ES2359325A1 - System for controlling the operation of a convertible aircraft with helicopter, autogyro and plane modes - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema para controlar la operación de una aeronave convertible entre modos helicóptero, autogiro y avión.System to control the operation of a convertible aircraft between helicopter, autogyro and airplane modes.
La presente invención se refiere a un sistema para controlar la operación de una aeronave convertible entre modos helicóptero, autogiro y avión, según el preámbulo de la reivindicación 1.The present invention relates to a system to control the operation of a convertible aircraft between modes helicopter, autogyro and airplane, according to the preamble of the claim 1.
El documento EP1731420 describe un método de operación de una aeronave convertible, dotada de un fuselaje, unas alas fijas convencionales provistas de alerones, una cola con timones, motores propulsores, un rotor de palas, una transmisión entre los motores y el rotor, equipada con medios de freno y embrague, y un tren de aterrizaje. El método comprende una transición directa e inversa de modo helicóptero a modo autogiro y una transición directa e inversa de modo autogiro-helicóptero a modo avión.EP1731420 describes a method of operation of a convertible aircraft, equipped with a fuselage, about conventional fixed wings provided with ailerons, a tail with rudders, propeller motors, a blade rotor, a transmission between the engines and the rotor, equipped with brake means and clutch, and a landing gear. The method comprises a direct and reverse transition from helicopter mode to autogyro mode and a direct and reverse transition so Autogyro-helicopter airplane mode.
La patente ES2277476 describe un rotor para aeronave convertible entre modos alas giratorias a modo avión que permite la implementación del método de la EP1731420. El rotor es accionado por motores propulsores de la propia aeronave a través de una transmisión de par, basada en juntas cardan, provista de medios de embrague y freno del rotor, y con medios de control del cabeceo y alabeo del árbol de rotación del rotor.Patent ES2277476 describes a rotor for convertible aircraft between rotating wing modes to airplane mode that allows the implementation of the method of EP1731420. The rotor is driven by propeller engines of the aircraft itself through a torque transmission, based on cardan joints, provided with means of clutch and rotor brake, and with pitch control means and warping of the rotor rotation shaft.
Típicamente, las aeronaves están provistas de un sistema de control de vuelo, que comprende:Typically, aircraft are provided with a flight control system, comprising:
- --
- órganos de mando en cabina, tales como joysticks, pedales, palancas de potencia, etc., desde los que se suministran órdenes de mando al control activo de vuelo;cockpit control organs, such as joysticks , pedals, power levers, etc., from which command orders are supplied to active flight control;
- --
- un ADIRU (ó Air Data and Inertial Unit), para la adquisición de datos inerciales (dinámicas de la aeronave) y condiciones del aire (presión dinámica) en que se desenvuelve la aeronave;an ADIRU (or Air Data and Inertial Unit ), for the acquisition of inertial data (dynamics of the aircraft) and air conditions (dynamic pressure) in which the aircraft operates;
- --
- una unidad de control de potencia (PCU), que recibe la señal del control activo de vuelo (CAV), y que se encarga de calcular las consignas para las superficies de control (flaps, timones, etc.) y los módulos de potencia (motores y turbinas de propulsión y giro);a power control unit (PCU), which receives the control signal flight asset (CAV), which is responsible for calculating the slogans for control surfaces (flaps, rudders, etc.) and modules of power (engines and turbines of propulsion and rotation);
- --
- un conjunto de actuadores, que actúan en función de la salida de la PCU sobre dichas superficies de control y módulos de potencia; ya set of actuators, which act according to the output of the PCU on said control surfaces and power modules; Y
- --
- un conjunto de sensores para captar el estado de las superficies de control y los módulos de potencia.a set of sensors to capture the state of the surfaces of control and power modules.
En lo que sigue se emplearán indistintamente tanto los acrónimos anteriores como sus expresiones originales enteras, toda vez que en la industria aeronáutica y en aviónica son muy profusamente empleados los acrónimos, y un experto en la técnica está muy habituado a su utilización.In the following they will be used interchangeably both the previous acronyms and their original expressions Whole, since in the aviation and avionics industry they are the acronyms are very profusely used, and an expert in the art It is very used to its use.
Las patentes citadas más arriba no describen ni sugieren el modo en que estos sistemas de control activo de vuelo se deben adaptar a sus particulares características, en concreto derivadas de que describen aeronaves convertibles entre modo avión, modo autogiro y modo helicóptero.The patents cited above do not describe or they suggest the way in which these active flight control systems are they must adapt to their particular characteristics, specifically derived from describing convertible aircraft between airplane mode, Autogyro mode and helicopter mode.
La finalidad de la presente invención es proporcionar un sistema de control activo de vuelo para aeronaves convertibles entre modo avión, modo autogiro y modo helicóptero, que permita simplificar y unificar los instrumentos y mandos de vuelo y su distribución en la cabina (cockpit) de forma que permita una operación simple, ergonómica y, sobre todo, segura.The purpose of the present invention is to provide an active flight control system for convertible aircraft between airplane mode, gyroplane mode and helicopter mode, which allows simplifying and unifying the flight instruments and controls and their distribution in the cockpit so that that allows a simple, ergonomic and, above all, safe operation.
A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un sistema para controlar la operación de una aeronave convertible entre modos helicóptero, autogiro y avión, de nuevo concepto y funcionalidad, que se caracteriza, según la parte caracterizante de la reivindicación 1, porque comprende un control de vuelo activo "multimodo" (CAVM), el cual comprende a su vez:For this purpose, the object of the present invention is a system for controlling the operation of a convertible aircraft between helicopter, autogyro and airplane modes, of new concept and functionality, characterized in accordance with the characterizing part of claim 1, because it comprises a " multimode " active flight control (CAVM), which in turn includes:
- un dispositivo de control de configuración, que recibe información de los sensores de todas y cada una de las superficies de control y potencia, y sobre la posición de los órganos de mando;- a configuration control device, that receives information from the sensors of each and every one of the control and power surfaces, and on the position of the command bodies;
- un selector del modo de vuelo, para modificar el modo de vuelo si se verifica ciertas condiciones captadas por dichos sensores, que informa al piloto sobre si se verifican las condiciones seguras para un cambio de modo; y- a flight mode selector, to modify the flight mode if certain conditions captured by said sensors, which informs the pilot about whether the safe conditions for a mode change; Y
- un computador, que tiene como entradas las instrucciones dadas por el piloto y los datos de las superficies de control, de potencia y del ADIRU, y que envía a la PCU la orden de cuáles superficies de control y cuáles módulos de potencia deben ser accionados.- a computer, which has as inputs the instructions given by the pilot and the surface data of control, of power and of the ADIRU, and that sends to the PCU the order of which control surfaces and which power modules should be powered.
En las reivindicaciones 2 y siguientes se describen modos de realización preferentes de la presente invención.In claims 2 and following, describe preferred embodiments of the present invention.
