CN109407695A - 用于旋翼飞行器离岸接近的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于旋翼飞行器离岸接近的系统和方法。一种实施方式的旋翼飞行器包括：包括多个桨叶的旋翼系统；能够被操作用以接收来自飞行员的命令的控制组件；飞行控制系统(FCS)，该飞行控制系统能够被操作用以通过改变旋翼系统的操作状态来控制旋翼飞行器的飞行；以及与控制组件和FCS进行信号通信的飞行管理系统(FMS)。FMS能够被操作用以从控制组件接收目标位置和多个接近参数；基于目标位置和该多个接近参数来生成旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的多个航路点；从控制组件接收用于进行接近操纵的命令；以及响应于用于进行接近操纵的命令，指示FCS飞向MAP。

Description

用于旋翼飞行器离岸接近的系统和方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月17日提交的标题为“System and Method forRotorcraftOffshore Approach”的美国临时申请第62/547,040号的权益，通过引用将该申请的全部内容并入本文中。
技术领域
本公开内容一般地涉及飞行器飞行控制系统，更具体地涉及旋翼飞行器电传飞行(FBW)控制律。在特定实施方式中，本公开内容涉及用于使旋翼飞行器的离岸接近自动化的系统和方法。
背景技术
旋翼飞行器可以包括具有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。
发明内容
根据一实施方式，一种旋翼飞行器，包括：包括多个桨叶的旋翼系统；能够被操作用以接收来自飞行员的命令的控制组件；飞行控制系统(FCS)，所述飞行控制系统能够被操作用以通过改变旋翼系统的操作状态来控制旋翼飞行器的飞行；以及与控制组件和FCS进行信号通信的飞行管理系统(FMS)，所述FMS能够被操作用以从控制组件接收目标位置和多个接近参数；基于目标位置和该多个接近参数来生成旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(missed approach point，MAP)之间的多个航路点(waypoint)；从控制组件接收用于进行接近操纵的命令；以及响应于用于进行接近操纵的命令，指示FCS飞向MAP。
在另一实施方式中，一种用于操作旋翼飞行器的方法，该方法包括：将接近数据输入至飞行管理系统(FMS)中，飞行控制数据包括目标位置，目标位置包括离岸(offshore)位置；基于接近数据来生成旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的飞行路径中的多个航路点；命令所述FMS进行接近操纵；以及变更旋翼飞行器的飞行状态以使旋翼飞行器飞过多个航路点中的每个航路点飞向MAP。
在又一实施方式中，一种用于旋翼飞行器的设备，该设备包括：处理器；以及存储要由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序包括用于执行离岸接近操纵的指令，所述用于执行离岸接近操纵的指令包括用于进行以下操作的指令：响应于用户输入了接近数据来生成飞行路径，所述飞行路径包括旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的多个航路点，接近数据包括目标位置，目标位置包括离岸位置；以及响应于用户输入了进行接近命令，指示飞行控制系统(FCS)以使旋翼飞行器飞向MAP。
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旋翼飞行器的驾驶舱配置；
图3示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器的驾驶舱配置的配置；
图4示出了根据一些实施方式的踏板组件的配置；
图5示出了根据一些实施方式的环周配平(trim)组件；
图6示出了根据一些实施方式的总体配平组件；
图7示出了根据一些实施方式的反扭矩配平组件；
图8示出了根据一些实施方式的电传飞行式交叉馈送装置；
图9示出了根据一些实施方式的三环飞行控制系统；
图10示出了根据一些实施方式的用于将旋翼飞行器着陆在离岸目标上的方法的流程图；
图11A和图11B示出了根据一些实施方式的针对到离岸目标的差量30°接近而设置的多个航路点；
图12A和图12B示出了根据一些实施方式的针对到离岸目标的平行偏移接近而设置的多个航路点；
图13示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的离岸标准接近过程逻辑；
图14示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的总体模式逻辑；
图15示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的横向模式逻辑；
图16示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的纵向模式逻辑；
图17示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的前进速度空速控制部件；
图18示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的前进速度减速部件；
图19示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的前进速度地速控制部件；
图20示出了根据一些实施方式的用于执行离岸标准接近过程的方法；
图21示出了根据一些实施方式的用于执行离岸标准接近过程的方法；
图22示出了根据一些实施方式的用于更详细地执行离岸标准接近过程的方法的步骤；
图23示出了根据一些实施方式的用于进行离岸标准接近过程的控制逻辑的逻辑图；
图24示出了根据一些实施方式的可以由飞行控制计算机实现的可选模式逻辑块。
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，实际实现方式的所有特征可能未必全部在本说明书中描述。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，这样的开发努力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日常任务。
在本文中，在附图中示出设备时，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取向。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取向来定位。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取向应当分别被理解成描述这些部件之间的相对关系或这些部件的各方面的空间取向。
图1示出了根据代表性实施方式的旋翼飞行器100。旋翼飞行器100包括旋翼系统110、主旋翼桨叶120、机身130、起落架140以及尾桁150。旋翼系统110可以使主旋翼桨叶120旋转。旋翼系统110可以包括用于选择性地控制每个主旋翼桨叶120的俯仰以选择性地控制旋翼飞行器100的方向、推力和升力的控制系统。机身130包括旋翼飞行器100的本体，并且可以耦接至旋翼系统110，使得旋翼系统110和主旋翼桨叶120在飞行中通过空气使机身130移动。起落架140在着陆期间或在旋翼飞行器100在地面上静止时支承旋翼飞行器100。尾桁150表示旋翼飞行器100的后部，并且具有旋翼系统110和尾旋翼桨叶120'的部件。尾旋翼桨叶120'抵消由旋翼系统110和主旋翼桨叶120产生的扭矩效应。与本文描述的旋翼系统有关的某些实施方式的教导可以应用于旋翼系统110或其他旋翼系统(例如倾斜旋翼飞行器、纵列式旋翼飞行器或其他直升机旋翼系统)。还应该理解，旋翼飞行器100的代表性实施方式可以应用于不同于旋翼飞行器的飞行器，例如飞机、无人飞行器等。
飞行员可以操纵一个或更多个飞行员飞行控制装置，以实现受控的空气动力飞行。由飞行员向飞行员飞行控制装置提供的输入可以以机械方式或电子方式(例如，经由电传飞行系统)发送至飞行控制设备。飞行控制设备可以包括能够操作成改变飞行器的飞行特性的设备。代表性的飞行控制设备可以包括能够操作成改变主旋翼桨叶120或尾旋翼桨叶120'的配置的控制系统。
在一些实施方式中，旋翼飞行器100可以包括飞行控制系统(FCS)和飞行控制计算机(FCC)。FCC与FCS进行电气通信并且FCC控制FCS。来自飞行员的输入被发送至FCC，并且FCC基于飞行员输入、控制律、其他逻辑等来控制FCS。
图2示出了根据代表性实施方式的旋翼飞行器100的驾驶舱配置260。旋翼飞行器100可以包括例如三组飞行员飞行控制装置(例如，环周控制组件262、总体控制组件264以及踏板组件266)。根据代表性实施方式，飞行员和副飞行员(出于在本文中进行论述的目的，这二者均可以被称为“飞行员”)可以各自被提供有包括环周控制组件262、总体控制组件264以及踏板组件266的单独的飞行员飞行控制组件。
