CN114940259A - 飞行器的控制系统以及相关联的飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于飞行器(2)的控制系统(1)，其允许所述飞行器(2)的飞行员控制空气动力学装置(3)，所述控制系统(1)包括处理单元(7)以生成控制命令，所述控制命令被传送到控制装置(4)以修改所述空气动力学装置(3)的位置并且沿着具有俯仰控制轴线、滚转控制轴线、偏航运动控制轴线和升力控制轴线的四个控制轴线操纵所述飞行器(2)，所述控制系统(1)包括生成控制指令的控制器件(10)，所述控制指令被传送到根据所述控制指令生成所述控制命令的所述处理单元(7)，所述控制器件(10)与所述控制装置(4)机械分离。

Description

飞行器的控制系统以及相关联的飞行器
技术领域
本发明涉及一种用于飞行器的控制系统。
更具体地，本发明涉及一种控制系统，其允许促进对飞行器的操纵，例如，固定翼飞行器或旋转翼飞行器，特别是直升机。
背景技术
通常，飞行器操纵员使用分开的多个控制器件(如杠杆、柄杆、踏板或方向盘)以沿着多个轴线操纵飞行器。特别地，彼此独立的多个分开控制器件允许沿四个控制轴线操纵飞行器，这些控制轴线具有俯仰控制轴线、滚转控制轴线、偏航控制轴和升力控制轴线。
此外，根据第一示例且特别是当飞行器是直升机时，这种升力控制轴线可以允许例如修改飞行器相对于海平面的高度或相反地保持该高度不变。
根据第二示例且特别是当飞行器是飞机时，这种升力控制轴线也可以允许修改推力并因此修改飞行器相对于地面的位移速度。
如FR 2 479 133所述，还已知允许控制飞行器的空气动力学装置的控制系统，其具有机械分离飞行控制。这种控制系统在英文中有时被称为"线控飞行"并因此尤其允许通过消除驾驶舱中的某些机械联接部件(如杆件、拉杆或线缆)来改善驾驶舱的人机工程学并提供更好的可见性。此外，该文献还描述了可由飞行员操纵的单一控制杆。因此，控制杆可根据环形线性类型的联接而移动并且相对于飞行员所坐的飞行器座椅具有三个旋转自由度以及一个平移自由度。多种运动是可能的，即上下竖直运动、前后纵向运动、左右侧向运动、以及围绕基本竖直设置的旋转轴线的旋转运动。
力反馈系统作用于控制杆以克服控制杆的不同运动并允许将其重置到中央休息位置。
然而，对控制杆的操作可能需要对该类型飞行器的飞行员进行特殊培训和资格认证。
此外，控制杆的纵向和侧向运动可能需要飞行员有相对较大的操控力。因此，这种控制系统可能通过重复作用力对其的长期使用而产生飞行员的疲劳源。
文献EP 2 759 473描述了一种控制器件，其设置有用于沿升力控制轴线操纵飞行器的集合步进杆以及用于沿偏航控制轴线控制飞行器的柄杆。
因此，这种控制器件允许将对飞行器的控制只沿两个控制轴线进行分组。因此，这种控制器件应该与例如循环步进柄杆或迷你步进柄杆相结合以沿俯仰控制轴线和滚转控制轴线操纵飞行器。
如文献FR 3 038 294所述，还已知这样一种控制系统，其包括分开的两个控制器件，其分别由飞行员和副驾驶致动。这种控制器件包括两个迷你柄杆，其尤其允许对飞行器的俯仰和滚转控制。
然而，这些控制器件应该与例如允许实现对飞行器的偏航运动的控制以及升力的控制的其他控制器件相关联。
文献US10683100本身描述了一种用于飞行器的控制系统，其具有钮208，被构造为控制飞行器在地面或空中的位移。因此，钮208可相对于座椅的右扶手移动。因此，描述了钮208的四个移动度，即一方面是沿三个正交轴线的三个平移，即水平设置并限定了平面的两个轴线以及竖直轴线，且另一方面是沿竖直轴线的旋转。
此外，据指出，钮208可以允许沿所有方向且因此沿相对于地面的六个移动度导向飞行器。
然而，钮208形成可相对于联接至飞行器的支撑件移动的手柄。
该钮208的位移需要使用至少两个手指并迫使飞行员进行手腕、前臂、手臂甚至肩膀的旋转运动。
文献US 2014/027565描述了一种手柄18，其延伸出允许周期性地控制直升机旋翼的叶片的间距的柄杆14。这种柄杆14因此可以沿至少两个旋转轴线相对于联接到飞行器的支撑件旋转移动。
该手柄18尤其可以包括开关450，其允许接合/脱离自动操纵仪。
