆系统(ILS)等。

周期距控制组件217连接至周期距配平组件229，周期距配平组件229具有：一个或更多个周期距位置传感器211、一个或更多个周期距止动传感器235以及一个或更多个周期距致动器或周期距配平马达209。周期距位置传感器211测量周期距控制杆231的位置。在一些实施方式中，周期距控制杆231是沿两个轴移动并且允许飞行员控制俯仰和滚转的单个控制杆，俯仰是旋翼飞行器的机头的垂直角度(vertical angle)，滚转是旋翼飞行器的左右摆动(side-to-side)角度。在一些实施方式中，周期距控制组件217具有分开测量滚转和俯仰的单独的周期距位置传感器211。用于检测滚转和俯仰的周期距位置传感器211分别生成滚转信号和俯仰信号(有时分别被称为周期距经度信号和周期距纬度信号)，滚转信号和俯仰信号被发送至FCC 205，FCC 205控制斜盘107、引擎115、尾旋翼109或相关的飞行控制设备。

周期距配平马达209连接至FCC 205，并且从FCC 205接收信号以使周期距控制杆231移动。在一些实施方式中，FCC 205根据以下项中的一个或更多个来确定对周期距杆231的建议的周期距杆位置：总距杆位置、踏板位置、旋翼飞行器的速度、高度和姿态、引擎每分钟转数(RPM)、引擎温度、主旋翼RPM、引擎扭矩或者其他旋翼飞行器系统状况或飞行状况。建议的周期距杆位置是由FCC 205确定以产生期望的周期距动作的位置。在一些实施方式中，FCC 205向周期距配平马达209发送指示建议的周期距杆位置的建议的周期距杆位置信号。虽然FCC 205可以命令周期距配平马达209将周期距杆231移动至特定位置(这又将相应地驱动与斜盘107相关联的致动器)，但是周期距位置传感器211检测由周期距配平马达206设置的或由飞行员输入的周期距杆231的实际位置，从而允许飞行员改写建议的周期距杆位置。周期距配平马达209连接至周期距杆231，使得在配平马达正在驱动周期距杆231的同时，飞行员可以移动周期距杆231，以改写建议的周期距杆位置。因此，在一些实施方式中，FCC 205从周期距位置传感器211接收指示实际周期距杆位置的信号，并且不依赖于建议的周期距杆位置来命令斜盘107。

类似于周期距控制组件217，总距控制组件219连接至总距配平组件225，总距配平组件225具有：一个或更多个总距位置传感器215、一个或更多个总距止动传感器237以及一个或更多个总距致动器或总距配平马达213。总距位置传感器215测量总距控制组件219中的总距控制杆233的位置。在一些实施方式中，总距控制杆233是沿着单个轴移动或者具有杠杆式动作的单个控制杆。总距位置传感器215检测总距控制杆233的位置，并且将总距位置信号发送至FCC 205，FCC 205根据总距位置信号来控制引擎115、斜盘致动器或相关的飞行控制设备，以控制旋翼飞行器的垂直运动。在一些实施方式中，FCC 205可以向ECCU 203发送功率命令信号并且向主旋翼或斜盘致动器发送总距命令信号，使得主桨叶的迎角集体升高或降低，并且引擎功率被设置为提供所需的功率以保持主旋翼RPM大致恒定。

总距配平马达213连接至FCC 205，并且从FCC 205接收信号以使总距控制杆233移动。类似于对建议的周期距杆位置的确定，在一些实施方式中，FCC 205根据以下项中的一个或更多个来确定对总距控制杆233的建议的总距杆位置：周期距杆位置、踏板位置、旋翼飞行器的速度、高度和姿态、引擎RPM、引擎温度、主旋翼RPM、引擎扭矩或者其他旋翼飞行器系统状况或飞行状况。FCC 205生成建议的总距杆位置，并且将相应的建议的总距杆信号发送至总距配平马达213，以将总距杆233移动至特定位置。总距位置传感器215检测由总距配平马达213设置的或由飞行员输入的总距杆233的实际位置，从而允许飞行员改写建议的总距杆位置。

踏板控制组件221具有测量踏板控制组件221中的踏板或其他输入元件的位置的一个或更多个踏板传感器227。在一些实施方式中，踏板控制组件221不含配平马达或致动器，并且可以具有在飞行员释放踏板时使踏板居中的机械返回元件。在其他实施方式中，踏板控制组件221具有根据来自FCC 205的信号将踏板驱动至建议的踏板位置的一个或更多个配平马达。踏板传感器227检测踏板239的位置并将踏板位置信号发送至FCC 205，FCC205控制尾旋翼109以使旋翼飞行器偏航或绕垂直轴旋转。

周期距配平马达209和总距配平马达213可以分别将周期距杆231和总距杆233驱动至建议的位置，但是该运动能力还可以用于向飞行员提供触觉提示。当飞行员正移动杆来指示特定状况时，配平马达209和213可以沿特定方向推动相应的杆。由于FBW系统将杆与一个或更多个飞行控制设备在机械上断开连接，因此飞行员可能不会感觉到与飞行控制组件机械地连接的杆中所固有的急停(hard stop)、振动或其他触觉提示。在一些实施方式中，FCC 205可以使配平马达209和213抵抗飞行员命令而推动，使得飞行员感觉到阻力，或者可以命令一个或更多个摩擦设备提供当飞行员移动杆时感觉到的摩擦。因此，FCC 205通过在杆上提供压力和/或摩擦来控制对杆的感觉。