通常，环周飞行员飞行控制装置可以使得飞行员能够向主旋翼桨叶120赋予环周配置。主旋翼桨叶120的变化的环周配置可以使旋翼飞行器100沿飞行员指定的方向倾斜。对于向前和向后倾斜(俯仰)或侧向倾斜(滚转)，主旋翼桨叶120的迎角可以随着旋翼系统110的旋转期间的环周周期性而变更，从而在旋转环周中的变化的点处产生具有可变的量的升力。主旋翼桨叶120的环周配置的变更可以通过来自环周控制组件262的输入来完成。
总体飞行员飞行控制装置可以使得飞行员能够向主旋翼桨叶120赋予总体配置(例如，总体桨距)。主旋翼桨叶120的总体配置可以改变由主旋翼桨叶120产生的总升力。为了增大或减小主旋翼桨叶120中的总升力，所有主旋翼桨叶120的迎角可以被总体地变更相等的量，同时导致上升、下降、加速或减速。主旋翼桨叶120的总体配置的变更可以通过来自总体控制组件264的输入来完成。
反扭矩飞行员飞行控制装置可以使得飞行员能够改变施加至旋翼飞行器100的反扭矩力的量。尾旋翼桨叶120'可以进行操作以抵消由旋翼系统110和主旋翼桨叶120产生的扭矩。反扭矩飞行员飞行控制装置可以改变所施加的反扭矩力的量以改变旋翼飞行器100的航向(偏航)。例如，提供大于由旋翼系统110和主旋翼桨叶120产生的扭矩效果的反扭矩力可以使旋翼飞行器100沿第一方向旋转，而提供小于由旋翼系统110和主旋翼桨叶120产生的扭矩效应的反扭矩力可以使旋翼飞行器100沿与第一方向相反的第二方向旋转。在一些实施方式中，反扭矩飞行员飞行控制装置可以通过改变尾旋翼桨叶120'的俯仰来改变所施加的反扭矩力的量，从而增大或减小由尾旋翼桨叶120'产生的推力并且使旋翼飞行器100的机头沿与来自踏板组件266的输入的施加对应的方向偏航。
在其他实施方式中，旋翼飞行器100可以包括另外的或不同的反扭矩设备，例如舵或无尾旋翼(NOTAR)反扭矩设备。结合的或替选的反扭矩实施方式可以操作为改变由这样的另外的或不同的反扭矩设备或系统提供的反扭矩力的量。
在一些实施方式中，可以在电传飞行(FBW)系统中使用环周控制组件262、总体控制组件264以及踏板组件266。在如图2所代表性示出的示例中，每个环周控制组件262位于飞行员座椅的右侧，每个总体控制组件264位于飞行员座椅的左侧，并且每个踏板组件266位于飞行员座椅的前方。在其他实施方式中，环周控制组件262、总体控制组件264以及踏板组件266可以被设置在驾驶舱配置的任何合适的位置。
在一些实施方式中，环周控制组件262、总体控制组件264以及踏板组件266可以与将机械输入转换成FBW系统飞行控制命令的配平组件机械连通。除了其他项之外，这些配平组件还可以包括用于测量机械输入(例如，测量或以其他方式确定输入位置)的测量设备以及用于反向驱动环周控制组件262、总体控制组件264或踏板组件266的中心位置的配平马达。
例如，图3代表性地示出了根据实施方式的两个环周控制组件262和两个总体控制组件264的安装。在该示例中，环周控制组件262和总体控制组件264耦接至三个集成的配平组件：两个环周配平组件300和总体配平组件350。一个环周配平组件300管理左/右环周倾斜移动(例如滚转)，另一环周配平组件300管理前/后环周倾斜移动(例如，俯仰)。
环周配平组件300和总体配平组件350能够操作成接收并测量来自飞行员的环周运动和总体运动的机械通信。在代表性方面中，环周配平组件300和总体配平组件350可以包含FBW飞行控制系统的部件，并且来自环周配平组件300和总体配平组件350的测量结果可以被发送至飞行控制计算机(FCC)，所述飞行控制计算机(FCC)能够操作成基于所接收的或以其他方式确定的测量结果来指示旋翼系统110改变主旋翼桨叶120的位置或配置。例如，FCC可以与能够操作成改变主旋翼桨叶120的俯仰或位置的致动器或其他设备通信。
图4代表性地示出了根据实施方式的踏板组件266的安装。两个踏板组件266耦接至反扭矩配平组件400。例如经由摇臂和踏板调整连杆，踏板连杆处于机械连通。摇臂能够操作成围绕旋转点旋转，使得推入一个踏板使踏板调整连杆旋转摇臂，这又使踏板调整连杆沿相应的相反方向推出另一踏板。
使摇臂旋转还使配平连杆重新定位与反扭矩配平组件400相关联的机械输入。以这种方式，飞行员可以通过使踏板移动将反扭矩命令机械地传送至反扭矩配平组件400。此外，配平连杆将相邻的踏板组件266耦接在一起，使得飞行员踏板和副飞行员踏板机械连通。
图5、图6和图7示出了根据代表性实施方式的图3和图4的配平组件(即，环周配平组件300、总体控制组件350和反扭矩配平组件400)。图5示出了根据实施方式的环周配平组件300之一，图6示出了根据实施方式的总体配平组件350，图7示出了根据实施方式的反扭矩配平组件400。
图5代表性地示出了环周配平组件300的实施方式，环周配平组件300具有：配平马达510、离合器515、渐停阻尼器520、第一位置测量设备530、梯度弹簧540、阻尼器550、剪切设备560、第二位置测量设备570、机械停止设备580以及输出轴590。虽然输出轴590可以被描述为单个轴，但是将要理解，输出轴590可以具有多个部件。例如，输出轴590可以包括由梯度弹簧540分开的两个轴。在另一示例中，输出轴590可以具有单个轴，其中扭力弹簧附接至该单个轴。
在根据实施方式的操作中，输出轴590和环周控制组件262机械连通，使得飞行员控制组件(PCA)把柄的移动导致输出轴590的移动，并且输出轴590的移动同样导致PCA把柄的移动。输出轴590的移动可以由第一位置测量设备530和第二位置测量设备570来测量或以其他方式确定。可以使用来自第一位置测量设备530和第二位置测量设备570的测量结果来指示旋翼系统110改变主旋翼桨叶120的位置。
环周配平组件300可以以三种操作模式操作。在第一操作模式下，离合器515被接合并且配平马达510驱动输出轴590。该第一操作模式可以表示例如在自动驾驶操作期间的环周配平组件300的操作。在该示例中，配平马达510可以驱动输出轴590的移动，以驱动环周控制组件262的PCA把柄的移动。第一位置测量设备530和第二位置测量设备570还可以测量配平马达510如何驱动输出轴590并且将这些测量结果传送至旋翼系统110。
在第二操作模式下，离合器515分离并且飞行员通过环周控制组件262来驱动输出轴590。在该示例中，飞行员改变输出轴590的位置，该位置可以由第一位置测量设备530和第二位置测量设备570测量。第一位置测量设备530和第二位置测量设备570可以测量飞行员如何驱动输出轴590并且将这些测量结果传送至旋翼系统110。
在第三操作模式下，离合器515被接合并且配平马达510将其输出臂保持在配平位置处，以向输出轴590提供接地点。在该示例中，飞行员可以改变输出轴590相对于由配平马达510设置的配平位置的位置。当飞行员释放PCA把柄时，PCA把柄可以移动至与由配平马达510确立的位置对应的配平位置。在一些实施方式中，可以将第一操作模式和第三操作模式进行组合，使得配平马达510在操作期间移动配平位置。
因此，配平马达510可以通过输出轴590向环周控制组件262提供环周力(或配平)。在实施方式中，配平马达510可以是28伏直流永磁马达。在操作中，配平马达510可以向飞行控制系统(FCS)提供关于锚点(或“止动器”)的人工力感觉(或“力反馈”)。离合器515提供用于接合和分离配平马达510的机构。
图6示出了总体配平组件350的实施方式，总体配平组件350具有：配平马达610、行星齿轮组615、可变摩擦设备620、分解器630、剪切设备640、位置测量设备650、机械停止设备660以及输出轴670。输出轴670可以耦接至各种连杆。虽然输出轴670可以被描述为单个轴，但是将要理解，输出轴670可以包括多个部件或零件。
输出轴670和总体控制组件264机械连通，使得总体控制装置的PCA把柄的移动导致输出轴670的移动，并且输出轴670的移动同样导致总体控制装置的PCA把柄的移动。输出轴670的移动可以由位置测量设备650来测量或以其他方式确定。可以使用来自位置测量设备650的测量结果来指示旋翼系统110，例如如何改变主旋翼桨叶120的位置。
总体配平组件350可以以三种操作模式操作。在第一操作模式下，可变摩擦设备620被接合并且配平马达610驱动输出轴670。该第一操作模式可以表示例如在自动驾驶操作期间的总体配平组件350的操作。在该示例中，配平马达610可以驱动输出轴670的移动，以驱动总体控制组件264的PCA把柄的移动。位置测量设备650还可以测量配平马达610如何驱动输出轴670并且将这些测量结果传送至旋翼系统110。
在第二操作模式下，可变摩擦设备620分离并且飞行员通过总体控制组件264来驱动输出轴670。在该示例中，飞行员改变输出轴670的位置，该位置可以由位置测量设备650测量或以其他方式确定。位置测量设备650可以测量或以其他方式确定飞行员如何驱动输出轴670并且将这些测量结果传送至旋翼系统110。
在第三操作模式下，可变摩擦设备620被接合并且配平马达610将其输出臂保持在配平位置处，以向输出轴670提供接地点。在该示例中，飞行员可以改变输出轴670相对于由配平马达610设置的配平位置的位置。当飞行员释放PCA把柄时，PCA把柄可以移动至与由配平马达610确立的位置对应的配平位置。在一些实施方式中，可以将第一操作模式和第三操作模式进行组合，使得配平马达610在操作期间移动配平位置。
因此，配平马达610可以通过输出轴670向总体控制组件264提供总体力(配平)。在一个示例实施方式中，配平马达610可以是28伏直流永磁马达。在操作中，配平马达610可以向FCS提供关于锚点的人工力感觉。可变摩擦设备620提供用于接合和分离配平马达610的机构。