文献EP 3 366575本身涉及一种用于旋翼机的电控系统，其包括生成控制律的信息装置。
这些控制律可以允许将滚转或偏航运动控制接合至飞行员控制组件的开关402。滚转控制的滚转角(或偏航控制的偏航率)是根据旋翼机的前进速度确定的。开关402可以设置在集合步进控制杆的手柄264a上。此外，开关402是"Bip"型的。
文献US 2015/375850、FR 3 097527、EP 2 927784和US 2020/079507本身均描述了其他的实施方案，其具有安装在循环步进柄杆的手柄上，甚至安装在与仪表盘成一体的板面上的不同控制钮。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种替代的控制系统，其允许克服上述限制。
此外，本发明的目的在于提供一种控制系统，其使用是直观的并且具有使用简单且易于操作的控制器件。
因此，本发明涉及一种用于飞行器的控制系统，该控制系统被构造为允许飞行器的飞行员控制飞行器的空气动力学装置，该控制系统包括用于生成控制命令的处理单元，该控制命令被发送到控制装置以用于修改空气动力学装置的位置并沿具有俯仰控制轴线、滚转控制轴线、偏航运动控制轴线和升力控制轴线的四个控制轴线操纵飞行器，控制系统包括生成控制指令的控制器件，控制指令被传输到处理单元，该处理单元根据控制指令生成控制命令，控制器件与控制装置机械分离。
根据本发明，这种控制系统的特征在于控制器件至少包括：
-多向控制界面，其生成控制指令以用于一方面沿第一控制轴线且另一方面沿与第一控制轴线不同的第二控制轴线操纵飞行器，第一控制轴线和第二控制轴线选自四个控制轴线，
-第一双向控制钮，其生成控制指令以用于沿着不同于第一控制轴线和第二控制轴线的第三控制轴线操纵飞行器，第三控制轴线选自四个轴线，以及
-第二双向控制钮，其生成控制指令以用于沿着不同于第一控制轴线、第二控制轴线和第三控制轴线的第四控制轴线操纵飞行器，第四控制轴线选自四个轴线，以及
-手柄，其被构造为由飞行员的手握持，多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮设置在手柄的第一端部上，多向控制界面、第一双向控制钮以及第二双向控制钮被构造为由飞行员的手的至少一根手指致动，该手柄包括第二端部，该第二端部被构造为根据零自由度嵌套型联接件而与飞行器的支撑件成一体。
换言之，多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮由同一控制器件承载。进一步地，第一双向控制钮和第二双向控制钮分别与多向控制界面分离。优选地，所述多向控制界面、所述第一双向控制钮和所述第二双向控制钮可彼此并列设置在所述手柄的外面上。
此外，多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮附接在手柄的外面上且因此不与接收其的手柄形成单件组件。
因此，由飞行员或副驾驶手持的这种手柄不能相对于飞行器的支撑件平移或旋转移动。多向控制界面，第一双向控制钮和第二双向控制钮因此可以只通过一根或多根手指的力来致动且不需要使手、手腕、前臂、手臂甚至肩膀相对于飞行器的支撑件位移。
因此，控制器件包括多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮以用于沿着四个控制轴线操纵飞行器而在其间没有任何符合人体工程学联接。
因此，通过这种控制系统操纵飞行器更容易执行并且需要一根或两根手指的小幅度且具有对飞行员的运动的有限协调的手势。
飞行员因此可以在不执行对控制器件的任何位移或移动的情况下操纵飞行器。因此，飞行员无需在控制杆上施加作用力以使控制杆位移并可能用其手、其手腕、其前臂、其手臂或其肩膀来抵抗恢复力。根据本发明，飞行员仅致动多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮来沿四个轴线操纵飞行器。此外，多向控制界面可以包括例如球、滚球、触摸平板或板、方向十字、模拟摇杆甚至是中式帽子形状的钮。
因此，这种多向控制界面可以由飞行员的手的手掌或手的一根或多根手指致动。