A continuación se hará la descripción detallada de una forma de realización preferida, aunque no exclusivas, del sistema para controlar la operación de una aeronave convertible entre modos helicóptero, autogiro y avión, objeto de la invención, para cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos en los cuales se ilustra a modo de ejemplo no limitativo, formas de realización de la presente invención. En dichos dibujos:The detailed description will be made below of a preferred, but not exclusive, embodiment of the system to control the operation of a convertible aircraft between helicopter, autogyro and airplane modes, object of the invention, for whose best understanding is accompanied by some drawings in the which is illustrated by way of non-limiting example, forms of embodiment of the present invention. In these drawings:
La Fig. 1, es una vista en alzado lateral de una aeronave convertible que se gestiona según el sistema para controlar la operación de acuerdo con la presente invención, con las palas del rotor desplegadas para funcionamiento en modos alas giratorias (autogiro o helicóptero);Fig. 1 is a side elevational view of a convertible aircraft that is managed according to the system to control the operation according to the present invention, with the blades of the rotor deployed for operation in rotating wing modes (autogyro or helicopter);
La Fig. 2 es una vista en planta superior de la aeronave de la Fig. 1.Fig. 2 is a top plan view of the aircraft of Fig. 1.
La Fig. 3 es un diagrama de bloques funcional que ilustra el modo operativo del sistema para controlar la operación de la aeronave convertible según la presente invención;Fig. 3 is a functional block diagram which illustrates the operating mode of the system to control the operation of the convertible aircraft according to this invention;
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustran una forma de realización de la gestión de las transiciones entre los modos de operación helicóptero, autogiro y avión; yFig. 4 is a flow chart illustrating an embodiment of the management of transitions between helicopter, autogyro and airplane modes of operation; Y
La Fig. 5 es una vista análoga de la Fig. 2, de la aeronave de la Fig. 2, pero con las palas del rotor rotadas y desplegadas hacia popa, para funcionamiento en modo avión de alas fijas.Fig. 5 is an analogous view of Fig. 2, of the aircraft of Fig. 2, but with the rotor blades rotated and deployed aft, for operation in wing plane mode fixed.
En las Figs. 1, 2 y 5 pueden apreciarse que la aeronave convertible 1 a que se aplica el sistema de control de vuelo de la invención es una aeronave híbrida entre un helicóptero, un autogiro y un avión de alas fijas. La aeronave convertible 1 comprende un fuselaje 2, unas alas fijas 3 convencionales dotada de alerones, una cola 4 convencional con timones, motores propulsores 5, un rotor 6 de palas 7, 8, una transmisión entre los motores propulsores 5 y el rotor 6, equipada con medios de freno y embrague del rotor 6, un tren de aterrizaje, unos medios de transición de modo helicóptero a modo autogiro y viceversa, unos medios de transición directa e inversa de modo autogiro-helicóptero a modo avión, que se describen más adelante, y medios de presurización y calefacción de la cabina ("cockpit").In Figs. 1, 2 and 5 it can be seen that the convertible aircraft 1 to which the flight control system of the invention is applied is a hybrid aircraft between a helicopter, a gyroplane and a fixed-wing aircraft. The convertible aircraft 1 comprises a fuselage 2, conventional fixed wings 3 provided with ailerons, a conventional tail 4 with rudders, propeller motors 5, a rotor 6 of blades 7, 8, a transmission between the propeller engines 5 and the rotor 6, equipped with brake and clutch means of the rotor 6, a landing gear, transition means from helicopter mode to autogyro mode and vice versa, direct and reverse transition means from autogyro-helicopter mode to airplane mode, which are described below. , and means of pressurization and heating of the cabin (" cockpit ").
En una forma de realización, la aeronave convertible 1 ilustrada en los dibujos es un aparato con dos motores propulsores 5 que mueven dos hélices 11 de paso variable. El paso de las hélices 11 puede llegar a ser negativo. Además, los motores propulsores 5 están conectados al rotor 6 por medio de una transmisión equipada con freno y embrague.In one embodiment, the aircraft convertible 1 illustrated in the drawings is an apparatus with two motors propellers 5 that move two propellers 11 of variable pitch. The passage of The propellers 11 can become negative. In addition, the engines propellers 5 are connected to the rotor 6 by means of a Transmission equipped with brake and clutch.
Para medir la velocidad de la aeronave se emplea habitualmente el nudo o la milla náutica, expresada en el Sistema Internacional de Unidades, siendo su conversión la siguiente: 1 nudo es igual a 1 milla náutica por hora ó 1.852,00 m/h (Sistema Internacional de Unidades).To measure the speed of the aircraft is used usually the knot or nautical mile, expressed in the System Units International, the conversion being as follows: 1 knot It is equal to 1 nautical mile per hour or 1,852.00 m / h (System Units International).
La sustentación para un rango de velocidades "negativas" o bajas (típicamente entre 0 y unos 185,2 Km./h), se produce por medio del rotor 6, cuyo eje de rotación se ha representado con la referencia numérica 19, y la aeronave convertible 1 opera en modo alas giratorias, es decir en modo helicóptero o modo autogiro, en tanto que para velocidades superiores la sustentación se realiza a través de las alas fijas 3, para un vuelo en modo avión o alas fijas. La sustentación también puede producirse, para un determinado rango de velocidades intermedias, mediante las alas 3 y el rotor 6 en modo autogiro, simultáneamente.Lift for a range of speeds "negative" or low (typically between 0 and about 185.2 km / h), is produced by means of rotor 6, whose axis of rotation has been represented with numerical reference 19, and the aircraft convertible 1 operates in rotating wings mode, that is to say in mode helicopter or autogyro mode, as for speeds upper lift is done through fixed wings 3, for a flight in airplane mode or fixed wings. Lift also may occur, for a certain range of speeds intermediate, using wings 3 and rotor 6 in autogyro mode, simultaneously.
La aeronave convertible 1 de la invención puede despegar y aterrizar en "alas giratorias", es decir tanto en modo autogiro como en modo helicóptero, con los motores propulsores 5 embragados al rotor 6, y la transición directa o inversa a modo avión puede llevarse a cabo tanto a partir de modo helicóptero como a partir de modo autogiro.The convertible aircraft 1 of the invention can take off and land on "rotating wings", that is both on Autogyro mode as in helicopter mode, with propeller engines 5 clutched to rotor 6, and the direct or reverse transition to mode airplane can be carried out both from helicopter mode and from autogyro mode.