图7示出了反扭矩配平组件400的实施方式，该反扭矩配平组件400具有：梯度弹簧740、阻尼器750、剪切设备760、位置测量设备770、机械停止设备780以及输出轴790。虽然输出轴790可以被描述为单个轴，但是应该理解，输出轴790可以包括多个零件或部件。
在操作中，根据实施方式，输出轴790和踏板组件266机械连通，使得踏板的移动导致输出轴790的移动，并且输出轴790的移动同样地导致踏板的移动。输出轴790的移动可以由位置测量设备770测量或以其他方式确定。可以使用来自测量设备770的测量结果来指示旋翼系统110，例如如何改变尾旋翼桨叶120'的俯仰(或者如何改变替选反扭矩设备或系统的操作)。
虽然环周控制组件262、总体控制组件264和踏板组件266通常可以(分别)控制旋翼飞行器100的环周移动、总体移动和反扭矩移动，但是飞行器动力学通常可能会导致飞行器运动(或飞行特性)的耦合。作为示例，将横向环周的变化输入至环周控制组件262中可能会导致旋翼飞行器100的俯仰力矩的变化。即使未向环周控制组件262提供纵向环周输入，也可能发生俯仰力矩的变化。更确切地说，这种俯仰力矩的变化将是飞行器动力学的结果。在这样的示例中，飞行员可以应用反作用纵向环周输入来补偿俯仰力矩的变化。因此，飞行器飞行特性的耦合通常会增加飞行员的工作负担。
不同的飞行器可以与不同的飞行器运动的耦合相关联。例如，具有倾斜尾旋翼的旋翼飞行器会与高水平的耦合相关联，这是因为由倾斜尾旋翼产生的“升力”与偏航运动和总体俯仰的正常耦合以及常规单旋翼飞行器的环周输入的耦合进行组合。在这样的示例中，反馈环可能不足以补偿该耦合，这是因为直到耦合响应发生之后反馈环才接合。
因此，本文描述的旋翼飞行器电传飞行系统认识到利用考虑了飞行器运动的固有耦合的前馈控制交叉馈送来增强飞行控制命令的能力。图8示出了电传飞行交叉馈送装置800。如图8所示，交叉馈送装置800具有五个输入：总体轴输入810、纵向环周轴输入820、横向环周轴输入830、踏板轴输入840以及内环输入850。内环输入850的示例将在后面关于图9进行论述。
如图8中代表性地示出的，每个输入可以被交叉馈送至不同的轴。在一些示例中，可以使用高通滤波器(例如，第一高通滤波器812、第二高通滤波器822、第三高通滤波器832、第四高通滤波器842和第五高通滤波器852)来通过允许高频信号通过但是使低于截止频率的频率衰减来对交叉馈送信号进行滤波。在将输入通过高通滤波器传递之前，向输入应用固定增益。然后可以通过限制器(例如，第一限制器814、第二限制器824、第三限制器834或第四限制器854)将交叉馈送信号传递至致动器位置转换器860，致动器位置转换器860处理信号并且将信号转换成用于一个或更多个致动器870的指令。致动器870中的每一个可以表示向飞行控制设备提供飞行控制输入的任何设备。致动器870的示例可以包括但不限于斜盘致动器、俯仰连杆致动器、桨叶上致动器等。
图8的示例具有五个代表性交叉馈送。第一交叉馈送801是基于提供纵向环周以对消由横向环周的变化所生成的俯仰力矩的横向环周至纵向环周交叉馈送。第二交叉馈送802是基于提供横向环周以对消由纵向环周的变化所生成的滚转力矩的纵向环周至横向环周交叉馈送。第三交叉馈送803是基于提供纵向环周以对消尾旋翼总体的俯仰力矩的踏板轴(例如，尾旋翼总体)至纵向环周交叉馈送。第四交叉馈送804是基于提供横向环周以对消例如尾旋翼总体的滚转力矩的尾旋翼总体至横向环周交叉馈送。第五交叉馈送805是基于提供尾旋翼总体以对消主旋翼总体的偏航力矩的主旋翼总体至尾旋翼总体交叉馈送。
虽然图8以五个交叉馈送来代表性地示出，但是可以利用更多、更少或不同的交叉馈送装置。通常，每当飞行员提供用于改变第一飞行特性的命令时，可以利用交叉馈送，其中，改变第一飞行特性将会导致对第二飞行特性的预期改变。交叉馈送可以导致响应于所接收到的飞行员命令而改变FCS的第一操作状态的指令以及响应于对第二飞行特性的预期改变而改变第二操作状态的指令。该第二指令可以至少地部分补偿、抵消或以其他方式解决对第二飞行特性的预期改变。
代表性实施方式认识到，应用交叉馈送以“解耦”具有耦合的飞行动力学的飞行器可以通过在不需要飞行员干预的情况下自动地应用交叉馈送命令来减少飞行员工作负担。例如，在一些实施方式中，应用解耦交叉馈送可以减少或消除飞行员通过飞行员控制装置来施加意在至少部分地补偿飞行器的耦合的运动的命令的需要。在一些情况下，与飞行员可以手动进行的情况相比，FCS可以更快地应用交叉馈送输入。例如，交叉馈送可以预期(并且因此更快地解决)固有耦合的飞行器运动或飞行特性。
环周控制组件262可以被配置成作为位移配平设备来操作，使得纵向杆的移动与斜盘的位置相关。在这样的示例中，应用交叉馈送来预期飞行器运动的固有耦合可能导致杆位置不能精确地表示斜盘的位置，除非或者直到配平马达反向驱动飞行员控制设备以与斜盘位置匹配。然而，由于飞行器动力学，持续地驱动杆特别是以高频率驱动杆可能会增加飞行员配平系统的工作负担，并且可能由于随着斜盘移动将斜盘的瞬时运动传递至飞行员的手并且迫使飞行员的手跟随杆而增加飞行员疲劳。
因此，代表性实施方式的教导认识到下述能力：在短时间段内清除交叉馈送，使得位移配平飞行控制设备在稳态飞行期间基本上反映斜盘的位置，但是在短暂的瞬时时段期间不反映斜盘的位置。例如，配平马达可以在某些条件下(例如，在自动驾驶受控飞行期间或建立新的配平位置期间)驱动杆，但是FCC可以被配置成不响应于交叉馈送的应用来命令配平马达移动飞行员控制杆。在一些实施方式中，FCC可以被配置成在稳态条件期间基于斜盘的位置来命令马达移动飞行员控制杆，并且可以被配置成在瞬时条件期间不命令马达移动飞行员控制杆。
清除时间段可以小于大约十秒(例如，大约2秒至7秒)。在一些实施方式中，当首次应用交叉馈送时，清除时间段开始。在其他实施方式中，在飞行器返回至稳定状态之后，清除时间段开始。在一些实施方式中，飞行器返回至与应用交叉馈送之前存在的稳态条件相同的稳态条件。在其他实施方式中，可以在应用交叉馈送之后建立新的稳态条件。
交叉馈送装置800的元件可以至少部分地由一个或更多个计算机系统10实现。交叉馈送装置800的所有部件、一些部件或无部件可以位于飞行器例如旋翼飞行器100之上或附近。
用户5可以通过计算机系统10来访问交叉馈送装置800。例如，在一些实施方式中，用户5可以提供可以使用计算机系统10处理的飞行控制输入。用户5可以包括与计算机系统10交互的任何个体、一群个体、实体、机器或机构。用户5的示例包括但不限于飞行员、副飞行员、服务人员、工程师、技术人员、承包商、代理、雇员等。
计算机系统10可以包括处理器12、输入/输出设备14、通信接口16以及存储器18。在其他实施方式中，计算机系统10可以包括更多部件、更少部件或其他部件。计算机系统10可以操作成执行各种实施方式的一个或更多个操作。虽然代表性地示出的实施方式示出了可以使用的计算机系统10的一个示例，但是其他实施方式可以利用不同于计算机系统10的计算机。其他实施方式可以采用在一个或更多个公用计算机网络或私人计算机网络例如一个或更多个网络30中联网在一起的多个计算机系统10或者其他计算机。
处理器12表示能够操作成执行包含在计算机可读介质内的逻辑的设备。处理器12的示例包括一个或更多个微处理器、一个或更多个应用程序、虚拟机或其他逻辑。计算机系统10可以包括一个或多个处理器12。
输入/输出设备14可以包括能够操作成实现计算机系统10与外部部件之间的通信的任何设备或接口，所述通信包括与用户或另一系统的通信。输入/输出设备14的示例可以包括但不限于鼠标、键盘、显示器、打印机等。
网络接口16可以操作成促进计算机系统10与网络的另一元件例如其他计算机系统10之间的通信。网络接口16(例如，通信链路)可以连接至适合于数据传输的任何数目的有线网络或无线网络或者有线网络与无线网络的组合，所述数据传输包括通信传输。
存储器18表示任何合适的存储机构，并且可以存储供计算机系统10使用的任何数据。存储器18可以包括一个或更多个有形的、计算机可读的或计算机可执行的存储介质。在一些实施方式中，存储器18存储逻辑20。逻辑促进计算机系统10的操作。逻辑20可以包括硬件、软件或其他逻辑。逻辑20可以被编码在一个或更多个有形的非暂态介质中并且可以在由计算机执行时执行操作。逻辑20可以包括计算机程序、软件、计算机可执行指令或能够由计算机系统10执行的指令。
计算机系统10内或计算机系统10的部件之间的各种通信可以跨网络例如网络30发生。网络30可以表示适合于数据传输的任何数目的网络和网络的组合。例如，网络30可以在网络地址之间传送因特网协议分组、帧中继帧、异步传送模式信元或其他合适的数据。虽然代表性示出的实施方式示出了一个网络30，但是其他实施方式可以包括更多或更少的网络30。并非包括各种网络实施方式的所有元件都可以经由网络通信。代表性方面和实现方式将认识到，跨网络通信是用于在各方之间通信的机制的一个示例，并且可以使用任何合适的机制。
图9代表性地示出了根据实施方式的三环FCS 900。类似于图8的交叉馈送装置800，三环FCS 900的元件可以至少部分地由一个或更多个计算机系统10实现。三环FCS 900的所有部件、一些部件或无部件可以位于飞行器例如旋翼飞行器100之上或附近。
图9的三环FCS 900具有飞行员输入910、外环920、速率(中)环930、内环940、解耦器950以及飞行器装置960。内环940和解耦器950的示例可以包括但不限于图8的交叉馈送装置800和内回路850。飞行器装置960的代表性示例可以包括但不限于图8的致动器位置转换器860和致动器870。