可能地，飞行器的飞行员可以仅借助其手的手指中的一根手指，例如其右手的拇指而沿着四个控制轴线操纵飞行器。在这种情况下，多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮不能同时致动，而是由飞行员或副驾驶的同一手指一个接一个地单独启动。例如，多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮通过执行脉冲式接触然后自动返回中心静止位置而被致动。因此可以使用力反馈或恢复装置以将多向控制界面、第一双向控制钮和第二双向控制钮重置于其相应的中心位置。
此外，根据控制界面上多向和双向控制钮的选择位置，飞行器的飞行员也可以借助其手的手指中的多个手指(例如其右手的食指和中指)同时沿四个控制轴线操纵飞行器。在这种情况下，通过执行脉冲接触类型然后自动返回到中心静止位置，同时实现多向控制钮由拇指致动，第一双向钮由食指致动，且第二双向钮可以由中指致动。
此外，处理单元可以包括例如至少一个处理器和至少一个存储器、至少一个集成电路、至少一个可编程系统、至少一个逻辑电路，这些示例不限制赋予术语“处理单元”的范围。此外，术语处理器可以指以缩写词CPU已知的中央处理单元、图形处理单元GPU、以缩写词DSP已知的数字单元、微控制器等。
这种处理单元可以有线或无线地连接到多向控制界面以接收例如俯仰和滚转控制指令。这些控制指令然后由生成控制命令作为输出的处理单元处理。这种控制命令可以根据其他输入参数而变化，例如飞行器的位移速度。
因此，当位移速度低于预定速度阈值时，多向控制界面可以通过由处理单元执行的处理而允许飞行员例如相对于地面沿纵向方向和侧向方向修改位移速度参考或位移速度目标。这些纵向和侧向方向可以有利地选择为彼此垂直并且因此允许利用与重力相关联的竖直方向来限定正交地面参考系。
可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，多向控制界面和处理单元可以允许飞行员例如相对于空中和/或可能地沿纵向和侧向方向修改位移速度参考或位移速度目标。
同样，第一双向控制钮和/或第二双向控制钮可以包括例如滚轮、方向十字、模拟摇杆或者甚至是中式帽子形状钮。
根据示例性实施例，第一双向控制钮可由飞行员沿朝向飞行器的左侧的左侧方向和沿朝向飞行器的右侧的右侧方向进行操控。左侧和右侧进一步是相对于内接在从飞行器的尾部朝向飞行器的机头延伸的前后平面中的前后方向而限定的。
此外，第二双向控制钮可由飞行员沿朝向飞行器的上侧或前侧的高方向和沿朝向飞行器的下侧或后侧的低方向进行操控。
此外，第一双向控制钮和第二双向控制钮还有线或无线地连接到处理单元以处理由此产生的控制指令并根据飞行器的位移速度不同地操纵飞行器。
因此，当位移速度小于预定速度阈值时，第二双向控制钮可以允许飞行员例如沿地面参考系的竖直方向修改位移速度参考或位移速度目标。
可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，第二双向控制钮可以允许飞行员例如修改飞行器的当前轨迹的斜率参考或斜率目标。
此外，无论飞行器的位移速度如何，第一双向控制钮都可以允许飞行员例如修改飞行器的航向参考或偏航角速度目标。
根据本发明的示例性实施例，第一控制轴线可以是俯仰控制轴线，第二控制轴可以是滚转控制轴线，第三控制轴线可以是偏航控制轴线并且第四控制轴线可以是升力控制轴线。
有利地，第一双向控制钮和第二双向控制钮可以集合并形成多向控制钮。
在这种情况下，多向控制钮可以像多向控制界面一样例如包括球、滚球、触摸平板或板、方向十字、模拟摇杆甚至中式帽子形式的钮。
在这种情况下，这种多向控制钮可以允许飞行员借助其手的手指中的两个(例如其右手的拇指和食指)同时沿着四个控制轴线操纵飞行器。
此外，根据手柄在飞行器的驾驶舱中的设置，设想了本发明的多种变型实施例。
根据与前述变型兼容的本发明的另一变型，控制器件可包括至少一个单稳态断续器，其可在静止位置和产生选择控制指令的激活位置之间致动。
这种选择控制指令然后有线或无线地传输到处理单元以选择例如至少一种自动操纵模式并且通常因此修改处理单元的输出控制命令。