另外，周期距控制组件217、总距控制组件219和/或踏板控制组件221可以各自具有确定飞行员是否正在操纵特定控制设备的一个或更多个止动传感器。例如，周期距控制组件217可以具有确定飞行员正握持周期距杆231的周期距止动传感器235，而总距控制组件219具有确定飞行员是否正握持总距杆233的总距止动传感器237。这些止动传感器235、237检测由飞行员输入引起的相应控制杆的运动和/或位置，而不是由来自FCC 205的命令、旋翼飞行器振动等引起的运动和/或位置，并且向FCC 205提供指示这样的情况的反馈信号。当FCC 205检测到飞行员控制着或者正在操纵特定控制装置时，FCC 205可以确定该杆脱离止动(out-of-detent，OOD)。类似地，当来自止动传感器的信号向FCC 205指示飞行员已经释放了特定杆时，FCC可以确定杆处于止动(in-detent，ID)。FCC 205可以基于特定杆或飞行员控制装置的止动状态来向一个或更多个飞行系统提供不同的默认控制或自动化命令。

止动传感器235和237连接至相应的配平马达209和213与相应的杆231和233之间的传动系(drivetrain)或传动装置。在一些实施方式中，止动传感器235和237与位置传感器211和215分开。止动传感器235和237可以参考它们正在测量的杆或轴，使得它们与相应的杆231和233一起移动。因此，当相应的配平马达209和213移动相应的杆231和233时，止动传感器235和237也被移动。因此，止动传感器235和237不需要考虑由配平马达213和209引起的杆231和233的移动，并且测量仅由飞行员引起的移动。止动传感器235和237确定相应的杆231和233相对于相应的配平马达209和213的输出位置的位置，而相应的位置传感器211和215测量相应的杆231和233的绝对位置。在其他实施方式中，止动传感器235和237可以是确定实际杆位置与建议的杆位置的差异的系统，所述差异指示飞行员已经从建议的杆位置移动了相应的杆231和233。止动传感器235和237可以测量机械元件例如弹簧的位移、压缩或挠曲，或者可以测量与相应的配平马达209和213的输出轴或输出控制装置相比的杆231和233的位置的差异。因此，止动传感器235和237可以各自生成指示杆位置与建议的位置或由相应的配平马达209和213驱动的位置之间的差异的止动检测信号。如果杆位置与建议的位置或由配平马达209和213驱动的位置之间的差异大于阈值，则FCC 205可以确定飞行员正在输入命令或以其他方式控制杆231和233。在其他实施方式中，止动传感器235和237可以是布置在杆231和233中的一个或更多个中的、检测飞行员的手与相应的杆231和233接触的压力传感器、接触式传感器、电容传感器或其他类型的传感器。

当FCC 205检测到飞行员控制或者正在操纵特定控制装置时，FCC 205可以确定杆231和233脱离止动(OOD)。当FCC 205检测到飞行员已经释放了特定杆231和233时，FCC 205确定杆231和233处于止动(ID)。FCC 205可以基于特定杆231和233或飞行员控制装置的止动状态来向一个或更多个飞行系统提供不同的默认控制或自动化命令。

在实施方式中，当总距杆233处于ID时，FCC 205提供垂直速度保持能力。垂直速度保持是FCC 205使旋翼飞行器默认为选择的垂直速度(例如1000英尺每分钟(fpm)上升、300fpm下降或者甚至零垂直速度)的状况。在一些实施方式中，飞行员可以设置垂直速度，并且释放总距杆233。FCC 205确定总距杆233已经进入ID并且将控制引擎115和主旋翼103以保持选择的垂直速度。当FCC 205确定由于飞行员重新确认(reassert)对总距杆233的控制而导致总距杆233进入OOD时，FCC 205对由飞行员在总距杆233上输入的命令作出反应，这允许飞行员改写默认或选择的垂直速度。当飞行员再次释放总距杆233时，FCC 205确定总距杆233已经再次进入ID，并且将使旋翼飞行器返回至由飞行员选择的先前垂直速度或者保持当前垂直速度。在一些实施方式中，选择的垂直速度是可以由飞行员重置的默认垂直速度。例如，在启动时，可以将默认垂直速度设置为零fpm或者水平飞行。因此，当飞行员起飞时，由FCC 205保持的垂直速度是零fpm的默认速度，直到新的垂直速度被选择为止。