在图9的示例中，三环设计将内部稳定性环和速率反馈环与外部引导和跟踪环分开。控制律结构主要向内环940分配整体稳定性任务。接下来，中环930提供速率增强。外环920关注引导和跟踪任务。由于内环940和速率环930提供了大部分的稳定性，因此在外环层面上需要较少的控制努力。如在图9中代表性地示出的，提供开关925以接通和关断第三环飞行增强。
在一些实施方式中，内环和速率环包括应用于滚转/俯仰/偏航3轴速率陀螺仪和加速度反馈传感器的一组增益和滤波器。内环和速率环二者都可以与各种外环保持模式无关地保持激活。外环920可以包括级联的环层，级联的环层包括姿态环、速度环、位置环、竖直速度环、高度环以及航向环。
内环940、速率环930和外环920的总和被施加至解耦器950。解耦器950近似地将4轴(俯仰、滚转、偏航和总体俯仰(竖直))解耦，使得例如向前纵向杆输入不需要飞行员对角地推动杆用于手动解卷绕(deconvolution)。类似地，由于总体拉力增加扭矩并且导致增加反扭矩需求，解耦器950可以提供必要的踏板和一部分环周(例如，如果旋翼飞行器100具有倾斜尾旋翼)二者以抵消增加的扭矩。根据代表性实施方式，多个飞行特性的解耦允许对俯仰角、滚转角、偏航角或总体俯仰角的控制律自动的、调解的或至少辅助的变化，以例如执行接近操纵(例如离岸接近)。
图10示出了根据一些实施方式的用于将旋翼飞行器100着陆在离岸目标上的方法1001的流程图。方法1001可以是离岸标准接近过程(OSAP)。在块1003中，旋翼飞行器100的飞行员将接近数据输入至旋翼飞行器100的飞行管理系统(FMS)中。接近数据可以包括离岸目标的位置、接近方向、要进行的接近的类型以及错失接近点(MAP)的最小高度。在一些实施方式中，可以自动填充一些接近数据。例如，FMS可以包括接近类型和MAP的最小高度的默认设置。FMS还可以基于检测到的风向来自动确定接近方向。因此，飞行员仅被要求输入离岸目标的位置。飞行员可以在飞行期间或者甚至在飞行前的任何时候将接近数据输入FMS。
接近方向可以基于目标位置处的风向和风速。接近方向被设置成使得旋翼飞行器100从逆风方向接近离岸目标。旋翼飞行器100可以包括用于检测旋翼飞行器100处的风向和风速的系统。FMS可以基于由旋翼飞行器100检测到的风向和风速来自动设置接近方向。然而，在一些情况下，目标位置处的风向和风速可能不同于旋翼飞行器100处的风向和风速。因此，飞行员可以输入离岸目标处的风向和风速。接近类型可以是差量30°OSAP或平行偏移OSAP之一，下面将详细讨论每种类型的细节。最小MAP高度可以被设置为最小值，例如默认为约200英尺。然而，飞行员可能会将最小高度增加到默认值以上。例如，如果离岸目标异常高，则飞行员可以增加最低MAP高度。
在块1005中，FMS基于飞行员的输入来确定MAP的位置。在块1007中，飞行员输入用于进行接近的命令。飞行员可以将用于进行接近的命令输入至旋翼飞行器100中的飞行指引器(FD)或旋翼飞行器100的FCC中。在块1009中，FMS在旋翼飞行器100的当前位置与MAP之间设置航路点。FMS可以基于旋翼飞行器100的当前位置和由飞行员输入的接近数据来自动计算飞行路径。FMS然后沿着用于飞向MAP的飞行路径设置航路点。如果MAP与旋翼飞行器100位于离岸目标的相对侧，则FMS可以设置航路点使得旋翼飞行器在离岸目标上方飞行并且执行泪滴形(teardrop)转向以从正确方向接近MAP。航路点可以包括离岸初始接近定位点(OSIAF)、离岸最后接近定位点(OSFAF)、离岸决定点高度(OSDPA)、最小下降高度(MDA)和MAP。在一些实施方式中，FMS可以基于接近数据和旋翼飞行器100的位置来计算OSIAF、OSFAF和OSDPA，而MDA和MAP可以仅基于接近数据来设置。当选择差量30°OSAP时，航路点还可以包括离岸差量30°转向点(OS30P)。基于旋翼飞行器100的位置，FD可以飞向每个航路点并且转换到下一航路点。
在块1011中，FD提供对FCS的控制以使旋翼飞行器100飞向MAP。在块1013中，确定飞行员是否与离岸目标进行视觉接触。如果飞行员与离岸目标进行视觉接触，则方法1001进行到块1015，并且飞行员控制旋翼飞行器100以便将旋翼飞行器着陆在离岸目标上。飞行员可以在沿着离岸接近的任何点控制旋翼飞行器100。例如，一旦飞行员已经与离岸目标进行视觉接触，飞行员可以在旋翼飞行器100已经飞至OSIAF之后控制旋翼飞行器100。
如果旋翼飞行器到达MAP或者飞行员按下复飞(GA)按钮，则在块1017中，FD控制FCS进行复飞过程(下面更详细讨论)。在复飞过程完成之后，飞行员可以选择：如果飞行员没有与离岸目标进行视觉接触，则在块1019中中止OSAP；返回到块1003并且变更输入至FMS的接近数据；返回到块1007并且尝试进行另一次接近；或者返回到块1013并且继续尝试与离岸目标进行视觉接触。
图11A和图11B示出了飞行接近路径1101，该飞行接近路径1101包括由FMS针对到离岸目标1103的差量30°接近而设置的多个航路点。图11A从自上而下的视角示出了多个航路点，并且图11B示出了多个航路点的高度。航路点包括OSIAF 1105、OSFAF 1107、OSDPA1109、MDA 1111、OS30P 1113以及MAP 1115。OSIAF 1105可以位于距岸目标6海里(NM)、在约1,000英尺MSL与约1,500英尺MSL之间的高度处，例如约1,300英尺MSL的高度处。OSIAF1105可以具有最小高度值，例如约900英尺MSL。在方法1001的块1005中，可以由飞行员输入OSIAF 1105的高度。OSFAF 1107可以位于距岸目标3.9NM、在900英尺MSL的高度处。可能不能由飞行员输入或变更OSFAF 1107。OSDPA 1109可以位于距岸目标2.6NM、在500英尺MSL的高度处。可能不能由飞行员输入或变更OSDPA 1109。如果旋翼飞行器100不包括能够操作的无线电高度计(RA)，则MDA1111可以位于距岸目标小于1.6NM、在至少200英尺RA或250英尺MSL的高度处。MDA1111的高度可以由飞行员提高，但是不能低于200英尺RA或250英尺MSL。在一些实施方式中，如果离岸目标1103异常高，则飞行员可以提高MDA 1111高度。OS30P1113和MAP 1115可以分别位于距岸目标1103 1.1NM和0.6NM处。OS30P 1113的高度和MAP1115的高度可以与MDA 1111的高度相同。
如图11A所示，旋翼飞行器100可以朝向离岸目标1103直接从OSIAF 1105飞至OS30P 1113。一旦旋翼飞行器100到达OS30P 1113，则旋翼飞行器可以以30度的角度进行转向以进行至MAP 1115。尽管图11A示出了在OS30P 1113处左手转向，但是旋翼飞行器100可以替代地在OS30P 1113处右手转向以进行至MAP 1115(未单独示出)。在方法1001的块1005处，飞行员可以根据个人偏好输入差量30°左接近或差量30°右接近，以分别在OS30P 1113处进行左手转向或右手转向。
通过使旋翼飞行器按顺序飞向每个航路点OSIAF 1105、OSFAF 1107、OSDPA 1109、MDA 1111、OS30P 1113和MAP 1115，FCS使旋翼飞行器100飞至离岸目标1103。在到达OSFAF1107后，旋翼飞行器100可以减速至小于75节(knot)的地速或小于70节的地速。在到达MDA1111后、在到达OS30P 1113之前，旋翼飞行器100可以进一步减速至小于45节的地速。
如果在旋翼飞行器到达MAP 1115时飞行员没有与离岸目标1103进行视觉接触，或者飞行员按下GA按钮，则FCS进行复飞过程。复飞过程包括使旋翼飞行器100以差量30°航向飞至第一点1117并且爬升至900英尺MSL的高度。然后，旋翼飞行器100朝向离岸目标1103执行爬升转向并且爬升至第二点1119处的2000英尺MSL的高度。如果存在错失接近，则飞行员可以尝试变更接近数据，进行另一次接近，继续尝试与离岸目标进行视觉接触或者中止OSAP。
图12A和图12B示出了飞行接近路径1201，飞行接近路径1201包括由FMS针对到离岸目标1203的平行偏移接近而设置的多个航路点。图12A从自上而下的视角示出了多个航路点，并且图12B示出了多个航路点的高度。航路点包括OSIAF 1205、OSFAF 1207、OSDPA1209、MDA 1211以及MAP 1213。OSIAF 1205可以位于距岸目标6海里(NM)、在约1,000英尺MSL与约1,500英尺MSL之间的高度处，例如在约1,500英尺MSL的高度处。OSIAF 1205可以具有最小高度值，例如约900英尺MSL。在方法1001的块1005中，可以由飞行员输入OSIAF 1205的高度。OSFAF 1207可以位于距岸目标3.9NM、在900英尺MSL的高度处。可能不能由飞行员输入或变更OSFAF 1207。OSDPA 1209可以位于距岸目标2.4NM、在500英尺MSL的高度处。可能不能由飞行员输入或变更OSDPA 1209。如果旋翼飞行器100不包括能够操作的无线电高度计(RA)，则MDA 1211可以位于距岸目标小于1.5NM、在至少200英尺RA或250英尺MSL的高度处。MDA1211的高度可以由飞行员提高，但是不能低于200英尺RA或250英尺MSL。在一些实施方式中，如果离岸目标1203异常高，则飞行员可以提高MDA1211高度。MAP 1213可以位于距岸目标1203 0.7NM处。