Por ejemplo, la aeronave puede despegar en modo helicóptero, y operar en este modo para valores de velocidad VNO (velocidad normal de operación) comprendidos entre 0 y 55,56 Km./h. En este modo la velocidad VNE (velocidad a no sobrepasar nunca) puede establecerse en VNE = 83,34 Km./h. Para VNO \geq 55,56 Km./h se produce la transición a modo autogiro, en que VNO está comprendida entre 55,56 Km./h y 157,42 Km./h, y VNE = 203,72 Km./h. Para VNO \geq 157,42 Km./h se transiciona a modo avión, en que VNO está entre 157,42 Km./h y un valor superior que puede ser de los habituales en aviónica de alas fijas. En la Fig. 4 se ilustra un diagrama de modos de vuelo y sus transiciones (con definición genérica de VNO y VNE):For example, the aircraft can take off in mode helicopter, and operate in this mode for VNO speed values (normal operating speed) between 0 and 55.56 km / h. In this mode the VNE speed (speed never exceeded) it can be established in VNE = 83.34 km / h. For VNO \ geq 55.56 Km./h the transition to autogiro mode occurs, in which VNO is between 55.56 km / h and 157.42 km / h, and VNE = 203.72 km / h. For VNO ≥ 157.42 km / h it is transitioned to airplane mode, in which VNO It is between 157.42 km / h and a higher value that can be of the usual in fixed-wing avionics. Fig. 4 illustrates a flight mode diagram and its transitions (with definition generic VNO and VNE):
En la Fig. 1 se ilustra un ejemplo de realización de una aeronave convertible 1 según la presente invención, con las palas 7 y 8 del rotor 6 desplegadas para funcionamiento en modo autogiro o helicóptero, y con el tren de aterrizaje 9 desplegado y tres ruedas retráctiles 10. Indican también las trayectorias de las puntas de las palas 7 y 8 del rotor 6.An example of realization of a convertible aircraft 1 according to the present invention, with rotor blades 7 and 8 deployed to operation in autogyro or helicopter mode, and with the train of landing 9 deployed and three retractable wheels 10. Indicate also the trajectories of the tips of the blades 7 and 8 of the rotor 6.
En la Fig. 2 se aprecia una vista en planta superior de la aeronave de la Fig. 1. El círculo 13 indica que el rotor 6 está girando en alguno de éstos dos modos de vuelo (modos de vuelo en alas giratorias).A plan view is shown in Fig. 2 top of the aircraft of Fig. 1. Circle 13 indicates that the rotor 6 is rotating in one of these two flight modes (modes of flight on rotating wings).
En la Fig. 5 se muestra la aeronave convertible 1 con las palas 7, 8 del rotor 6 rotadas y parcialmente desplegadas hacia popa, para funcionamiento en modo avión de alas fijas. Las palas 7, 8 pueden estar o bien completamente replegadas o bien retraídas. En éste modo de vuelo el rotor 6 está detenido, como muestra la ausencia de círculos. Las hélices 11 siguen girando.The convertible aircraft is shown in Fig. 5 1 with rotor blades 7, 8 rotated and partially deployed towards stern, for operation in fixed-wing airplane mode. The 7, 8 blades can be either fully retracted or withdrawn In this flight mode the rotor 6 is stopped, as Shows the absence of circles. The propellers 11 keep turning.
El ejemplo de rotor 6 de la aeronave convertible 1 que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo tiene dos palas 7 y 8 de tipo replegable, tanto en tierra como en vuelo, de perfil aerodinámico simétrico con respecto a la cuerda del perfil aerodinámico de la pala y de cuerda variable, siendo la cuerda mayor en la raíz que en la punta de las palas. Ventajosamente, la relación entre el grosor y la cuerda del perfil aerodinámico de las palas está comprendida entre 0,1 y 0,2. Más en concreto, el perfil de las palas es ventajosamente del tipo NACA 0012 u otro de tipo simétrico. El rotor 6 está articulado en batimiento, al modo convencional, y en el eje longitudinal de las palas, para cambiar su paso tanto cíclica como colectivamente.The example of rotor 6 of the convertible aircraft 1 illustrated by way of non-limiting example has two blades 7 and 8 retractable type, both on land and in flight, in profile symmetric aerodynamic with respect to the profile rope aerodynamic of the blade and variable rope, the major rope being at the root than at the tip of the blades. Advantageously, the relationship between the thickness and the rope of the aerodynamic profile of the blades It is between 0.1 and 0.2. More specifically, the profile of Blades are advantageously of the NACA 0012 type or another of symmetrical type. The rotor 6 is hinged, in conventional manner, and in the longitudinal axis of the blades, to change its pitch both cyclically as collectively
Las palas 7 y 8 del rotor 6 pueden girar sobre ejes verticales equipados por unos primeros motores 19, por ejemplo servo-motores, controlados mediante pilotaje por mando eléctrico (conocido como "x-by-wire" en idioma inglés), que se describe más adelante. Los ejes longitudinales de las palas están equipadas por unos segundos motores por ejemplo servo-motores, pilotados asimismo por el propio sistema "por mando eléctrico". Este tipo de palas 7, 8 replegables en tierra permite plegar las palas y obtener dimensiones mínimas de la aeronave 1, y, con ello, tener cabida en los elevadores de buques porta aviones o en hangares pequeños.The blades 7 and 8 of the rotor 6 can rotate on vertical shafts equipped with first motors 19, for example servo-motors, controlled by piloting by electric control (known as "x-by-wire" in English), which is described later. The longitudinal axes of the blades are equipped for a few second engines for example servo motors, also piloted by the own system "by electric command". This type of shovels 7, 8 foldable on land allows folding the blades and obtaining dimensions minimums of the aircraft 1, and, with it, have a place in the Elevators of aircraft carriers or in small hangars.
El modo de operación de los elementos de accionamiento de los motores del rotor y de sus palas (rotación y paso colectivo), para la transición de un modo a otro está descrito en las patentes ES2275370 y ES2277476, a las cuales remitimos como referencia. El control activo de estos motores y rotor, así como las superficies de control (flaps, timones, aerofrenos, slats, compensador, tren de aterrizaje, etc.) es llevado a cabo mediante el sistema de control de la presente invención, cuyo diagrama de bloques se ilustra en la Fig. 3.The mode of operation of the drive elements of the rotor motors and their blades (rotation and collective pitch), for the transition from one mode to another is described in patents ES2275370 and ES2277476, to which we refer as reference. The active control of these motors and rotor, as well as the control surfaces ( flaps , rudders, air brakes, slats , compensator, landing gear, etc.) is carried out by means of the control system of the present invention, whose diagram of blocks are illustrated in Fig. 3.