在一些实施方式中，用于垂直速度保持的垂直速度可以由飞行员通过例如拨动开关、按钮等、在总距杆233上、在仪器操纵台上、通过显示器或者在另外的控制装置上进行选择。在特定且非限制性实施方式中，飞行员可以按压布置在总距杆233的面上的力配平释放(FTR)按钮，以将用于垂直速度保持的选择的垂直速度设置为旋翼飞行器的当前垂直速度。因此，飞行员可以使旋翼飞行器以特定垂直速度飞行，使用FTR按钮来选择用于垂直速度保持的该垂直速度，然后释放总距杆233，使得FCC 205检测到总距杆233处于ID并且保持垂直速度直到飞行员重新控制总距杆233为止。在其他实施方式中，飞行员可以通过将期望的垂直速度输入到飞行指引仪系统、自动驾驶仪系统、专用垂直速度保持系统等中来指示选择的垂直保持速度。此外，在一些实施方式中，FCC 205可以在仪表板241上指示已经选择了用于垂直速度保持的非默认垂直速度，或者指示选择的垂直速度。

在一些实施方式中，FCC 205可以具有关于改写默认或所保持的垂直速度的应用的高度或其他飞行参数的阈值或限制。例如，FCC 205可以实施最小和/或最大高度或地平面以上(AGL)高度以应用所保持的垂直速度，使得旋翼飞行器不在实用升限(serviceceiling)以上飞行或者不能太接近地面飞行。在一些实施方式中，当总距参数或其他旋翼飞行器操作参数在正常操作范围内时，FCC 205可以允许设置垂直速度保持。在这样的实施方式中，FCC 205可以将先前选择的垂直速度作为主动选择的垂直速度保持，直到容许的垂直速度被选择为止。例如，当旋翼飞行器总距在正常范围内例如在连续的功率范围内操作时，总距杆233上的FTR按钮可以进行操作以选择用于垂直速度保持的垂直速度。然而，如果飞行员驱动总距杆233经过正常操作范围进入过驱动范围或非连续操作范围例如最大起飞功率范围、总距过驱动范围等，则FCC 205可以将FTR分配至另一功能例如最大功率保持功能。因此，在一些实施方式中，对于垂直速度保持，FCC 205将不会接受超过预定范围的选择垂直速度，并且FTR按钮可以根据旋翼飞行器的飞行参数被用于多个功能。在另一示例中，如果飞行员通过操作旋翼飞行器超出预定的最大参数范围来过驱动引擎RPM、主旋翼RPM或者垂直速度，则FCC 205可以防止将垂直保持速度设置为超出对于任何飞行参数的最大容许范围。在其他实施方式中，设置所保持的垂直速度可以被限制于旋翼飞行器的正常操作范围。例如，当飞行员过驱动引擎RPM、旋翼RPM或总距设置时，飞行员在过驱动状况期间设置垂直速度可能导致FCC 205使用最大连续功率设置或最大连续垂直爬升速度而不是过驱动功率或总距设置。在这样的情况下，FCC 205可以将所保持的垂直速度设置为预定最大值，并且将杆看作处于OOD，使得当飞行员释放总距杆233时，FCC 205将垂直速度或旋翼飞行器操作参数减少至预定最大值。

FCC 205可以通过将总距杆233移动到与实现所保持的垂直速度所需的总距设置对应的位置来使旋翼飞行器实现所保持的垂直速度或所选择的垂直速度。因此，当飞行员重新占用(reengage)或控制总距杆233时，总距杆233被定位成使得飞行员直观地了解总距设置，并且总距杆233处于飞行员根据实际操作状况所期望的位置。例如，当FCC 205使旋翼飞行器保持零fpm垂直速度以进行水平飞行时，总距杆233将被定位在通常与水平飞行相关联的位置处。因此，可以使用具有零fpm垂直速度的垂直速度保持来有效地执行高度保持，并且当飞行员抓住总距杆233时，杆被定位在飞行员期望的地方。类似地，当FCC 205采用导致垂直爬升或者下降的所保持的垂直速度时，FCC 205将使总距杆233定位在与实际垂直速度相关联的并且与水平飞行相关联的位置不同的位置。

现在转到飞行控制系统201的操作方面，图3以高度示意性方式示出了飞行控制系统201可以将FBW功能实现为运行某些控制律(control law)的一系列相互关联的反馈环路的方式。图3代表性地示出了根据实施方式的三环飞行控制系统201。在一些实施方式中，三环飞行控制系统201的元件可以至少部分地由FCC 205来实现。然而，如图3所示，三环飞行控制系统201的部件(301、303、305、307)中的所有部件、一些部件或无部件可以位于旋翼飞行器100外部或远程处，并且通过网络连接309与机载设备通信。

图3的三环飞行控制系统201具有：飞行员输入端311、外环路313、速率(中)环路315、内环路317、解耦器319以及飞行器装置321(例如，对应于诸如斜盘107、尾旋翼传动装置212等的飞行控制设备、驱动飞行控制设备的致动器(未示出)、诸如飞行器传感器207、位置传感器211、215、止动传感器235、237等的传感器等)。

在图3的示例中，三环设计将内稳定化和速率反馈环路与外引导和跟踪环路分开。控制律结构主要将整体稳定化任务和减少飞行员工作负担的相关任务分配给内环路317。接下来，中环路315提供速率增强。外环路313集中于引导和跟踪任务。由于内环路317和速率环路315提供了大部分的稳定性，因此在外环路层面上需要较少的控制工作。如在图3中代表性地示出的，由于对于飞行稳定性来说外环路313的任务不是必需的，因此可以提供开关322以接通和断开外环路飞行增强。