如图12A所示，FMS可以针对平行偏移接近来设置航路点，使得旋翼飞行器沿平行于直接路径1219的路径飞至离岸目标1203。由FMS设置的飞行路径可以与直接路径1219偏移0.5NM。在方法1001的块1005中，根据飞行员的输入，FMS可以在离岸目标1203的左侧或离岸目标1203的右侧设置针对平行偏移接近的飞行路径。更具体地，在块1005中，飞行员可以将偏移左接近或偏移右接近输入至FMS中。飞行员可以基于个人偏好来选择右手接近或左手接近。
通过使旋翼飞行器按顺序飞向每个航路点OSIAF 1205、OSFAF 1207、OSDPA1209、MDA1211和MAP 1213，FCS使旋翼飞行器100飞至离岸目标1203。在到达OSFAF 1207后，旋翼飞行器100可以减速至小于75节的地速或小于70节的地速。在到达MDA1211后，旋翼飞行器100可以进一步减速至小于45节的地速。
如果在旋翼飞行器到达MAP 1213时飞行员没有与离岸目标1203进行视觉接触，或者飞行员按下GA按钮，则FCS进行复飞过程。复飞过程包括使旋翼飞行器100以平行偏移航向飞至第一点1215并且爬升至900英尺MSL的高度。然后，旋翼飞行器100朝向离岸目标1203执行爬升转向并且爬升至第二点1217处的2000英尺MSL的高度。如果存在错失接近，则飞行员可以尝试变更接近数据，进行另一次接近，继续尝试与离岸目标进行视觉接触或者中止OSAP。
图13示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的OSAP逻辑1300。飞行员命令数据1305(例如，来自环周控制组件262、总体控制组件264和踏板组件266的命令)和传感器数据1310(例如从旋翼飞行器100上的传感器获得的飞行数据或者由旋翼飞行器100接收到的飞行数据)被提供至OSAP逻辑块1320。OSAP逻辑块1320的输出对应于指示旋翼飞行器100当前正在进行OSAP的哪个阶段的数据。OSAP逻辑块1320向纵向控制块1340、横向控制块1350和总体控制块1360提供接近阶段数据。OSAP逻辑块1320还可以输出指示旋翼飞行器100当前正在进行纵向模式、横向模式和竖直模式中的哪个模式的数据。OSAP逻辑块1320将纵向模式数据提供至纵向控制块1340，将横向模式数据提供至横向控制块1350，以及将竖直模式数据提供至总体控制块1360。
纵向控制块1340对来自OSAP逻辑块1320的接近阶段数据、来自OSAP逻辑块1320的纵向模式数据和来自传感器数据1310的飞行数据进行操作，以产生俯仰命令1370。在代表性实施方式中，由FMS向FCS提供俯仰命令1370，以用于实现以影响伴随OSAP操纵的部件俯仰运动的执行的俯仰角的增大或减小。
横向控制块1350对来自OSAP逻辑块1320的接近阶段数据、来自OSAP逻辑块1320的横向模式数据和来自传感器数据1310的飞行数据进行操作，以产生滚转命令1380。在代表性实施方式中，由FMS向FCS提供滚转命令1380，以用于实现以影响伴随OSAP操纵的部件滚转运动的执行的滚转角或偏航速率的增大或减小。
总体控制块1360对来自OSAP逻辑块1320的接近阶段数据、来自OSAP逻辑块1320的竖直模式数据和来自传感器数据1310的飞行数据进行操作，以产生总体命令1390。在代表性实施方式中，由FMS向FCS提供总体命令1390，以用于实现以影响伴随OSAP操纵的部件总体运动的执行的总体速率的增大或减小。
图14示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的总体模式逻辑1400。接近阶段数据1405(指示旋翼飞行器100当前正在进行OSAP的哪个阶段)和飞行数据1415(包括从旋翼飞行器100上的传感器获得的传感器数据或者由旋翼飞行器100接收到的传感器数据)被提供至气压高度保持模式块1420、无线电高度保持模式块1430、飞行路径追踪模式块1440和拉平模式块1450。总体多端口开关1460被配置成使得能够从气压高度保持模式、无线电高度保持模式、飞行路径追踪模式或拉平模式中选择总体模式1410，以产生总体命令1470。在一些实施方式中，由FMS向FCS提供总体命令1470，以用于实现以与由总体多端口开关1460选择的模式对应地影响伴随OSAP操纵的部件总体运动的执行的总体俯仰的增大或减小。
图15示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的横向模式逻辑1500。接近阶段数据1505(指示旋翼飞行器100当前正在进行OSAP的哪个阶段)和飞行数据1515(包括从旋翼飞行器100上的传感器获得的传感器数据或者由旋翼飞行器100接收到的传感器数据)被提供至航向/地面跟踪模式块1520、航线跟踪模式块1530。横向多端口开关1560被配置成使得能够从航向/地面跟踪模式或航线跟踪模式中选择横向模式1510，以产生横向命令1570。在一些实施方式中，由FMS向FCS提供横向命令1570，以用于实现以与由横向多端口开关1560选择的模式对应地影响伴随OSAP操纵的部件横向运动的执行的滚转角或偏航速率的增大或减小。
图16示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的纵向模式逻辑1600。接近阶段数据1605(指示旋翼飞行器100当前正在进行OSAP的哪个阶段)和飞行数据1615(包括从旋翼飞行器100上的传感器获得的传感器数据或者由旋翼飞行器100接收到的传感器数据)被提供至空速控制模式块1620、减速模式块1630和地速控制模式块1640。纵向多端口开关1660被配置成使得能够从空速控制模式、减速模式或地速控制模式中选择纵向模式1610，以产生纵向命令1670。在一些实施方式中，由FMS向FCS提供纵向命令1670，以用于实现以与由纵向多端口开关1660选择的模式对应地影响伴随OSAP操纵的部件纵向运动的执行的俯仰的增大或减小。
图17示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的OSAP操纵的前进速度空速控制部件1700。在如图17中代表性示出的实施方式中，FMS和FCS可以被配置成使前进速度空速控制部件1700参与接近悬停操纵。接近阶段数据1605和飞行数据1615可以被提供至空速控制模式块1620。空速控制模式块1620将目标空速输出提供至空速控制比较器1710。纵向多端口开关1660将模式选择的空速飞行数据提供至空速控制比较器1710。空速控制比较器1710确定模式选择的空速飞行数据与针对当前接近阶段的期望的或计算的前进速度之间的矢量差。例如，确定感测到的空速与期望的前进速度之间的差的绝对值(或大小)以及差的符号(或方向)(例如，正指示加速以实现期望的前进速度，负指示减速以实现期望的前进速度)。空速控制比较器1710的输出被提供至空速控制增益级1720，其中，K指示期望的加速度或减速度。来自空速控制增益级1720的输出被作为纵向命令1670提供。根据一些实施方式，由FMS向FCS提供纵向命令1670，以用于实现以与对空速控制模式的选择对应地影响伴随OSAP操纵的部件纵向运动的执行的俯仰的增大或减小。
图18示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的OSAP操纵的前进速度减速部件1800。接近阶段数据1605和飞行数据1615可以被提供至减速模式块1630。减速模式块1630将目标空速输出提供至减速比较器1810。纵向多端口开关1660将模式选择的空速飞行数据提供至减速比较器1810。减速比较器1810确定模式选择的空速飞行数据与针对当前接近阶段的期望的或计算的前进速度之间的矢量差。例如，确定感测到的空速与期望的前进速度之间的差的绝对值(或大小)以及差的符号(或方向)(例如，正指示加速以实现期望的前进速度，负指示减速以实现期望的前进速度)。减速比较器1810的输出被提供至减速增益级1820，其中，K指示期望的加速度或减速度。来自减速增益级1820的输出被作为纵向命令1670提供。可以由FMS向FCS提供纵向命令1670，以用于实现以与对减速模式的选择对应地影响伴随OSAP操纵的部件纵向运动的执行的俯仰的增大或减小。
图19示出了可以由旋翼飞行器100的FMS和FCS实现的OSAP操纵的前进速度地速控制部件1900。接近阶段数据1605和飞行数据1615可以被提供至地速控制模式块1640。地速控制模式块1640将目标空速输出提供至地速控制比较器1910。纵向多端口开关1660将模式选择的地速飞行数据提供至地速控制比较器1910。地速控制比较器1910确定模式选择的地速飞行数据与针对当前接近阶段的期望的或计算的前进速度之间的矢量差。例如，确定感测到的地速与期望的前进速度之间的差的绝对值(或大小)以及差的符号(或方向)(例如，正指示加速以实现期望的前进速度，负指示减速以实现期望的前进速度)。地速控制比较器1910的输出被提供至地速控制增益级1920，其中，K指示期望的加速度或减速度。来自地速控制增益级1920的输出被作为纵向命令1670提供。可以由FMS向FCS提供纵向命令1670，以用于实现以与对地速控制模式的选择对应地影响伴随OSAP操纵的部件纵向运动的执行的俯仰的增大或减小。