此外，为了更清楚，控制器件可以有利地包括以下单独描述的一个或多个单稳态断续器。
根据第一示例，由至少一个单稳态断续器生成的选择控制指令可以允许选择称为“接近模式”的第一自动操纵模式，该接近模式由处理单元通过生成控制命令以沿着朝向着陆区域的预定下降路径自动操纵飞行器来实现。
此外，在这种接近模式下，处理单元还可以生成根据其他参数(例如飞行器的位移速度)而变化的控制命令。
因此，当位移速度低于预定速度阈值时，这种接近模式可以允许飞行员独立于多向或双向控制钮的位置而默认地预先定位沿地面参考系的竖直方向的位移速度参考或位移速度目标。这种速度目标例如可以是每分钟500英尺(ft/min)或每分钟152.4米(m/min)。
可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，接近模式可以允许飞行员默认地预先定位例如飞行器的斜率参考或斜率目标。这种斜率目标可以例如等于-4度。
有利地，第一双向控制钮和第二双向控制钮能够形成多向控制钮，至少一个单稳态断续器可以由多向控制钮形成，选择控制指令在飞行员对多向控制钮施加压力时生成。
换言之，多向控制钮是多功能的，其允许飞行员沿着偏航运动控制轴线、沿着升力控制轴线操纵飞行器并在他希望实现着陆阶段时控制对接近模式的选择。
根据第二个示例，由至少一个单稳态断续器产生的选择控制指令可以选择称为“悬停模式”的自动操纵模式，该悬停模式由处理单元通过生成控制命令以自动控制飞行器的位移速度的减小来实现。
此外，在这种悬停模式下，处理单元还可以生成根据其他参数(例如飞行器的位移速度)而变化的控制命令。
因此，当位移速度低于预定速度阈值时，悬停模式可以允许飞行员选择飞行器相对于地面的零位移速度。
可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，悬停模式可以允许飞行员将飞行器的位移速度降低到另一预定速度阈值，其例如可以是飞行器的最佳爬升速度。
根据第三示例，由至少一个单稳态断续器产生的选择控制指令可以允许选择称为“平飞模式”的自动操纵模式成为可能，该平飞模式由处理单元通过产生控制命令以自动控制消除飞行器沿竖直方向上的位移速度来实现。
在这种平飞模式中，处理单元还可以生成根据其他参数(例如飞行器的位移速度)而变化的控制命令。
因此，当位移速度低于预定速度阈值时，平飞模式可以允许飞行员请求飞行器相对于地面的零竖直位移速度。
可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，平飞模式可以允许飞行员请求飞行器的当前位移路径的零斜率。
根据第四示例，由至少一个单稳态断续器产生的选择控制指令可以允许选择称为“复飞模式”的自动操纵模式，复飞模式由处理单元生成控制命令以自动控制中断飞行器的着陆阶段而实现。
在这种复飞模式中，处理单元可以生成控制命令以自动控制回避机动并避免例如与障碍物碰撞或在失误接近时避免碰撞。飞行器然后可以自动恢复高度。
根据本发明的特定示例性实施例，控制系统可能包括自动操纵装置，由至少一个单稳态断续器产生的选择控制指令可以允许选择“接管模式”，接管模式由处理单元一方面通过停用最初被激活以操纵飞行器的自动操纵装置且另一方面通过激活控制器件以沿着四个控制轴线专门操纵飞行器而实现。
因此，在紧急情况下，例如当自动操纵装置发生故障或当飞行器的当前轨迹中存在障碍物或另一飞行器时，飞行器的飞行员可以选择这种接管模式。一旦飞行员选择了接管模式，自动操纵装置将不再能够操纵飞行器，除非飞行员稍后再次请求。
根据本发明的另一特定示例性实施例，控制系统包括一组多个其他控制器件，由至少一个单稳态断续器产生的选择控制指令可以选择“接管模式”，该模式由处理单元一方面通过停用所有最初被激活以操纵飞行器的其他控制装置且另一方面通过激活控制器件以沿着四个控制轴线专门操纵飞行器而实现。
此外，在紧急情况下，例如当飞行员感觉不适或不再能够操纵飞行器时，飞行器的副驾驶可以选择这种接管模式。一旦副驾驶选择了接管模式，则飞行员就不能再操纵飞行器。