在一些实施方式中，内环路317和速率环路315包括应用于滚转/俯仰/偏航三轴速率陀螺仪和加速度反馈传感器的一组增益和滤波器。内环路和速率环路二者都可以独立于各种外环路保持模式而保持有效。外环路313可以包括级联的环路层，所述环路层包括姿态环路、速度环路、位置环路、垂直速度环路、高度环路以及航向(heading)环路。根据一些实施方式，在所示的环路中运行的控制律使得能够解耦以其他方式耦合的飞行特性，这又可以提供更稳定的飞行特性和减少的飞行员工作负担。此外，外环路313可以允许某些高级别任务或飞行模式的自动化或半自动化操作，从而进一步减轻飞行员工作负担并且允许飞行员集中于其他事项，所述其他事项包括观察周围地形。

在一些实施方式中，可以在外环路313中实现或者控制垂直速度保持功能。垂直速度保持可以是在FCC 205上运行的软件，并且可以通过激活监测和调整垂直速度的状态机来使内环路317保持垂直速度。外环路313可以在飞行员输入端311例如总距杆处接收命令，并且确定所选择的垂直速度。在实施方式中，外环路313然后可以确定实现或者保持所选择的垂直速度所需的总距杆位置，并且使内环路317保持总距杆位置、发信号通知或发消息通知内环路317保持总距杆位置。在其他实施方式中，外环路313可以确定所选择的垂直速度，以及何时应该实现垂直速度保持，然后使内环路317和速率环路315保持所选择的垂直速度或所选择的总距杆位置。内环路317和速率环路315可以接收来自飞行器装置321例如传感器或者其他仪表的传感器数据，并且调整总距杆位置、总距设置和/或功率设置，以实现从外环路313接收到的垂直速度。因此，内环路317和速率环路315可以通过持续监测垂直速度并且调整飞行参数以保持所选择的垂直速度来校正上升气流、下降气流或其他风、周期距输入等。

图4是示出根据一些实施方式的执行垂直速度保持的方法401的流程图。首先，在块403中，飞行员可以设置目标垂直速度。FCC可以接收垂直速度选择指示或信号并且确定旋翼飞行器的当前垂直速度，并且将当前垂直速度用作所选择的垂直速度。

在块405中确定止动状态。在一些实施方式中，FCC可以监测来自总距止动传感器的信号，并且使用指示飞行员引起的移动或飞行员对总距杆的控制的信号来确定总距杆是处于ID还是OOD。在一些实施方式中，当FCC确定飞行员正在操作或控制总距杆时，FCC确定总距杆处于OOD并且在块407中执行通过总距杆发送的飞行员命令。在一些实施方式中，当FCC确定总距杆处于OOD时，FCC可以使配平马达停止将总距杆驱动至垂直速度保持位置。

当FCC确定总距杆处于ID时，这指示飞行员已经交出了对总距杆的控制，FCC可以应用垂直速度保持。在块409中通过接收或加载目标垂直速度来应用垂直速度保持。在一些实施方式中，当飞行员占用垂直速度保持开关或控制装置时，FCC通过使用旋翼飞行器的实际垂直速度来接收垂直速度。在一些实施方式中，FCC确定飞行员是否已经设置或选择了垂直速度，并且将所选择的垂直速度用作目标垂直速度。响应于确定飞行员尚未选择垂直速度或者已经清除了所选择的垂直速度，FCC可以使用预定垂直速度或默认垂直速度。因此，FCC可以通过从存储器加载所选择的垂直速度或者在飞行员尚未选择垂直速度的情况下从存储器加载默认垂直速度来确定目标垂直速度。

在块411中，FCC接收传感器值。在一些实施方式中，传感器值指示旋翼飞行器的垂直速度或者用于确定旋翼飞行器的垂直速度。例如，可以由FCC从使用外部空气压力的变化来确定垂直速度的压差传感器来接收垂直速度信号。在其他示例中，FCC可以根据由压差类型高度计指示的、来自测距仪类型高度计、来自惯性导航、GPS或其他传感器或仪表的高度变化来确定垂直速度。此外，FCC可以接收其他传感器值例如空速、高度、其他飞行或操作参数的引擎RPM。

在块413中，FCC将实际垂直速度与目标垂直速度进行比较，并且在块415中，FCC确定飞行员控制设置。在一些实施方式中，FCC确定实现目标垂直速度所需的总距控制设置和周期距控制设置。FCC可以使用所接收的传感器数据、所保存或计算的飞行或旋翼飞行器参数或者其他数据来确定飞行员控制设置。例如，FCC可以确定以旋翼飞行器的特定高度、姿态和空速实现目标垂直速度所需的总距设置。在一些实施方式中，FCC可以确定将通过例如平稳地增加垂直速度直到旋翼飞行器达到目标垂直速度为止来使旋翼飞行器平稳地转变至目标垂直速度的飞行员控制设置。在其他实施方式中，FCC可以使用来自其他飞行命令或参数的数据例如请求的引擎功率、与其他飞行命令相关联的期望的周期距设置或所需的总距设置，并且通过考虑其他飞行命令或参数来确定飞行员控制设置。例如，随着旋翼飞行器的机头向下俯仰以增加前进速度，旋翼飞行器趋于略微下降，并且为了保持或实现目标垂直速度，FCC可能需要比水平飞行所需的总距设置和功率设置更大的总距设置和功率设置。在另外的示例中，当旋翼飞行器的速度改变时，保持水平飞行或稳定的目标垂直速度所需的总距设置或功率设置改变，并且FCC可以根据周期距命令来确定当前前进速度或预期的前进速度，并且基于前进速度来设置总距。在一些实施方式中，FCC确定期望的总距设置，并且根据总距设置来确定期望的引擎功率设置。在另一示例中，当引擎功率增加时，供应至主旋翼的增加的扭矩可能需要航向校正。FCC可以基于旋翼飞行器的前进速度来确定需要反扭矩系统的增加的补偿、补偿周期距输入或者前述两者的组合来校正航向或由增加的引擎功率造成的偏航，并且生成经调整或补偿的反扭矩系统设置和/或周期距设置。