图20示出了根据代表性实施方式的用于执行OSAP的方法2000。方法2000从2010开始，具有可选预处理步骤2015。步骤2015的可选预处理可以包括控制律，该控制律在在FCS的第一操作状态下操作旋翼飞行器100 2020之前(或操作的一些部分期间)执行各种调节。方法2000还包括FMS接收针对目标位置的飞行员命令的步骤2030。响应于接收到针对目标位置的飞行员命令，方法2000还包括FMS指定错失接近点(MAP)的步骤2040。方法2000还包括FMS在用于接近MAP的飞行路径中确定航路点的步骤2050。在FMS在用于接近MAP的飞行路径中确定了航路点之后，方法2000还包括FD/FCC接收用于进行接近操纵的飞行员命令的步骤2060。响应于用于进行接近操纵的飞行员命令，方法2000还包括使旋翼飞行器100飞向MAP的步骤2070。FD指示FCS变更旋翼系统110的状态以使旋翼飞行器100沿着飞行路径飞向MAP。响应于FD/FCC参与接近操纵并且旋翼飞行器100飞向MAP，方法2000还包括FCS转变至FCS的第二操作状态(或者一连串或一系列第二操作状态)的步骤2080，其中，第二操作状态(或一连串第二操作状态)能够被操作用以伴随旋翼飞行器100接近MAP(例如，在标记的目标位置上方50英尺)而减小空速并降低高度。方法2000还包括可选后处理步骤2085。在一些实施方式中，可选后处理2085可以包括在在FCS的第一操作状态下操作旋翼飞行器100期间或之后执行各种调节的控制律。方法2000还包括旋翼飞行器100悬停在MAP的标记的目标位置上方的步骤2090。
图21示出了用于实现自动OSAP操纵、中间OSAP操纵或至少辅助OSAP操纵的方法2100。方法2100从2110开始，其中，步骤2120是在初始操作状态下操作旋翼飞行器100的FCS。初始操作状态可以是操作FCS的任何状态(例如，通常被认为是稳定的操作状态)。例如，初始操作状态可以对应于旋翼飞行器100以相对恒定的非零速度进行向前飞行。步骤2130表示可选预处理，在步骤2140中FMS接收用于进行OSAP操纵的飞行员命令之前FMS可以进行(或参与)所述可选预处理。例如，可选预处理2130可以包括在在初始操作状态下操作旋翼飞行器100 2120期间执行各种调节的控制律。在步骤2140中接收到用于进行OSAP操纵的飞行员命令之后，FMS确定(在步骤2150中)俯仰角、滚转角、偏航速率或者总体俯仰角，以使旋翼飞行器100转向至顺风路径以开始OSAP操纵。在步骤2150中，FMS确定用于在OSAP操纵的执行时实现的俯仰角、滚转角、偏航速率或总体俯仰角。之后，在步骤2160中FCS转变至过渡操作状态(例如，对应于用于使旋翼飞行器100返回至MAP的RTT操纵的部件部分的过渡操作状态)。之后，OSAP操纵处理被循环2165以迭代地或顺序地确定用于在OSAP操纵的后续阶段的执行时实现的俯仰角、滚转角、偏航速率或总体俯仰角。步骤2150和2160被循环2165，直到在步骤2180中飞行员员取消OSAP操纵或者在步骤2190中到达目标位置。如果到达目标位置，则在步骤2190中旋翼飞行器100置于在目标位置上方悬停。如果飞行员可选地取消OSAP操纵，则旋翼飞行器100可以可选地返回至在OSAP操纵的进行之前存在的初始操作状态。在步骤2170中FMS可以进行可选后处理。例如，可选后处理2170可以包括执行各种自动控制功能的控制律。
图22示出了提供使FCS转变至过渡操作状态的步骤2160(参见图21)的更多细节的方法2200。方法2200包括可选预处理步骤2262。可选预处理步骤2262可以包括与图21的可选预处理步骤2130相同、类似或不同的元件或步骤。在步骤2264中，FMS对第一飞行特性进行改变。在步骤2266中，与和第一飞行特性(如之前所论述的)固有地耦合或卷绕的第二飞行特性的预期改变对应地或一致地，或者以其他方式理解地，FMS将FCS的前一操作状态改变为FCS的后一操作状态，以抵消或以其他方式解决第二飞行特性的预期改变(例如，影响滚转操纵的主旋翼倾斜参与可能需要修改总体俯仰)。之后，在步骤2268中可以执行可选后处理。可选后处理步骤2268可以同样包括或找到与图21的可选后处理步骤2170相同、类似或不同的元件。例如，2268步骤的可选后处理中的一些或全部可以是图21的可选后处理步骤2170的子集。
图23示出了用于在FMS中进行OSAP的控制逻辑2300的逻辑图。在块2310中，OSAP不激活。在块2310中，旋翼飞行器100可以操作在第一操作状态下，例如以大于0节的空速向前飞行。在块2320中，旋翼飞行器100的飞行员按下OSAP按钮，并且准备进行OSAP。在块2330中，FMS捕获航线。FMS确定旋翼飞行器100的当前位置和接近数据，该接近数据指示离岸目标位置、接近方向、接近类型和最小接近高度。然后，FMS在旋翼飞行器100的当前位置与位于距岸目标位置一定距离处的错失接近点(MAP)之间设置航路点。
一旦航线被设置并且已经进行OSAP，则FMS命令FCS进行OSAP，并且在块2340中FMS跟踪OSAP的航线。在块2350中，旋翼飞行器100的FMS跟踪旋翼飞行器在OSAP中的航线。FMS可以从旋翼飞行器100上的各种传感器收集数据，并且还可以从旋翼飞行器100外部接收数据以跟踪旋翼飞行器100的位置。
控制逻辑2300还包括速度控制块2360和竖直控制2380。在块2370中，旋翼飞行器100进行空速(ASPD)保持模式，其中，旋翼飞行器移动至离岸初始接近定位点。一旦旋翼飞行器100到达离岸初始接近定位点(OSIAF)，在块2372中旋翼飞行器100减速至Vy。Vy是旋翼飞行器100的最佳爬升速度，并且在一些实施方式中可以是大约75节。在块2374中，旋翼飞行器100然后继续前进保持前进速度Vy，直到旋翼飞行器100到达最小下降高度(MDA)。在到达MDA之后，在块2376中，旋翼飞行器100然后减速至Vtoss。Vtoss可以是旋翼飞行器100的安全起飞速度，并且在一些实施方式中可以是大约45节。
在块2390中FMS保持旋翼飞行器100的高度，直到旋翼飞行器100到达OSIAF。在一些实施方式中，旋翼飞行器100的初始高度可以是约1300英尺MSL或约1500英尺MSL。一旦旋翼飞行器100到达OSIAF，在块2392中旋翼飞行器100进入下滑道以将旋翼飞行器100的高度降低至MDA，该MDA可以是约200英尺MSL。然后，在块2394中旋翼飞行器100在MDA处拉平(level off)，并且在块2396中保持MDA。
图24示出了可选模式逻辑块2400。在一些实施方式中，可选模式逻辑块2400可以包括在图13的OSAP逻辑1300中。飞行员命令数据2405(例如来自环周控制组件262、总体控制组件264和踏板组件266的命令)和传感器数据2410(例如，从旋翼飞行器100上的传感器获得的飞行数据或者由旋翼飞行器100接收到的飞行数据)被提供至可选模式逻辑块2400。可选模式逻辑块2400的输出对应于指示在旋翼飞行器100中当前设置的接近阶段、横向模式、纵向模式和竖直模式的数据。可选模式逻辑块2400将接近阶段数据提供至图13中的纵向控制块1340、横向控制块1350和总体控制块1360。可选模式逻辑块2400还将横向模式数据提供至图13中的横向控制块1350，将纵向模式数据提供至图13中的纵向控制块1340，以及将竖直模式数据提供至图13中的总体控制块1360。
OSAP可以用于帮助飞行员飞至离岸目标。飞行员能够通过以下方式来使旋翼飞行器100飞至离岸目标：仅提供离岸目标的位置，或者提供离岸目标的位置与针对错失接近点的接近方向、接近类型和最小高度中的任一个的组合。FMS自动生成旋翼航空器100的当前位置与错失接近点之间的航路点，因此飞行员不必计算这些航路点。
根据实施方式，一种旋翼飞行器，包括：包括多个桨叶的旋翼系统；能够被操作用以接收来自飞行员的命令的控制组件；飞行控制系统(FCS)，该飞行控制系统能够被操作用以通过改变旋翼系统的操作状态来控制旋翼飞行器的飞行；以及与控制组件和FCS进行信号通信的飞行管理系统(FMS)，所述FMS能够被操作用以：从控制组件接收目标位置和多个接近参数；基于目标位置和该多个接近参数来生成旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的多个航路点；从控制组件接收用于进行接近操纵的命令；以及响应于用于进行接近操纵的命令，指示FCS飞向MAP。在实施方式中，多个接近参数包括接近类型、接近方向和最小高度。在实施方式中，接近类型包括差量30°接近或平行偏移接近。在实施方式中，差量30°接近包括右差量30°接近或左差量30°接近，平行偏移接近包括右平行偏移接近或左平行偏移接近。在实施方式中，最小高度等于或大于200英尺平均海平面。在实施方式中，旋翼飞行器还包括风传感器，并且FMS基于风传感器来设置默认接近方向。在实施方式中，旋翼飞行器还包括旋翼系统，并且FMS还能够被操作用以：变更第一飞行特性，其中，第一飞行特性的变更将导致第二飞行特性的预期改变；以及响应于对第二飞行特性的预期改变，指示FCS改变旋翼系统的操作状态以至少部分地抵消对第二飞行特性的预期改变，使得FCS能够被操作用以至少部分地分离卷绕的飞行特性。