有利地，多个其他控制器件可以包括用于由飞行员的第一只手来致动同时生成俯仰和滚转控制指令的柄杆以用于一方面沿着俯仰控制轴线且另一方面更具滚转控制轴线来操纵飞行器、用于由飞行员的第二只手来致动同时产生升力控制指令的杠杆以用于沿升力控制轴线操纵飞行器、以及用于由飞行员的脚来致动同时产生偏航运动控制指令的踏板以用于沿偏航运动控制轴线操纵飞行器，接管模式由飞行器的副驾驶选择。
换言之，根据本发明的控制器件允许为副驾驶配备简化的操纵舱并且可以与用于飞行员的更传统且更完整的操纵舱相关联。
当不选择接管模式时，副驾驶则可以执行对飞行器进行导航、对飞行参数进行监测、与飞行员进行协商或对外部环境进行监测的功能。然而，副驾驶被解除对飞行器进行操纵的功能。
本发明还涉及一种飞行器，其特征在于其包括上述控制系统。
因此，根据本发明的飞行器例如选自包括诸如飞机的固定翼飞行器、诸如具有一个或多个推进和/或升力旋翼的旋翼飞机的旋翼飞行器的组。
有利地，手柄的第二端部可以固定到飞行器的支撑件，该支撑件选自包括仪表板、座椅、扶手、门和挂架的组。
在这种情况下，控制器件因此相对于飞行器的驾驶舱的器件(例如仪表板、座椅、扶手、允许飞行员从飞行器的外部进入驾驶舱的门或者甚至固定在驾驶舱的地板上的挂架)是固定且不可移动的。
附图说明
本发明及其优点将在下文参考附图以说明性的方式给出的示例描述的上下文中更详细地显现，这些附图表示：
图1是根据本发明的飞行器的第一示例的侧视图，
图2是本发明第一变型实施例的前视图，
图3是本发明第二变型实施例的前视图，以及
图4是根据本发明的飞行器的第二示例的透视图。
具体实施方式
在多个不同的图中出现的元件被分配了单一且相同的附图标记。
如已经提到的，本发明因此涉及飞行器的控制系统的领域。
如图1所示，飞行器2可以通过操控特别是空气动力学装置3来操纵。当飞行器2具有诸如旋翼飞行器的旋翼时，这些空气动力学装置3可以例如包括旋翼叶片。
这种飞行器2因此通过控制系统1进行操纵，该控制系统1包括控制器件10，该控制器件10通过传输到处理单元7的电或光信号而生成控制指令。
处理单元7本身被构造为根据接收到的控制指令生成命令。
这种控制器件10因此与控制装置4机械分离，该控制装置4被构造为修改空气动力学装置3的位置。
这些控制装置4可以包括例如起重器、马达或伺服控制器。这种控制装置4然后允许至少一名飞行员沿着具有俯仰控制轴线、滚转控制轴线、偏航运动控制轴线和升力控制轴线的四个控制轴线操纵飞行器2。
这种控制系统1因此包括单个控制器件10，该控制器件10被构造为允许飞行员沿着四个控制轴线操纵飞行器2。
如图2所示，该控制器件10包括多向控制界面11，其生成传输到处理单元7的控制指令。然后，处理单元7根据控制指令生成控制命令并因此允许飞行员沿第一控制轴线和第二控制轴线操纵飞行器2。这种第一控制轴线例如可以是俯仰控制轴线并且第二控制轴线可以是滚转控制轴线。
此外，多向控制界面11可以包括球、滚球、触摸平板或板、方向十字、模拟摇杆甚至是中式帽子形状的钮。
这种多向控制界面11因此可以由手的手掌或由飞行员的手的一个或多个手指致动。
此外，处理单元7所产生的控制命令可根据其他参数而变化，例如飞行器2的位移速度。
因此，当位移速度低于预定速度阈值时，多向控制界面11和处理单元7可以允许飞行员例如修改相对于地面沿纵向方向和侧向方向的位移速度参考或位移速度目标。可替代地，当位移速度大于该预定速度阈值时，多向控制界面11和处理单元7可以允许飞行员例如修改飞行器2相对于空中的位移速度参考或位移速度目标。
控制器件10还包括第一双向控制钮12，该第一双向控制钮12可例如朝向左侧和右侧致动以沿着例如对应于偏航运动控制轴线的第三控制轴线操纵飞行器2。控制器件10还包括第二双向控制钮13，该第二双向控制钮13例如可朝向上侧和下侧致动以沿着本身例如对应于升力控制轴线的第四控制轴线操纵飞行器2。
如图2所示的本发明的第一变型实施例所示，第一双向控制钮12和第二双向控制钮13可以彼此独立并且包括滚轮、方向十字、模拟摇杆甚至中式帽子形状的钮。
然而，根据如图3所示的第二变型，第一双向控制钮22和第二双向控制钮23可以有利地集合并形成多向控制钮24。
在这种情况下，多向控制钮24可以如多向控制界面11、21一样包括球、滚球、触摸平板或板、方向十字、模拟摇杆甚至是中式帽子形状的钮。