在块417中，FCC生成控制命令并且将控制命令发送至相关飞行控制设备。在一些实施方式中，生成控制命令以实现在块415中确定的设置。例如，FCC可以确定实现目标垂直速度所需的需要总距设置，并且生成总距设置命令或信号以将总距杆设置到将实现目标垂直速度的位置。然后FCC可以将总距设置命令发送至总距配平组件或者直接发送至总距配平马达，总距配平马达移动总距杆以设置垂直速度。总距传感器检测总距杆的位置并且向FCC发送指示总距杆位置的信号。然后，FCC向通过斜盘控制主旋翼桨叶的致动器发送相应的飞行控制设备控制信号。此外，FCC可以生成用于相关的飞行控制设备的一个或更多个附加的飞行控制设备控制信号。例如，FCC可以向ECCU发送功率控制信号，并且ECCU可以使用引擎功率控制信号来设置引擎功率。在一些实施方式中，ECCU可以基于引擎功率控制信号来设置引擎功率，但是可以不直接根据引擎功率控制信号来设置引擎功率。例如，ECCU可以使用引擎功率控制信号作为指导，修改引擎功率输出以满足与总距设置相关联的预期功率需求，但是还可以基于可能受天气、空气压力、空气温度、燃料质量、引擎磨损、环境状况等影响的引擎操作状况、旋翼头速度、扭矩状况等来调整功率。在块419中，通过飞行控制设备来调整飞行参数。飞行控制设备基于从FCC发送的控制信号来移动或改变，以调整飞行参数，以及从而调整旋翼飞行器的飞行。

尽管已经按照各个块描述了本文公开的方法401，但是应该理解的是，该方法不限于所公开的块的顺序。FCC持续地监测止动状态，并且在总距杆保持处于止动时持续地监测旋翼飞行器的垂直速度以将旋翼飞行器的飞行调整为或设置成具有目标垂直速度。在一些实施方式中，例如，止动监测是持续反馈过程，并且旋翼飞行器可以在任何时间进入止动或脱离止动，基于止动状态来开始或终止垂直速度保持。FCC持续地监测飞行员对总距杆的控制，并且在FCC确定飞行员已经释放了杆的情况下可以使旋翼飞行器以垂直速度飞行，所述垂直速度是默认垂直速度或者由飞行员识别的所选择的垂直速度或目标垂直速度。此外，飞行员可以通过控制总距杆来改写垂直速度保持，从而使总距杆进入OOD状态。

图5是示出根据一些实施方式的使用垂直速度保持的飞行轮廓的图501。图的纵轴表示飞行中的旋翼飞行器的高度，并且横轴表示时间。因此，飞行轮廓的角度表示高度随时间变化而变化的垂直速度。

首先，飞行轮廓可以具有水平飞行部分503。飞行员可以在第一点505处开始上升。一旦达到期望垂直速度，飞行员可以在第二点507处选择旋翼飞行器的垂直速度作为目标垂直速度，并且释放总距杆。由于飞行员已经释放了总距杆，因此FCC检测到总距杆处于ID，并且FCC在第一ID时间段511内保持目标垂直速度，使得旋翼飞行器在所保持的垂直速度下飞行ID第一飞行部分509。飞行员可以通过在第三点513处抓住总距杆来重新控制总距，从而使旋翼飞行器进入OOD时间段517。飞行员可以在飞行轮廓的手动控制部分515中手动地控制总距，以例如避开天气或鸟群，调整飞行路线等。在第四点519处，飞行员可以再次释放总距杆，从而使FCC检测到总距杆已经第二次进入ID。旋翼飞行器进入第二ID时间段523，并且FCC使旋翼飞行器在垂直速度保持下在第二飞行部分521中返回至最近选择的垂直速度。