在另一实施方式中，一种用于操作旋翼飞行器的方法，该方法包括：将接近数据输入至飞行管理系统(FMS)中，接近数据包括目标位置，目标位置包括离岸位置；基于接近数据来生成旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的飞行路径中的多个航路点；命令FMS进行接近操纵；以及变更旋翼飞行器的飞行状态以使旋翼飞行器飞过多个航路点中的每个航路点飞向MAP。在实施方式中，多个航路点按顺序包括离岸初始接近定位点(OSIAF)、离岸最后接近定位点(OSFAF)、离岸决定点高度(OSDPA)、最小下降高度(MDA)和MAP。在实施方式中，使旋翼飞行器从OSIAF飞向OSFAF包括将旋翼飞行器的高度从约1,300英尺平均海平面(MSL)降低至约900英尺MSL，使旋翼飞行器从OSFAF飞向OSDPA包括将旋翼飞行器的高度从约900英尺平均海平面(MSL)降低至约500英尺MSL，使旋翼飞行器从OSDPA飞向MDA包括将旋翼飞行器的高度从约500英尺平均海平面(MSL)降低至错失接近高度，并且使旋翼飞行器从MDA飞向MAP包括拉平旋翼飞行器的高度并且保持恒定的高度。在实施方式中，错失接近高度等于或大于200英尺MSL。在实施方式中，该方法还包括：在到达OSFAF时使旋翼飞行器减速至75节，而在到达MDA时使旋翼飞行器减速至45节。在实施方式中，多个航路点还包括离岸差量30°点(OS30P)，OS30P位于MDA与MAP之间。在实施方式中，变更飞行状态是将旋翼飞行器从第一操作状态转变至第二操作状态，将旋翼飞行器从第一操作状态转变至第二操作状态包括：改变第一飞行特性，改变第一飞行特性将导致对第二飞行特性的预期改变，并且第一飞行特性和第二飞行特性具有固有耦合关系；指示飞行控制系统(FCS)基于固有耦合关系来改变FCS的第一操作状态；以及响应于对第二飞行特性的预期改变，指示FCS转变至FCS的第二操作状态，第二操作状态能够被操作用以至少部分地补偿对第二飞行特性的预期改变，使得FCS能够被操作用以至少部分地解耦第一飞行特性与第二飞行特性的固有耦合关系。
在又一实施方式中，一种用于旋翼飞行器的设备，该设备包括处理器；以及存储要由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序包括用于执行离岸接近操纵的指令，所述用于执行离岸接近操纵的指令包括用于进行以下操作的指令：响应于用户输入了接近数据来生成飞行路径，所述飞行路径包括旋翼飞行器的当前位置与错失接近点(MAP)之间的多个航路点，接近数据包括目标位置，目标位置包括离岸位置；以及响应于用户输入了进行接近命令，指示飞行控制系统(FCS)以使旋翼飞行器飞向MAP。在实施方式中，接近数据包括接近类型，接近类型是差量30°接近或平行偏移接近。在实施方式中，所述用于执行离岸接近操纵的指令还包括用于从旋翼飞行器上的风传感器接收风向以及基于风向来设置接近方向的指令。在实施方式中，多个航路点按顺序包括离岸初始接近定位点(OSIAF)、离岸最后接近定位点(OSFAF)、离岸决定点高度(OSDPA)、最小下降高度(MDA)和MAP。在实施方式中，当选择差量30°接近时，MAP距目标位置0.6海里(NM)；而当选择平行偏移接近时，MAP距目标位置0.7NM。在实施方式中，OSIAF位于距目标位置6NM处；OSFAF位于距目标位置3.8NM处；当选择差量30°接近时，OSDPA位于距目标位置2.6NM处，或者当选择平行偏移接近时，OSDPA位于距目标位置2.4NM处；当选择差量30°接近时，MDA位于距目标位置小于1.6NM处，或者当选择平行偏移接近时，MDA位于距目标位置小于1.5NM处。
虽然已经参考说明性实施方式描述了本发明，但是这些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，所附权利要求书意在涵盖任何这样的修改或实施方式。

Claims (20)

1.一种旋翼飞行器，包括：
包括多个桨叶的旋翼系统；
能够被操作用以接收来自飞行员的命令的控制组件；
飞行控制系统FCS，所述飞行控制系统能够被操作用以通过改变所述旋翼系统的操作状态来控制所述旋翼飞行器的飞行；以及
与所述控制组件和所述FCS进行信号通信的飞行管理系统FMS，所述FMS能够被操作用以：
从所述控制组件接收目标位置和多个接近参数；
基于所述目标位置和所述多个接近参数来生成所述旋翼飞行器的当前位置与错失接近点MAP之间的多个航路点；
从所述控制组件接收用于进行接近操纵的命令；以及
响应于所述用于进行接近操纵的命令，指示所述FCS飞向所述MAP。
2.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述多个接近参数包括接近类型、接近方向和最小高度。
3.根据权利要求2所述的旋翼飞行器，其中，所述接近类型包括差量30°接近或平行偏移接近。
4.根据权利要求3所述的旋翼飞行器，其中，所述差量30°接近包括右差量30°接近或左差量30°接近，并且所述平行偏移接近包括右平行偏移接近或左平行偏移接近。
5.根据权利要求2所述的旋翼飞行器，其中，所述最小高度等于或大于200英尺平均海平面。
6.根据权利要求2所述的旋翼飞行器，还包括风传感器，其中，所述FMS基于所述风传感器来设置默认接近方向。
7.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，还包括旋翼系统，其中，所述FMS还能够被操作用以：
变更第一飞行特性，其中，所述第一飞行特性的变更将导致第二飞行特性的预期改变；以及
响应于对所述第二飞行特性的预期改变，指示所述FCS改变所述旋翼系统的操作状态以至少部分地抵消对所述第二飞行特性的预期改变，使得所述FCS能够被操作用以至少部分地分离卷绕的飞行特性。
8.一种用于操作旋翼飞行器的方法，所述方法包括：
将接近数据输入至飞行管理系统FMS中，飞行控制数据包括目标位置，所述目标位置包括离岸位置；
基于所述接近数据来生成所述旋翼飞行器的当前位置与错失接近点MAP之间的飞行路径中的多个航路点；
命令所述FMS进行接近操纵；以及
变更所述旋翼飞行器的飞行状态以使所述旋翼飞行器飞过所述多个航路点中的每个航路点飞向所述MAP。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述多个航路点按顺序包括离岸初始接近定位点OSIAF、离岸最后接近定位点OSFAF、离岸决定点高度OSDPA、最小下降高度MDA和所述MAP。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述旋翼飞行器从所述OSIAF飞向所述OSFAF包括：将所述旋翼飞行器的高度从约1,300英尺平均海平面MSL降低至约900英尺MSL，其中，使所述旋翼飞行器从所述OSFAF飞向所述OSDPA包括：将所述旋翼飞行器的高度从约900英尺平均海平面MSL降低至约500英尺MSL，其中，使所述旋翼飞行器从所述OSDPA飞向所述MDA包括：将所述旋翼飞行器的高度从约900英尺平均海平面MSL降低至错失接近高度，并且其中，使所述旋翼飞行器从所述MDA飞向所述MAP包括：拉平所述旋翼飞行器的高度并且保持恒定的高度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述错失接近高度等于或大于200英尺MSL。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：在到达所述OSFAF时使所述旋翼飞行器减速至75节，而在到达所述MDA时使所述旋翼飞行器减速至45节。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个航路点还包括离岸差量30°点OS30P，所述OS30P位于所述MDA与所述MAP之间。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，变更所述飞行状态是将所述旋翼飞行器从第一操作状态转变至第二操作状态，其中，将所述旋翼飞行器从所述第一操作状态转变至所述第二操作状态包括：
改变第一飞行特性，其中，改变所述第一飞行特性将导致对第二飞行特性的预期改变，并且其中，所述第一飞行特性和所述第二飞行特性具有固有耦合关系；
指示飞行控制系统FCS基于所述固有耦合关系来改变所述FCS的所述第一操作状态；以及
响应于对所述第二飞行特性的预期改变，指示所述FCS转换至所述FCS的所述第二操作状态，其中，所述第二操作状态能够被操作用以至少部分地补偿对所述第二飞行特性的预期改变，使得所述FCS能够被操作用以至少部分地解耦所述第一飞行特性与所述第二飞行特性的所述固有耦合关系。
15.一种用于旋翼飞行器的设备，包括：
处理器；以及
存储要由所述处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序包括用于执行离岸接近操纵的指令，所述用于执行离岸接近操纵的指令包括用于进行以下操作的指令：
响应于用户输入了接近数据来生成飞行路径，所述飞行路径包括所述旋翼飞行器的当前位置与错失接近点MAP之间的多个航路点，所述接近数据包括目标位置，所述目标位置包括离岸位置；以及