此外，第一双向控制钮12、22和第二双向控制钮13、23可能允许飞行员经由处理单元7根据其他参数(例如飞行器2的位移速度)来不同地控制飞行器2。
因此，当飞行器2的位移速度低于预定速度阈值时，第二双向控制钮13、23可以允许飞行员例如修改沿地面参考系的竖直方向的位移速度参考或位移速度目标。
可替代地，当飞行器2的位移速度大于该预定速度阈值时，第二双向控制钮13、23和处理单元7可以允许飞行员例如修改飞行器2的当前轨迹的斜率参考或斜率目标。
此外，无论飞行器2的位移速度如何，第一双向控制钮12、22和处理单元7都可以允许飞行员例如修改飞行器2的偏航角速度参考或偏航角速度目标。
此外，如图2至图3所示，控制器件10、20包括手柄15、25，手柄15、25被构造成由飞行员或副驾驶的手握住。在这种情况下，多向控制界面11、21、第一双向控制钮12、22和第二双向控制钮13、23因此设置在手柄15、25的第一端部16、26上。多向控制界面11、21，第一双向控制钮12、22和第二双向控制钮13、23然后例如以彼此并列的方式放置在手柄15、25的外面上并且例如被构造为由飞行器2的飞行员或副驾驶握住手柄的手的同一手指(例如拇指)一个接一个地单独致动。
可替代地，多向控制界面11、21，第一双向控制钮12、22和第二双向控制钮13、23也可以以彼此并列的方式放置在手柄15、25上并被构造为由飞行器2的飞行员或副驾驶的握住柄杆的手的两个手指(例如拇指和食指)一个接一个地单独致动。
此外，这种手柄15、25还包括第二端部17、27，第二端部17、27零自由度嵌套联接连接地与飞行器的支撑件5(例如仪表板、座椅、扶手、门或甚至固定在飞行器2的驾驶舱的地板上的挂架)成一体。
此外，无论本发明的变型实施例如何，控制器件10、20均可以包括一个或多个单稳态断续器50、51、52、53、54，其允许飞行员或副驾驶例如致动不同的自动操纵模式以促进对飞行器2的操纵。
此外，这些单稳态断续器50、51、52、53、54各自都可在静止位置和生成选择控制指令的激活位置之间致动。
因此，这种单稳态断续器50、51可以允许生成选择控制指令以选择称为“接近模式”的第一自动操纵模式。该接近模式由处理单元7通过生成控制命令以沿着朝向着陆区域的预定下降轨迹自动操纵飞行器2来实现。
另外并参考图3，当第一双向控制钮22和第二双向控制钮23形成多向控制钮24时，单稳态断续器51也可以由多向控制钮24形成。在这种情况下，单稳态断续器51可由飞行员或副驾驶通过沿多向控制钮24的杆延伸所沿的方向XX'施加压力来致动。
此外，通过单稳态断续器52所生成的选择控制指令可以选择称为“悬停模式”的自动操纵模式。这种悬停模式然后由处理单元7通过生成控制命令以自动控制飞行器2的位移速度的降低，可能降低到相对于地面的速度基本上为零来实现。
此外，通过单稳态断续器53所生成的选择控制指令可以选择称为“平飞模式”的自动操纵模式。这种平飞模式然后由处理单元7通过生成控制命令以自动控制取消飞行器2在竖直方向上的位移速度来实现。
此外，通过单稳态断续器54所生成的选择控制指令可以选择称为“复飞模式”的自动操纵模式。这种复飞模式然后由处理单元7通过生成控制命令以自动控制中断飞行器2的着陆阶段来实现。
此外，如图1所示，控制系统1还可以包括自动操纵装置56，其允许操纵这种飞行器2而无需飞行员的任何特定动作来生成控制指令。
因此，如果单稳态断续器55由飞行员致动，则其生成选择控制指令以选择“接管模式”，该接管模式由处理单元7一方面通过停用最初激活以操纵飞行器2的自动操纵装置56且另一方面通过激活控制器件10以沿四个控制轴线专门操纵飞行器2来实现。
如图4所示，控制系统61可以装备包括一组60多个控制器件63-65的飞行器62。在这种情况下，控制器件30可以包括另一单稳态断续器55，其生成允许副驾驶选择“接管模式”的选择控制指令。
这种接管模式然后由处理单元67实现且因此允许飞行器62的副驾驶一方面停用最初激活以操纵飞行器62的多个其他控制器件63-65的组且另一方面激活控制器件30以允许副驾驶沿四个控制轴线专门操纵飞行器62。