El sistema para controlar la operación de una aeronave convertible 1 comprende, de un modo en sí conocido, un controlador activo de vuelo 10 (CAV); órganos de mando 20 en cabina, tales como joysticks, pedales, palancas de potencia, etc., desde los que se suministran órdenes de mando al control activo de vuelo; un ADIRU 21 (ó Air Data and Inertial Unit), para la adquisición de datos inerciales (dinámicas de la aeronave) y condiciones del aire (presión dinámica) en que se desenvuelve la aeronave; una unidad de control de potencia 22 (PCU), que recibe la señal del CAV 10, y que se encarga de calcular las consignas de mando para las superficies de control 23 (flaps, timones, aerofrenos, slats, compensador, tren de aterrizaje, etc.) y para los módulos de potencia 24 (motores, rotor, paso colectivo de las palas); un conjunto de actuadores 25, que actúan en función de la salida de la PCU sobre dichas superficies de control y módulos de potencia; y un conjunto de sensores 26 para captar el estado de las superficies de control y lo módulos de potencia.The system for controlling the operation of a convertible aircraft 1 comprises, in a manner known per se, an active flight controller 10 (CAV); cockpit control elements 20, such as joysticks , pedals, power levers, etc., from which command orders are supplied to active flight control; an ADIRU 21 (or Air Data and Inertial Unit ), for the acquisition of inertial data (dynamics of the aircraft) and air conditions (dynamic pressure) in which the aircraft operates; a power control unit 22 (PCU), which receives the signal from the CAV 10, and is responsible for calculating the command setpoints for the control surfaces 23 ( flaps , rudders, air brakes, slats , compensator, landing gear, etc.) and for power modules 24 (motors, rotor, collective pitch of the blades); a set of actuators 25, which act as a function of the output of the PCU on said control surfaces and power modules; and a set of sensors 26 to capture the state of the control surfaces and the power modules.
Según la invención, y como puede verse en la Fig. 3, el control activo es un control de vuelo activo "multimodo" (CAVM, 10), que comprende:According to the invention, and as can be seen in Fig. 3, the active control is a " multimode " active flight control (CAVM, 10), comprising:
- --
- un dispositivo de control de configuración 14, de realimentación al CAVM 10, y que recibe información de los sensores 26 de todas y cada una de las superficies de control y potencia, y sobre la posición de los órganos de mando;a configuration control device 14, feedback to CAVM 10, and receiving information from sensors 26 of each and every one of the control and power surfaces, and on the position of the control organs;
- --
- un selector del modo de vuelo 16 (FMS), para modificar el modo de vuelo si se verifica ciertas condiciones captadas por dichos sensores, que informa al piloto sobre si se verifican las condiciones seguras para un cambio de modo; ya flight mode selector 16 (FMS), to modify the flight mode if certain conditions captured by these sensors are verified, which informs the pilot about whether the safe conditions are verified for a change of mode; Y
- --
- un computador 15, que tiene como entradas las instrucciones dadas por el piloto y los datos de las superficies de control, de potencia y del ADIRU 21, y que envía a la PCU 22 la orden de cuales superficies de control y cuales módulos de potencia deben ser accionados.a computer 15, which has as inputs the instructions given by the pilot and control surface data, power and of ADIRU 21, and that sends to PCU 22 the order of which surfaces of control and which power modules should be powered.
El módulo de potencia 24 responde a la orden que le llega de la Unidad de Control Activo de Vuelo Multimodo 10 (CAVM), para el control de la velocidad de rotación de los motores los órganos rotativos (motores 5, rotor 6), de los pares y de los pasos de las hélices 11 y del colectivo de las palas 7, 8, que integra un sistema de control del paso colectivo, un sistema de control de potencia con ajuste electrónico de combustible y aire, un sistema automático de control de paso de hélice 11, y un sistema automático de control del denominado torque (Revolutions per minute (RPM) motor - RPM rotor-Colectivo) y un sistema de control de guiñada.The power module 24 responds to the order that arrives from the Multimode Active Flight Control Unit 10 (CAVM), for the control of the rotation speed of the engines the rotating organs (engines 5, rotor 6), of the pairs and of the passages of the propellers 11 and the collective of the blades 7, 8, which integrates a collective passage control system, a power control system with electronic fuel and air adjustment, an automatic step control system of propeller 11, and an automatic control system of the so-called torque (Revolutions per minute (RPM) motor - RPM rotor-Collective) and a yaw control system.
El CAVM 10 comprende al menos una memoria con una base de datos que contiene las envolventes y configuraciones de vuelo y sus correspondientes transiciones. En la memoria se contiene una base de datos con las leyes paramétricas de vuelo particulares para cada modo de vuelo ("sub-envolventes") helicóptero, autogiro y avión. Los datos de las leyes paramétricas consistirán en los ángulos de ataque, las velocidades VNE y VNO, los márgenes de seguridad, L_{mo}, las condiciones particulares de vuelo, las aceleraciones vectoriales, etc., para cada modo de vuelo.The CAVM 10 comprises at least one memory with a database containing the envelopes and configurations of flight and its corresponding transitions. In memory it is contained a database with the particular parametric flight laws for each flight mode ("sub-envelopes") helicopter, autogyro and plane. Parametric laws data they will consist of the angles of attack, the VNE and VNO speeds, the safety margins, L_ {mo}, the particular conditions of flight, vector accelerations, etc., for each mode of flight.
La diferencia principal con los sistemas ya existentes es que el Control Activo de Vuelo Multimodo CAVM 10 de la presente invención permite tener envolventes y leyes de vuelo para cada modo de vuelo y su transición, esto lo hace ser un sistema optimo para convertiplanos y aeronaves VTOL (Despegue y Aterrizaje Vertical), evitando que la aeronave 1 pueda entrar en situaciones no seguras. El sistema se compone del Computador 15 de Control Activo de Vuelo Multimodo, del Selector de Modo de vuelo (FMS, 16) y del Control de Configuración 14, antes citados. El sistema trabaja con múltiples bases de datos de envolventes y configuraciones de vuelo y sus correspondientes transiciones como por ejemplo:The main difference with the existing systems is that the CAVM 10 Multimode Active Flight Control of the present invention allows to have envelopes and flight laws for each flight mode and its transition, this makes it an optimal system for converters and VTOL aircraft (Takeoff and Vertical Landing), preventing the aircraft 1 from entering unsafe situations. The system consists of the Multimode Active Flight Control Computer 15, the Flight Mode Selector (FMS, 16) and the Configuration Control 14, mentioned above. The system works with multiple databases of envelopes and flight configurations and their corresponding transitions such as:
Las funciones del Sistema de Control Activo CAVM 10 son básicamente dos, la primera, el filtrado de la orden de mando según configuración de la aeronave 1 aplicando la envolvente y leyes de vuelo para cada caso, la segunda, gestionar los cambios de configuración.The functions of the Active Control System CAVM 10 are basically two, the first one, the filtering of the command order according to the configuration of the aircraft 1 applying the envelope and flight laws for each case, the second, managing the configuration changes.
El Computador 15 del CAVM 10 tiene dos funciones básicas, por un lado filtra la orden de mando del piloto según la envolvente y leyes de vuelo de la configuración actual de la aeronave 1, y por otro lado envía a la PCU 22 ("Power Control Unit"), la orden de que superficies de mando se deben actuar para conseguir la orden del piloto, determinadas según la configuración actual de la aeronave.The Computer 15 of the CAVM 10 has two basic functions, on the one hand it filters the command command of the pilot according to the envelope and flight laws of the current configuration of the aircraft 1, and on the other hand it sends to the PCU 22 (" Power Control Unit "), the order of which control surfaces must be acted upon to obtain the order of the pilot, determined according to the current configuration of the aircraft.