响应于所述用户输入了进行接近命令，指示飞行控制系统FCS使所述旋翼飞行器飞向所述MAP。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述接近数据包括接近类型，其中，所述接近类型是差量30°接近或平行偏移接近。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述用于执行离岸接近操纵的指令还包括用于从所述旋翼飞行器上的风传感器接收风向以及基于所述风向来设置接近方向的指令。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，所述多个航路点按顺序包括离岸初始接近定位点OSIAF、离岸最后接近定位点OSFAF、离岸决定点高度OSDPA、最小下降高度MDA和所述MAP。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，当选择所述差量30°接近时，所述MAP距所述目标位置0.6海里NM；而当选择所述平行偏移接近时，所述MAP距所述目标位置0.7NM。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述OSIAF位于距所述目标位置6NM处；所述OSFAF位于距所述目标位置3.8NM处；当选择所述差量30°接近时，所述OSDPA位于距所述目标位置2.6NM处，或者当选择所述平行偏移接近时，所述OSDPA位于距所述目标位置2.4NM处；当选择所述差量30°接近时，所述MDA位于距所述目标位置小于1.6NM处，或者当选择所述平行偏移接近时，所述MDA位于距所述目标位置小于1.5NM处。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180134230A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US20230229173A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-20 Textron Innovations Inc. Automatic low-speed aircraft maneuver wind compensation

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175017A (zh) * 1996-08-22 1998-03-04 波音公司 飞机俯仰增稳和指令增控系统
CN101061033A (zh) * 2002-06-12 2007-10-24 托马斯·沙驰 飞行器及其在垂直、水平和飞行过滤模式中的控制方法
WO2010077531A2 (en) * 2008-12-30 2010-07-08 Sikorsky Aircraft Corporation Module for integrated approach to an offshore facility
CN102867073A (zh) * 2011-07-08 2013-01-09 中国民航科学技术研究院 一种基于性能导航的飞行程序设计系统及验证平台和验证方法
CN103661966A (zh) * 2012-09-17 2014-03-26 贝尔直升机德事隆公司 着陆点指示系统
WO2014092563A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Stichting Nationaal Lucht- En Ruimtevaartlaboratorium System and method for determining an instrument approach procedure for an aircraft
US20140244079A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Airbus Helicopters Procedure for facilitating the approach to a platform
CN104181569A (zh) * 2009-08-11 2014-12-03 瑟塔思唯优科技有限责任公司 配备移动/便携装置的定位设备
CN104246641A (zh) * 2012-02-26 2014-12-24 埃尔比特系统有限公司 Uav的安全紧急降落
US20150314855A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 Sikorsky Aircraft Corporation Coaxial rotor low-speed mixing
US20150375872A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Airbus Helicopters Method of facilitating the approach to a platform
US20160137289A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Airbus Helicopters Method and a device for controlling at least two subsystems of an aircraft
US20170210466A1 (en) * 2014-09-23 2017-07-27 Sikorsky Aircraft Corporation Initial rotor state compensation for a rotorcraft

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4577275A (en) * 1983-05-31 1986-03-18 United Technologies Corporation Flight director go-around mode
IL217501A (en) * 2012-01-12 2017-09-28 Israel Aerospace Ind Ltd A method and system for maneuvering aircraft
FR3006800B1 (fr) 2013-06-05 2015-06-12 Eurocopter France Procede d'approche d'une plateforme
FR3058555B1 (fr) * 2016-11-10 2021-02-12 Thales Sa Uniformisation des approches plateforme pour aeronef

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175017A (zh) * 1996-08-22 1998-03-04 波音公司 飞机俯仰增稳和指令增控系统
CN101061033A (zh) * 2002-06-12 2007-10-24 托马斯·沙驰 飞行器及其在垂直、水平和飞行过滤模式中的控制方法
WO2010077531A2 (en) * 2008-12-30 2010-07-08 Sikorsky Aircraft Corporation Module for integrated approach to an offshore facility
CN104181569A (zh) * 2009-08-11 2014-12-03 瑟塔思唯优科技有限责任公司 配备移动/便携装置的定位设备
CN102867073A (zh) * 2011-07-08 2013-01-09 中国民航科学技术研究院 一种基于性能导航的飞行程序设计系统及验证平台和验证方法
CN104246641A (zh) * 2012-02-26 2014-12-24 埃尔比特系统有限公司 Uav的安全紧急降落
CN103661966A (zh) * 2012-09-17 2014-03-26 贝尔直升机德事隆公司 着陆点指示系统
WO2014092563A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Stichting Nationaal Lucht- En Ruimtevaartlaboratorium System and method for determining an instrument approach procedure for an aircraft
US20140244079A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Airbus Helicopters Procedure for facilitating the approach to a platform
US20150314855A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 Sikorsky Aircraft Corporation Coaxial rotor low-speed mixing
US20150375872A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Airbus Helicopters Method of facilitating the approach to a platform
US20170210466A1 (en) * 2014-09-23 2017-07-27 Sikorsky Aircraft Corporation Initial rotor state compensation for a rotorcraft
US20160137289A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Airbus Helicopters Method and a device for controlling at least two subsystems of an aircraft

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