图6是示出根据一些实施方式的使用垂直速度保持和多个目标垂直速度的飞行轮廓的图601。图的纵轴表示飞行中的旋翼飞行器的高度，并且横轴表示时间。飞行轮廓可以在飞行器OOD处于第一OOD时间段607中的情况下以接近水平或水平飞行部分603开始。由于当飞行器处于OOD时飞行器可能处于非零垂直速度，因此飞行轮廓可以以接近水平或水平飞行部分603开始。在第一点605处，飞行员可以设置所选择的垂直速度，在水平飞行中所选择的垂直速度将是零fpm垂直速度。在第二点609处，飞行员可以释放总距杆，并且总距杆变成ID达第一ID时间段611。在第一ID时间段611期间，FCC使旋翼飞行器在第一ID水平飞行部分613中保持水平飞行。在第三点615处，飞行员可以重新控制总距杆以使总距杆进入OOD，并且在第二OOD时间段617期间手动地进入爬升。在第一OOD飞行部分619中，旋翼飞行器根据手动飞行员控制上升。在第四点621处，飞行员释放总距杆，使旋翼飞行器进入第二ID时间段623，其中，FCC使旋翼飞行器在第二ID水平飞行部分625中返回至与先前选择的零fpm垂直速度对应的水平飞行。在第五点627处，飞行员重新控制总距杆，使得旋翼飞行器进入第三OOD时间段631，并且飞行器以由飞行员手动控制的垂直速度飞行第二OOD飞行部分629。在第六点633处，飞行员选择用于垂直速度保持的新的垂直速度，这清除了先前选择的垂直速度，并且使用选择时的旋翼飞行器的垂直速度作为新的目标垂直速度。在第七点635处，飞行员释放总距杆，并且旋翼飞行器进入ID状态达第三ID时间段639，其中，旋翼飞行器以由飞行员在点633处选择的新的目标垂直速度飞行了飞行轮廓的第三ID部分637。

一种实施方式旋翼飞行器，包括：飞行控制计算机(FCC)，其能够进行操作以向旋翼飞行器提供垂直速度保持；总距控制装置；以及总距配平马达，其连接至总距控制装置并且与FCC进行信号通信。总距配平马达能够进行操作以根据总距设置命令来移动总距控制装置，所述总距设置命令由用于提供垂直速度保持的FCC根据目标垂直速度并且响应于FCC确定总距控制装置处于止动而生成。旋翼飞行器还包括总距位置传感器，总距位置传感器连接至总距控制装置并且与FCC进行信号通信，其中，总距位置传感器能够进行操作以生成指示总距控制装置的位置的总距位置信号，并且将总距位置信号发送至FCC。一个或更多个飞行控制设备连接至FCC并且能够进行操作以响应于从FCC接收到的飞行控制设备控制信号来控制旋翼飞行器的飞行参数。FCC能够进行操作以根据总距位置信号来生成飞行控制设备控制信号，并且将飞行控制设备控制信号发送至一个或更多个飞行控制设备。

在一些实施方式中，旋翼飞行器还可以包括总距止动传感器，该总距止动传感器连接至总距控制装置并且能够进行操作以向FCC发送指示飞行员是否控制总距控制装置的总距止动检测信号。FCC还可以能够进行操作以响应于总距止动检测信号指示飞行员已经释放了对总距控制装置的控制来确定总距控制装置处于止动。在一些实施方式中，FCC还能够进行操作以响应于总距止动检测信号指示飞行员对总距控制装置进行控制来确定总距控制装置脱离止动。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括连接至FCC的垂直保持控制装置。FCC还能够进行操作以响应于垂直保持控制装置被激活来确定旋翼飞行器的垂直速度，将旋翼飞行器的垂直速度作为选择的垂直速度保存在FCC的存储器中，以及将目标垂直速度设置为选择的垂直速度。在一些实施方式中，FCC还能够进行操作以响应于选择的垂直速度未被保存在FCC的存储器中而将目标垂直速度设置为默认垂直速度。在一些实施方式中，FCC还能够进行操作以通过进一步响应于一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围内而生成总距设置命令来提供垂直速度保持。FCC还能够进行操作以响应于垂直保持控制装置的激活并且进一步响应于一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围之外而提供与垂直速度保持不同的第二功能。在一些实施方式中，一个或更多个飞行控制设备包括主旋翼总距控制装置和引擎控制计算机，其中，飞行控制设备控制信号包括引擎控制信号和总距控制信号。FCC能够进行操作以通过以下操作来生成飞行控制设备控制信号：根据总距位置信号来确定对于主旋翼总距控制装置的第一飞行控制设置，将第一飞行控制设置发送至主旋翼总距控制装置，并且将第二飞行控制设置发送至引擎控制计算机。

一种用于旋翼飞行器的实施方式飞行控制系统计算机(FCC)，包括处理器和存储有要由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述程序包括用于提供垂直速度保持的指令。用于提供垂直速度保持的指令包括用于以下操作的指令：响应于旋翼飞行器的飞行员控制装置处于止动状态来确定旋翼飞行器的目标垂直速度，根据目标垂直速度并且响应于旋翼飞行器的一个或更多个飞行员控制装置中的一个飞行员控制装置处于止动状态来控制一个或更多个飞行员控制装置的定位，以及根据一个或更多个飞行员控制装置的定位来控制旋翼飞行器的一个或更多个飞行控制设备。