在这种情况下，其他控制器件63-65可以尤其包括柄杆63，其用于由飞行员的第一只手致动同时生成俯仰和滚转控制指令以沿俯仰控制轴线和滚转控制轴线来操纵飞行器62。其他控制器件还可包括杠杆64，其用于由飞行员的第二只手致动同时生成升力控制指令以沿升力控制轴线操纵飞行器62；以及和踏板65，其用于由飞行员的脚致动同时生成偏航运动控制指令以沿偏航运动控制轴线操纵飞行器62。
这种接管模式可以由飞行器62的副驾驶在紧急情况下激活，例如，如果飞行员感觉不适或不再能够操纵飞行器62。此外，接管模式也可以与飞行器62的多个自动操纵率相关联以例如自动操纵悬停、减慢前进速度、取消竖直位移速度、复飞等。
此外并且如图4所示，飞行器62可以包括例如以大致共面的方式彼此相邻设置的多个旋翼3。不同的臂因此允许可以承载旋翼3并且将其相对于驾驶舱侧向设置。
当然，图4中所示的控制系统61也可以装配图1中所示的飞行器2且相反地，图1中所示的控制器件10、20的两个变型实施例与控制系统61兼容。
当然，本发明在其实施中可以有许多变型。尽管已经描述了多个实施例，但可以清楚地理解，穷举地识别所有可能的模式是不可想象的。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，可以用等同的手段来替换描述。

Claims (14)

1.一种用于飞行器(2、62)的控制系统(1、61)，所述控制系统(1、61)被构造为允许所述飞行器(2、62)的飞行员控制飞行器(2、62)的空气动力学装置(3)，所述控制系统(1、61)包括处理单元(7、67)以用于生成控制命令，所述控制命令被传送到控制装置(4)以修改所述空气动力学装置(3)的位置并且沿着具有俯仰控制轴线、滚转控制轴线、偏航控制轴线和升力控制轴线的四个控制轴线操纵所述飞行器(2、62)，所述控制系统(1、61)包括生成控制指令的控制器件(10、20、30)，所述控制指令被传送到根据所述控制指令生成所述控制指令的所述处理单元(7、67)，所述控制器件(10、20、30)与所述控制装置(4)机械分离，
其特征在于，所述控制器件(10、20、30)至少包括：
-多向控制界面(11、21)，其生成控制指令以用于一方面沿第一控制轴线且另一方面沿不同于所述第一控制轴线的第二控制轴线操纵所述飞行器(2、62)，所述第一控制轴线和所述第二控制轴线选自所述四个控制轴线，
-第一双向控制钮(12、22)，其生成控制指令以用于沿不同于所述第一控制轴线和所述第二控制轴线的第三控制轴线操纵所述飞行器(2、62)，所述第三控制轴线选自所述四个轴线，
-第二双向控制钮(13、23)，其生成控制指令以用于沿不同于所述第一控制轴线、所述第二控制轴线和所述第三控制轴线的第四控制轴线操纵所述飞行器(2、62)，所述第四控制轴线选自所述四个轴线，以及
-手柄(15、25)，其被构造为由所述飞行员的手握持，所述多向控制界面(11、21)、所述第一双向控制钮(12、22)和所述第二双向控制钮(13、23)设置在所述手柄(15、25)的第一端部(16、26)上，所述多向控制界面(11、21)、所述第一双向控制钮(12、22)和所述第二双向控制钮(13、23)被构造成由所述飞行员的所述手的至少一根手指致动，所述手柄(15、25)包括第二端部(17、27)，所述第二端部被构造成根据零自由度嵌套式联接而与所述飞行器(2、62)的支撑件(5)成一体。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制轴线为所述俯仰控制轴线，所述第二控制轴线为所述滚转控制轴线，所述第三控制轴线为所述偏航控制轴线，并且所述第四控制轴线为所述升力控制轴线。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一双向控制钮(22)和所述第二双向控制钮(23)集合并形成多向控制钮(24)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器件(10、20、30)包括至少一个单稳态断续器(50-55)，其能够在静止位置和生成选择控制指令的激活位置之间致动。