El Control de Configuración 14 controla y gestiona la configuración de la aeronave 1. Parea ello, recibe información a través de los sensores 26, de todas y cada una de las superficies de control y potencia. Y sobre la posición mandos secundarios (flaps, aerofrenos, slats, compensador, tren de aterrizaje, etc.). Comparte información con el Computador 15 del CAVM 10 para saber si es posible o no cambiar de Modo, si la condición es "sí", envía una señal al Selector de Modo de Vuelo FMS 16, para que éste pueda advertir al piloto de la posibilidad de cambiar de modo. También recibe información del Selector de Modo de Vuelo 16, si se da la orden de cambio de Modo, el Control de Configuración inicia la secuencia para configurar la aeronave 1 según modo.The Configuration Control 14 controls and manages the configuration of the aircraft 1. To this end, it receives information through the sensors 26, of each and every one of the control and power surfaces. And on the position secondary controls ( flaps , air brakes, slats , compensator, landing gear, etc.). Share information with the CAVM 10 Computer 15 to know if it is possible or not to change the Mode, if the condition is "yes", send a signal to the FMS Flight Mode Selector 16, so that it can warn the pilot of the possibility of changing mode. It also receives information from the Flight Mode Selector 16, if the mode change command is given, the Configuration Control starts the sequence to configure the aircraft 1 according to mode.
El Selector de Modo de Vuelo 16 está constituido por una consola dispuesta en el puesto de pilotaje de la cabina, que mediante pulsadores luminosos indica al piloto el Modo de vuelo actual y si se dan las condiciones de "transición segura" de un modo de vuelo a otro. La decisión de transicionar de un modo de vuelo a otro es del piloto de la aeronave 1, cuando el pulsador luminoso indica que es posible la transición, el piloto puede iniciarla pulsando sobre dicha luz. Esta unidad, actúa como elemento de seguridad ya que no permitirá la transición si el piloto no da la orden. Recibe información del Control de Configuración 14 que le indica cual es el estado de la configuración de la aeronave 1 en todo momento.Flight Mode Selector 16 is constituted by a console arranged in the cockpit pilot post, which by means of illuminated pushbuttons, it indicates the flight mode current and if the conditions of "safe transition" of a Flight mode to another. The decision to transition in a way of flight to another is from the pilot of the aircraft 1, when the button luminous indicates that transition is possible, the pilot can Start it by pressing on this light. This unit acts as an element of security since it will not allow the transition if the pilot does not give the order. Receive information from Configuration Control 14 that indicates the status of the configuration of the aircraft 1 in all time
En la Fig. 3 se muestra un diagrama de bloques funcional que ilustra el modo operativo del sistema para controlar la operación de la aeronave convertible 1, mostrando la inclusión e interrelación del CAVM 10 según la presente invención. Puede verse que el sistema recibe la orden de mando, la filtra y envía la señal adecuada según sean para las superficies de mando, actuadores de cambio de modo, módulo de potencia.A block diagram is shown in Fig. 3 Functional illustrating the operating mode of the system to control the operation of the convertible aircraft 1, showing the inclusion and interrelation of the CAVM 10 according to the present invention. It may look that the system receives the command, filters it and sends the signal suitable for control surfaces, actuators mode change, power module.
El Módulo de Potencia 24 controla el conjunto motor 5-hélices 11-rotor 6, regulando la relación de RPM, paso hélice, colectivo, y "torque" (entendido como velocidad de rotación diferencial). Básicamente es un sistema integrado en el que, como ya ha sido dicho, hay un control del colectivo, un control de potencia con ajuste electrónico de combustible y aire, un sistema automático de control de paso de hélice, y un sistema automático de control del "torque" (RPM motor - RPM rotor-Colectivo) y un sistema de control de guiñada. Responde a la orden que le llega de la Unidad de Control Activo de Vuelo Multimodo CAVM 10.The Power Module 24 controls the 5-propeller 11-rotor 6 motor assembly, regulating the ratio of RPM, propeller pitch, collective, and " torque " (understood as differential rotation speed). Basically it is an integrated system in which, as already said, there is a collective control, a power control with electronic fuel and air adjustment, an automatic propeller passage control system, and an automatic control system " torque " (motor RPM - rotor-collective RPM) and a yaw control system. It responds to the order that arrives from the CAVM 10 Multimode Active Flight Control Unit.
La PCU 22 ("Power Control Unit") distribuye la señal del CAVM 10 a los actuadores de las superficies de mando, alabeo, cabeceo, guiñada, colectivo, también a las que modifican la configuración de la aeronave. Esta unidad PCU 22 controla el funcionamiento de los actuadores, estén basados en un sistema eléctrico, o hidráulico.The PCU 22 (" Power Control Unit ") distributes the signal from the CAVM 10 to the actuators of the control, warping, nodding, yaw, collective surfaces, also to those that modify the configuration of the aircraft. This PCU 22 unit controls the operation of the actuators, whether they are based on an electrical or hydraulic system.
En cuanto a la unidad de Datos de Aire y Referencias Inerciales ADIRU 21, básicamente es un sistema Estático/Pitot junto con una unidad inercial que proporcione datos de aceleración en los tres ejes espaciales.As for the Air Data unit and ADIRU 21 Inertial References, basically it is a system Static / Pitot together with an inertial unit that provides data of acceleration in the three spatial axes.
Debe hacerse en este punto una mención a las protecciones del sistema, el cual tiene además de los requisitos normativos para su certificación tendrá los siguientes sistemas de protección:Mention should be made at this point system protections, which has in addition to the requirements regulations for certification will have the following systems of protection:
- 1.one.
- La CAVM 10, Unidad de Control Activo Multimodo, tendrá un sistema de autochequeo que el piloto deberá activar antes de cada vuelo.The CAVM 10, Multimode Active Control Unit, will have a self-check system that the pilot must activate before each flight.
- 2.2.
- Cuando se requiera por temas de certificación el sistema se completará con una o más CAVM 10, que estarán en modo pasivo y chequearán la CAVM principal, en el caso de que la CAVM activa falle se dará el aviso a la tripulación y se le informará que otra CAVM ha pasado modo activo.When required by topics of Certification The system will be completed with one or more CAVM 10, which they will be in passive mode and will check the main CAVM, in the case of If the active CAVM fails, the crew will be notified and will report that another CAVM has passed active mode.
- 3.3.
- "Degradación" del sistema, cuando la aeronave 1 esté en condiciones de urgencia o emergencia, el sistema podrá degradarse en función a la gravedad de las anomalías para que el piloto tenga más control sobre la aeronave." Degradation " of the system, when the aircraft 1 is in emergency or emergency conditions, the system may be degraded depending on the severity of the anomalies so that the pilot has more control over the aircraft.
- 4.Four.