在一些实施方式中，FCC还包括计算机可读存储器，并且用于确定目标垂直速度的指令包括用于从计算机可读存储器加载目标垂直速度的指令。在一些实施方式中，用于提供垂直速度保持的指令还包括用于响应于垂直速度选择指示将目标垂直速度保存在FCC的计算机可读存储器中的指令。在一些实施方式中，用于保存目标垂直速度的指令包括用于以下操作的指令：响应于接收到垂直速度选择指示来确定旋翼飞行器的当前垂直速度，并且将当前垂直速度作为目标垂直速度保存。在一些实施方式中，用于将目标垂直速度保存在存储器中的指令包括用于以下操作的指令：响应于垂直速度选择指示并且进一步响应于接收到的传感器数据指示一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围内而将目标垂直速度保存在存储器中。程序还包括用于以下操作的指令：响应于垂直速度选择指示并且进一步响应于接收到的传感器数据指示一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围之外而提供与垂直速度保持不同的第二功能。在一些实施方式中，用于提供垂直速度保持的指令还包括用于响应于飞行员控制装置处于脱离止动状态而释放垂直速度保持的指令。

一种实施方式方法，包括：由旋翼飞行器的飞行控制计算机(FCC)监测飞行员控制装置的止动状态，其中，处于止动状态指示飞行员已经释放了对飞行员控制装置的控制；由FCC响应于检测到处于止动状态来确定目标垂直速度；根据目标垂直速度来确定至少一个飞行控制设置；以及由FCC通过根据飞行控制设置控制旋翼飞行器的飞行控制设备来执行垂直速度保持。

在一些实施方式中，控制飞行控制设备包括控制旋翼飞行器的旋翼的总距设置，并且其中，飞行员控制装置是总距杆。在一些实施方式中，确定目标垂直速度包括从FCC的存储器加载目标垂直速度。在一些实施方式中，方法还包括：响应于来自飞行员的垂直速度选择指示将目标垂直速度保存在FCC的存储器中。在一些实施方式中，方法还包括将保存的目标垂直速度限制为落入一个或更多个旋翼飞行器操作参数的预定义操作范围内的垂直速度。在一些实施方式中，保存目标垂直速度包括响应于接收到来自飞行员的垂直速度选择指示来确定旋翼飞行器的当前垂直速度，并且将当前垂直速度作为目标垂直速度保存。在一些实施方式中，方法还包括：响应于检测到飞行员控制装置的脱离止动状态并且当FCC正在根据飞行控制设置控制飞行控制设备时释放垂直速度保持，以及由FCC响应于飞行员控制装置上的飞行员命令来控制旋翼飞行器的垂直速度。

虽然已经参考说明性实施方式描述了本发明，但是该描述并不意在以限制性含义进行解释。在参考了本说明书之后，对本领域技术人员而言，说明性实施方式的各种修改和组合以及本发明的其他实施方式将是明显的。因此，所附权利要求意在涵盖任何这样的修改或实施方式。

Claims (14)

1.一种用于旋翼飞行器(101)的飞行控制系统计算机FCC(205)，包括：

处理器；

计算机可读存储器；以及

非暂态计算机可读存储介质，其存储要由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于提供垂直速度保持的指令，用于提供所述垂直速度保持的指令包括用于以下操作的指令：

响应于垂直速度选择指示将目标垂直速度保存在所述FCC(205)的计算机可读存储器中；

响应于所述旋翼飞行器(101)的飞行员控制装置(233)处于止动状态，从所述FCC(205)的计算机可读存储器加载所述旋翼飞行器的所述目标垂直速度，其中，所述止动状态指示飞行员已经释放了对所述飞行员控制装置(233)的手动控制，并且其中，脱离止动状态指示所述飞行员正在手动控制所述飞行员控制装置(233)；

当所述飞行员控制装置(233)处于所述止动状态时，根据所述目标垂直速度控制所述飞行员控制装置(233)的定位，并且由所述FCC(205)根据所述目标垂直速度来自动地控制所述旋翼飞行器(101)的一个或更多个飞行控制设备；以及

当所述飞行员控制装置(233)处于其中所述飞行员手动控制所述飞行员控制装置(233)的脱离止动状态时，根据由所述飞行员的手动控制引起的所述飞行员控制装置(233)的定位来控制所述旋翼飞行器(101)的一个或更多个飞行控制设备。

2.根据权利要求1所述的FCC，其中，

用于保存所述目标垂直速度的指令包括用于以下操作的指令：

响应于接收到所述垂直速度选择指示来确定所述旋翼飞行器(101)的当前垂直速度；以及

将所述当前垂直速度作为所述目标垂直速度保存；以及/或者

其中，用于将所述目标垂直速度保存在所述存储器中的指令包括用于以下操作的指令：响应于垂直速度选择指示并且响应于接收到的传感器数据指示一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围内而将所述目标垂直速度保存在所述存储器中；并且

其中，所述程序还包括用于以下操作的指令：响应于垂直速度选择指示并且响应于所述接收到的传感器数据指示所述一个或更多个旋翼飞行器操作参数在所述预定义操作范围之外而提供与所述垂直速度保持不同的第二功能。

3.根据权利要求1或2所述的FCC，其中，用于提供所述垂直速度保持的指令还包括：用于响应于所述飞行员控制装置(233)处于脱离止动状态而释放所述垂直速度保持的指令。