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，由所述至少一个单稳态断续器(50、51)所生成的所述选择控制指令使得允许选择称为“接近模式”的自动操纵模式，所述接近模式由所述处理单元(7、67)通过生成控制命令以沿朝向着陆区域的预定下降轨迹自动操纵所述飞行器(2、62)而实现。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一双向控制钮(22)和所述第二双向控制钮(23)能够形成多向控制钮(24)，所述至少一个单稳态断续器(51)由所述多向控制钮(24)形成，当所述飞行员在所述多向控制钮(24)上施加压力时，生成所述选择控制指令。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其特征在于，由所述至少一个单稳态断续器(52)所生产的所述选择控制指令允许选择称为“悬停模式”的自动操纵模式，所述悬停模式由所述处理单元(7、67)通过生成控制命令以自动控制减小所述飞行器(2、62)的位移速度来实现。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其特征在于，由所述单稳态断续器(53)所生成的所述选择控制指令允许选择称为“平飞模式”的自动操纵模式，所述平飞模式由所述处理单元(7、67)通过生成控制命令以自动控制取消所述飞行器(2、62)沿竖直方向的位移速度来实现。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的系统，其特征在于，由所述至少一个单稳态断续器(54)所生产的所述选择控制指令允许选择称为“复飞模式”的自动操纵模式，所述复飞模式由所述处理单元(7、67)通过生成控制命令以自动控制中断所述飞行器(2、62)的着陆阶段来实现。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制系统(1)包括自动操纵装置(56)，由所述至少一个单稳态断续器(55)所生成的所述选择控制指令允许选择“接管模式”，所述接管模式由所述处理单元(7)一方面通过停用最初激活用于操纵所述飞行器(2)的所述自动操纵装置(56)且另一方面通过激活所述控制器件(10)来沿所述四个控制轴线专门操纵所述飞行器(2)来实现。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制系统(61)包括一组(60)多个其他控制器件(63、64、65)，由所述至少一个单稳态断续器(55)所生产的所述选择控制指令允许选择“接管模式”，所述接管模式由所述处理单元(67)一方面通过停用最初激活用于操纵所述飞行器(62)的多个其他控制器件(63-65)的所述组(60)且另一方面通过激活所述控制器件(30)来沿所述四个控制轴线专门操纵所述飞行器(62)来实现。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述多个其他控制器件包柄杆(63)，其用于由飞行员的第一只手来致动同时生成俯仰和滚转控制指令以一方面沿所述俯仰控制轴线且另一方面沿所述滚转控制轴线来操纵所述飞行器(62)；杠杆(64)，其用于由飞行员的第二只手致动同时生成升力控制指令以沿所述升力控制轴线操纵所述飞行器(62)；以及踏板(65)，其用于由飞行员的脚致动同时生成偏航运动控制指令以沿所述偏航运动控制轴线操纵所述飞行器(62)，所述接管模式由所述飞行器(62)的副驾驶选择。
13.一种飞行器(2、62)，其特征在于，所述飞行器(2、62)包括根据权利要求1至12中任一项所述的控制系统(1、61)。
14.根据权利要求13所述的飞行器(2、62)，其特征在于，所述手柄(16、26)的所述第二端部(17、27)固定到所述飞行器(2、62)的支撑件(5)，所述支撑件(5)选自包括仪表板、座椅、扶手、门和挂架的组。
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