- El Selector de Modo de Vuelo 16 tendrá una función "test", chequeo, para comprobar el correcto funcionamiento de los pulsadores y de las series luminosas.He Flight Mode Selector 16 will have a "test" function, check, to check the correct operation of the buttons and of the luminous series.
- 5.5.
- Ninguna acción de transición se llevará acabo sin que el piloto de la orden en Selector de Modo de Vuelo 16.No transition action will take I finish without the pilot of the order in Flight Mode Selector 16.
En modo de vuelo, cualquiera que este sea, estable, las repuestas del sistema están basadas en modo de control "feedback" (retroalimentación) procedente de las señales y datos de los sensores de la aeronave. Siempre activo, el CAVM 10 también tiene un sistema de control por (anticipación) "feed forward" para identificar cuando se aproximan las condiciones de transición. Este sistema aconseja al piloto, mediante señal luminosa y de voz sintética que se puede proceder a la transición de un modo de vuelo a otro.In flight mode, whatever is stable, the system's responses are based on the " feedback " control mode from the signals and data of the aircraft's sensors. Always active, CAVM 10 also has a feed forward (anticipation) control system to identify when transition conditions are approaching. This system advises the pilot, by means of a light signal and a synthetic voice, that one can proceed to the transition from one flight mode to another.
Se explica seguidamente el diseño del panel de instrumentos y mandos de vuelo para aeronave convertible 1 de modo multivuelo (helicóptero, autogiro y avión, sus configuraciones y transiciones entre modos de vuelo), para operar de acuerdo con el sistema de control activo de vuelo de la presente invención. Este panel, tiene por objeto simplificar y unificar los instrumentos y mandos de vuelo y su distribución en la cabina de forma que permita una operación simple, segura y ergonómica.The design of the instrument panel and flight controls for convertible aircraft 1 in multi- flight mode (helicopter, autogyro and airplane, their configurations and transitions between flight modes), to operate according to the active flight control system of The present invention. The purpose of this panel is to simplify and unify the instruments and flight controls and their distribution in the cabin in a way that allows a simple, safe and ergonomic operation.
El panel central y el pedestal agrupan; instrumentación de vuelo, navegación, comunicaciones, y estado y selector de vuelo. Este se puede complementar con sistemas ya existentes como un indicador de ángulo de ataque, un Head Up Display (HUD), inerciales y un Global Navigation Satellite System (GPS) entre otros.The central panel and the pedestal group; flight instrumentation, navigation, communications, and status and flight selector. This can be complemented with existing systems such as an angle of attack indicator, a Head Up Display (HUD), inertial and a Global Navigation Satellite System (GPS) among others.
- 1.one.
- Sistema de Instrumentos Electrónicos. EIS. La complejidad de la aeronave y la gran cantidad de información que es necesaria asimilar hace necesario que la aviónica se base en un sistema de instrumentos electrónicos. Este sistema debe aportar además información sobre las características de la aeronave como, configuración, vector tendencia, protecciones de velocidad y actitud entre otras. El sistema estará compuesto de pantallas que pueden presentar de manera combinada:Electronic Instruments System. EIS The complexity of the aircraft and the large amount of information that it is necessary to assimilate makes it necessary for avionics to be based on A system of electronic instruments. This system must provide also information on the characteristics of the aircraft such as, configuration, trend vector, speed and attitude protections among other. The system will consist of screens that can present in a combined way:
- a.to.
- Un sistema de instrumentos de vuelo electrónicos (EFIS, Electronic Flight Instruments System), que presenta un display de los instrumentos de vuelo primarios Pantalla de Vuelo Principal (Primary Flight Display - PFD) y otro de instrumentos de navegación Pantalla de Navegación (Navigation Display - NAVD), este último display es multifunción y puede ser compatible con el sistema de radios, transpondedor, radar meteorológico, radialtímetro y GPS entre otros.An instrument system electronic flight (EFIS, Electronic Flight Instruments System), which has a display of primary flight instruments display Home Flight (Primary Flight Display - PFD) and other navigation instruments Navigation screen (Navigation Display - NAVD), this last display is multifunction and can be compatible with the radio system, transponder, weather radar, radio meter and GPS among others.
- b.b.
- Un sistema centralizado de instrumentos de motor, sistemas y de alertas a la tripulación (ECAM; Electronic Centralised Aircraft Monitor) que presenta sus datos mediante un display con datos de motor y avisos y otro con información de sistemas de la aeronave, este mostrará además un gráfico en tres vistas de la aeronave que mostrará el estado y movimiento de las superficies de mando primarias y secundarias y demás partes móviles de la aeronave.A centralized system of engine instruments, systems and crew alerts (ECAM; Electronic Centralized Aircraft Monitor ) that presents its data through a display with engine data and warnings and another with aircraft system information, it will also show a graphic in three views of the aircraft that will show the status and movement of the primary and secondary control surfaces and other moving parts of the aircraft.
- 2.2.
- Instrumentos básicos o auxiliares, son los instrumentos de vuelo mínimos, brújula, altímetro, anemómetro, horizonte artificial con indicador de resbalamiento, y reloj/cronómetro.Basic or auxiliary instruments are The minimum flight instruments, compass, altimeter, anemometer, artificial horizon with slip indicator, and clock / stopwatch
- 3.3.
- Selector de Modo de Vuelo FMS 16 (Fligth Mode Selector): dispone de tres posibles modos; helicóptero (HC), autogiro (AG) y avión (ACFT). La selección de un determinado modo de vuelo la realiza el piloto, dentro de las condiciones (envolvente y configuración de vuelo) adecuadas. Si estas no se dan, el selector de modo, en comunicación con la unidad de Control de Vuelo Activo Multimodo 10, no lo permitirá:Flight Mode Selector FMS 16 ( Fligth Mode Selector ): it has three possible modes; helicopter (HC), autogyro (AG) and airplane (ACFT). The selection of a certain flight mode is carried out by the pilot, within the appropriate conditions (envelope and flight configuration). If these are not given, the mode selector, in communication with the Multimode Active Flight Control unit 10, will not allow it:
- a.to.
- Luz naranja fija: Modos de vuelo no posibles - lejos de las condiciones de transición. Solid orange light : Flight modes not possible - away from transition conditions.
- b.b.
- Luz naranja parpadeante: Condiciones de vuelo cercanas a una posible transición - modo de vuelo disponible para transición. En este momento se puede pulsar sobre la luz ámbar intermitente, con esta acción se indica al sistema que queremos iniciar la transición desde el modo activo hasta el seleccionado. Flashing orange light : Flight conditions close to a possible transition - flight mode available for transition. At this time you can click on the flashing amber light, with this action the system is indicated that we want to start the transition from the active mode to the selected one.
- c.C.
- Luz verde parpadeante: modo de vuelo en transito. Marca la configuración que tendrá la aeronave cuando acabe la transición. Flashing green light : transit mode. Mark the configuration that the aircraft will have when the transition is finished.
- d.d.