4.一种包含权利要求1或2所述的FCC(205)的旋翼飞行器(101)，包括：

所述FCC(205)，其能够进行操作以向所述旋翼飞行器(101)提供垂直速度保持；

总距控制装置(233)，其中所述总距控制装置是飞行员控制装置；

总距配平马达(213)，其连接至所述总距控制装置(233)并且与所述FCC(205)进行信号通信，其中，所述总距配平马达(213)能够进行操作以根据总距设置命令来移动所述总距控制装置(233)，所述总距设置命令由用于提供所述垂直速度保持的FCC(205)根据目标垂直速度并且响应于所述FCC(205)确定所述总距控制装置(233)处于止动状态而生成；

总距位置传感器(215)，其连接至所述总距控制装置(233)并且与所述FCC(205)进行信号通信，其中，总距位置传感器(215)能够进行操作以生成指示所述总距控制装置(233)的位置的总距位置信号，并且将所述总距位置信号发送至所述FCC(205)；以及

一个或更多个飞行控制设备，其连接至所述FCC(205)并且能够进行操作以响应于从所述FCC(205)接收到的飞行控制设备控制信号来控制所述旋翼飞行器(101)的飞行参数；

其中，所述FCC(205)能够进行操作以根据所述总距位置信号来生成所述飞行控制设备控制信号，并且将所述飞行控制设备控制信号发送至所述一个或更多个飞行控制设备。

5.根据权利要求4所述的旋翼飞行器，还包括总距止动传感器(237)，所述总距止动传感器(237)连接至所述总距控制装置(233)，并且能够进行操作以向所述FCC(205)发送指示飞行员是否控制所述总距控制装置(233)的总距止动检测信号，其中，所述FCC(205)还能够进行操作以响应于所述总距止动检测信号指示所述飞行员已经释放了对所述总距控制装置(233)的控制来确定所述总距控制装置(233)处于止动。

6.根据权利要求4所述的旋翼飞行器，还包括连接至所述FCC(205)的垂直保持控制装置，其中，所述FCC还能够进行操作以：

响应于所述垂直保持控制装置被激活来确定所述旋翼飞行器(101)的垂直速度；

将所述旋翼飞行器(101)的垂直速度作为选择的垂直速度保存在所述FCC(205)的存储器中；以及

将所述目标垂直速度设置为所述选择的垂直速度。

7.根据权利要求6所述的旋翼飞行器，其中，

(i)所述FCC(205)还能够进行操作以：

响应于所述选择的垂直速度未被保存在所述FCC(205)的存储器中而将所述目标垂直速度设置为默认垂直速度；以及/或者

(ii)所述FCC(205)还能够进行操作以通过响应于一个或更多个旋翼飞行器操作参数在预定义操作范围内来生成所述总距设置命令而提供所述垂直速度保持；并且

其中，所述FCC(205)还能够进行操作以响应于所述垂直保持控制装置的激活并且响应于所述一个或更多个旋翼飞行器操作参数在所述预定义操作范围之外而提供与所述垂直速度保持不同的第二功能。

8.根据权利要求4所述的旋翼飞行器，其中，所述一个或更多个飞行控制设备包括主旋翼总距控制装置和引擎控制计算机(203)；

其中，所述飞行控制设备控制信号包括引擎控制信号和总距控制信号；并且

其中，所述FCC(205)能够进行操作以通过以下操作来生成所述飞行控制设备控制信号：

根据所述总距位置信号来确定用于所述主旋翼总距控制装置的第一飞行控制设置；以及

将所述第一飞行控制设置发送至所述主旋翼总距控制装置，并且将第二飞行控制设置发送至所述引擎控制计算机(203)。

9.一种用于操作旋翼飞行器(101)的方法，所述旋翼飞行器(101)具有权利要求1或2所述的FCC(205)，所述方法包括：

由所述FCC监测飞行员控制装置(233)的止动状态；

由所述FCC(205)响应于检测到处于止动状态来确定目标垂直速度；

根据所述目标垂直速度来确定至少一个飞行控制设置；以及

由所述FCC(205)通过根据所述飞行控制设置控制所述旋翼飞行器(101)的飞行控制设备来执行垂直速度保持。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，控制所述飞行控制设备包括控制所述旋翼飞行器(101)的旋翼的总距设置，并且其中，所述飞行员控制装置是总距杆(233)。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，确定目标垂直速度包括从所述FCC(205)的存储器加载所述目标垂直速度。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括响应于来自飞行员的垂直速度选择指示将所述目标垂直速度保存在所述FCC(205)的存储器中。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

(i)将保存的目标垂直速度限制为落入一个或更多个旋翼飞行器操作参数的预定义操作范围内的垂直速度，以及/或者

(ii)其中，保存所述目标垂直速度包括：

响应于接收到来自所述飞行员的垂直速度选择指示来确定所述旋翼飞行器(101)的当前垂直速度；以及

将所述当前垂直速度作为所述目标垂直速度保存。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括：响应于检测到所述飞行员控制装置(233)的脱离止动状态并且当所述FCC(205)正在根据所述飞行控制设置控制所述飞行控制设备时，释放所述垂直速度保持，以及由所述FCC(205)响应于所述飞行员控制装置(233)上的飞行员命令来控制所述旋翼飞行器(101)的垂直速度。

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