- Luz verde fija: modo de vuelo fijado - modo de vuelo y configuración actual. Solid green light : flight mode set - flight mode and current settings.
A continuación se describen los mandos de vuelo y su función.The flight controls are described below and its function
La complejidad de manejo de una aeronave convertible 1 hace necesario encontrar el mínimo común denominador, es decir, el piloto transmite al control activo de vuelo que necesita conseguir, altitud, velocidad, alabeo, guiñada, y el sistema responde actuando sobre los mandos de la aeronave, potencia alerones, cíclico, colectivo, y timón de profundidad, en función al modo en el que se encuentre la aeronave, Modo Avión, Modo Autogiro, Modo Helicóptero.The complexity of handling an aircraft convertible 1 makes it necessary to find the lowest common denominator, that is, the pilot transmits to the active flight control that you need to get, altitude, speed, warping, yaw, and the system responds by acting on the controls of the aircraft, power ailerons, cyclic, collective, and rudder depth, depending on the mode in which the aircraft is located, Airplane Mode, Autogyro Mode, Helicopter mode
El sistema se compone de Joystick, Pedales y Palanca de Potencia. Cada uno tiene la peculiaridad que actúa sobre diferentes partes de la aeronave 1 según su configuración. La señal es interpretada por la unidad de Control Activo de Vuelo Multimodo, esta, envía la orden de mando a las superficies mando determinadas según la configuración actual de la aeronave. Si el piloto no da ninguna orden el sistema se encarga de actuar las superficies de mando para mantener las características de vuelo.The system consists of Joystick , Pedals and Power Lever. Each has the peculiarity that acts on different parts of the aircraft 1 according to its configuration. The signal is interpreted by the Multimode Active Flight Control unit, which sends the command to the control surfaces determined according to the current configuration of the aircraft. If the pilot does not give any orders, the system is responsible for operating the control surfaces to maintain the flight characteristics.
- 1.one.
- Joystick (palanca de mando): existen dos, uno para cada puesto de pilotaje. El Joystick puede ir equipado con diferentes botones, como el Push-to-talk PTT de comunicaciones, el de desconexión del piloto automático, el del trim (disparo) eléctrico, etc. Sus efectos, (hacia delante, hacia atrás, derecha o izquierda) son distintos, según el modo de vuelo. Joystick : there are two, one for each pilot position. The Joystick can be equipped with different buttons, such as the Push-to-talk PTT of communications, the disconnection of the autopilot, the electric trim (trigger), etc. Its effects, (forward, backward, right or left) are different, depending on the flight mode.
- a.to.
- Modo Avión (ACFT): Controla la velocidad y la actitud de la aeronave 1. Por ejemplo al mover el Joystick, hacia delante o hacia tras, el sistema, en modo avión, actuaría sobre el timón de profundidad para conseguir la orden dada por el piloto, si se desplaza hacia la izquierda o derecha el sistema actuará sobre las superficies de alabeo de cada ala 3 que pueden ser los alerones, o flaps, o spoilers según diseño de la aeronave 1. Airplane Mode (ACFT) : Controls the speed and attitude of the aircraft 1. For example when moving the Joystick, forward or backward, the system, in airplane mode, would act on the rudder to get the order given by the pilot, if it moves to the left or right the system will act on the warping surfaces of each wing 3 which can be the ailerons, or flaps , or spoilers according to the design of the aircraft 1.
- b.b.
- Modo Helicóptero (HC): Mando hacia delante o hacia atrás el sistema actúa sobre el cíclico de las palas 7, 8 para conseguir el momento de cabeceo deseado. Mando hacia la derecha o izquierda el sistema actúa sobre el cíclico para conseguir el alabeo deseado. Helicopter (HC) mode : Forward or backward control the system acts on the cyclic of the blades 7, 8 to achieve the desired pitching moment. Command to the right or left the system acts on the cyclic to achieve the desired warping.
- c.C.
- Modo Autogiro (AG): Mando hacia delante o hacia atrás el sistema actúa sobre el cíclico para conseguir el momento de cabeceo deseado. Mando hacia la derecha o izquierda el sistema actúa sobre el cíclico para conseguir el alabeo deseado. Además según el nivel de esfuerzos y cargas aerodinámicas puede actuar sobre las superficies de mando típicas en la configuración avión. Autogyro (AG) mode : Forward or backward control the system acts on the cyclic to achieve the desired pitching moment. Command to the right or left the system acts on the cyclic to achieve the desired warping. In addition, depending on the level of aerodynamic forces and loads, it can act on the typical control surfaces in the airplane configuration.
- 2.2.
- Pedales: Existe dos pares un par para cada puesto de pilotaje. Los pedales tienen una doble función, además de permitir y controlar la guiñada, al hacer presión sobre el extremo superior del pedal, éste bascula accionando los frenos del tren principal, esto permite que en tierra la dirección de la aeronave 1 se modifica aplicando frenada diferencial.Pedals: There are two pairs one pair for Each pilot position. The pedals have a double function, in addition to allowing and controlling the yaw, by pressing on the upper end of the pedal, it swings by operating the brakes of the main train, this allows on land the direction of the Aircraft 1 is modified by applying differential braking.
- a.to.
- Modo Avión (ACFT): El sistema actúa sobre el timón de dirección. Mantiene una guiñada neutral en todo momento, hasta que el piloto no actúe sobre los pedales, en ese momento el sistema actúa sobre el timón de dirección para permitir la guiñada ordenada por el piloto. Airplane Mode (ACFT) : The system acts on the steering wheel. Maintains a neutral yaw at all times, until the pilot does not act on the pedals, at that time the system acts on the steering wheel to allow the yaw ordered by the pilot.
- b.b.
- Modo Helicóptero (HC): El sistema actúa, según diseño de la aeronave, sobre el rotor de cola (caso de haberlo) o las plantas de potencian (conjunto motor 5, hélices 11), para crear la asimetría necesaria para compensar el par de giro del rotor 6, manteniendo una guiñada neutral hasta que el piloto no actúe sobre los pedales, en ese momento el sistema actúa sobre las plantas de potencia o rotor de cola (eventualmente) para permitir la guiñada ordenada por el piloto. Helicopter (HC) mode : The system acts, depending on the design of the aircraft, on the tail rotor (if any) or the power plants (engine assembly 5, propellers 11), to create the necessary asymmetry to compensate for the torque of Rotation of the rotor 6, maintaining a neutral yaw until the pilot does not act on the pedals, at that time the system acts on the power plants or tail rotor (if any) to allow the yaw ordered by the pilot.
- c.C.
- Modo Autogiro (AG): El sistema actúa, según diseño de la aeronave, desconectando el rotor del motor de la aeronave, por lo que gira libremente, impulsado por el aire, generando así fuerza de sustentación. En marcha normal, tal giro se produce automáticamente merced a la velocidad que lleva el aparato respecto al aire. Autogyro (AG) mode : The system acts, according to the design of the aircraft, disconnecting the rotor from the aircraft's engine, so it rotates freely, driven by air, thus generating lift force. In normal operation, such rotation occurs automatically thanks to the speed that the device carries with respect to the air.
- 3.3.
- Palanca de potencia: Está situada en el pedestal de potencia, tiene la característica de controlar el conjunto motor 5-hélices 11-rotor 6, regulando la relación de RPM, paso hélice, colectivo, y torque. Básicamente es un sistema integrado en el que hay un control del colectivo de las palas 7, 8, un control de potencia con ajuste electrónico de combustible y aire, un sistema automático de control de paso de hélice 11, y un sistema automático de control del torque (RPM motor - RPM rotor-Colectivo).Power lever: It is located on the power pedestal, it has the characteristic of controlling the 5-propeller 11-rotor 6 motor assembly, regulating the ratio of RPM, propeller pitch, collective, and torque . Basically it is an integrated system in which there is a control of the collective of the blades 7, 8, a power control with electronic adjustment of fuel and air, an automatic propeller passage control system 11, and an automatic control system of the torque (engine RPM - rotor-collective RPM).
- a.to.
- Modo Avión (ACFT): Al desplazar la palanca de potencia hacia delante el sistema incrementa la potencia del motor, si la palanca se desplaza hacia detrás el sistema disminuye la potencia del motor 5, en ambos casos el sistema además ajusta el paso de la hélice 11 para dar el mejor rendimiento según la velocidad aerodinámica de la aeronave 1. Airplane mode (ACFT) : By moving the power lever forward the system increases the engine power, if the lever moves back the system decreases the power of the engine 5, in both cases the system also adjusts the pitch of the propeller 11 to give the best performance according to the aerodynamic speed of the aircraft 1.
- b.b.
- Modo Helicóptero (HC): Al desplazar la palanca de potencia el sistema actúa sobre el colectivo, y sobre la potencia del motor aplicada al eje del rotor para mantener el torque y las rpm del motor 5 y del rotor 6. Al desplazar la palanca hacia adelante aumenta el colectivo de las palas 7, 8, y la potencia aplicada al eje 19 del rotor 6 (Fig. 2), y mantiene el torque (rpm motor - rpm rotor) dentro de límites. Al desplazar la palanca de potencia hacia tras disminuye el colectivo, y la potencia aplicada al eje 19 del rotor 9, y mantiene el torque (rpm motor - rpm rotor) dentro de límites. Helicopter (HC) mode : By moving the power lever the system acts on the collective, and on the power of the motor applied to the rotor shaft to maintain the torque and rpm of the motor 5 and the rotor 6. By moving the lever towards forward increases the collective of the blades 7, 8, and the power applied to the axis 19 of the rotor 6 (Fig. 2), and keeps the torque (rpm motor - rpm rotor) within limits. Moving the power lever backwards decreases the collective, and the power applied to the axis 19 of the rotor 9, and keeps the torque (rpm engine - rpm rotor) within limits.
- c.C.
- Modo Autogiro (AG): Al desplazar la palanca de potencia hacia delante el sistema actúa sobre el colectivo e incrementa la potencia del motor, si la palanca se desplaza hacia detrás el sistema actúa sobre el colectivo y disminuye la potencia del motor, en ambos casos el sistema además ajusta el paso de la hélice para dar el mejor rendimiento según la velocidad aerodinámica de la aeronave. Autogyro (AG) mode : By moving the power lever forward the system acts on the bus and increases the engine power, if the lever moves backwards the system acts on the bus and decreases the engine power, in both cases The system also adjusts the pitch of the propeller to give the best performance according to the aerodynamic speed of the aircraft.
En los modos HC y AG, al desplazar la palanca de potencia hacia atrás, debe también servir como freno.In HC and AG modes, when moving the power back, should also serve as a brake.
El sistema también podrá funcionar en modo automático, de manera similar a los sistemas combinados "Autopilot/Autothrotel/Yaw Damper" que actualmente existen, pero con un modo más de funcionamiento, un modo asistido en el que el piloto podrá actuar sobre un mando sin que el resto de parámetros se vean modificados, por ejemplo en el modo asistido en configuración helicóptero, si el piloto únicamente actúa sobre el Joystick para aumentar la velocidad el sistema además de actuar sobre el cíclico lo hará sobre le mando de potencia para compensar el incremento/decremento de la sustentación causado por el momento de cabeceo.The system can also operate in automatic mode, similar to the combined " Autopilot / Autothrotel / Yaw Damper " systems that currently exist, but with one more mode of operation, an assisted mode in which the pilot can act on a command without that the rest of the parameters are modified, for example in the assisted mode in helicopter configuration, if the pilot only acts on the Joystick to increase the speed the system in addition to acting on the cyclic will do so on the power command to compensate for the increase / decrease in lift caused by the pitching moment.
La diferencia radica en que en los sistemas
actuales de vuelo automático si el piloto actúa sobre los mandos
este se desconecta, el modo asistido mantiene todas las condiciones
de vuelo excepto las que el piloto quiera modificar actuando sobre
la palanca de mando. El modo asistido será de gran ayuda sobretodo
en maniobras próximas al suelo ya que simplificará muchas maniobras
que de otra manera podrían necesitar una carga de trabajo muy
alta.The difference is that in the current automatic flight systems if the pilot acts on the controls this is disconnected, the assisted mode maintains all the flight conditions except those that the pilot wants to modify by acting on the joystick. The assisted mode will be of great help especially in maneuvers close to the ground since it will simplify many maneuvers that might otherwise need a very heavy workload
high.
Por último, indicar que la instrumentación es la siguiente:Finally, indicate that the instrumentation is the next:
- 1.one.
- EFIS (Sistema de Instrumentos Electrónicos de Vuelo): Integra las siguientes pantallas de información EFIS (Electronic Flight Instrument System): Integrates the following information screens
- a.to.
- PFD - Pantalla de Vuelo Principal (Primary Flight Display)PFD - Primary Flight Display
- b.b.
- NAVD - Pantalla de Navegación (Navigation Display)NAVD - Navigation Display
- 2.2.
- PFD - Muestra información básica de vuelo, (velocidad, altitud, actitud.). Es un estándar de la industria. PFD - Shows basic flight information, (speed, altitude, attitude.). It is an industry standard.
- 3.3.
- NAVD -Muestra información de navegación, además es una pantalla multifunción y puede presentar datos de radar meteorológico, información de tráfico, información de terreno. NAVD - Displays navigation information, it is also a multifunction screen and can present meteorological radar data, traffic information, terrain information.
- 4.Four.
- MFD - Pantalla multifunción (Multi Function Display): Muestra información de navegación y metereológica que recibe de otros sistemas de información. Es un estándar de la industria. MFD - Multi Function Display : Displays navigation and weather information it receives from other information systems. It is an industry standard.
- 5.5.
- ECAM: - Monitor Electrónico Centralizado de la Aeronave. (Electronic Centralised Aircraft Monitor): Muestra información de parámetros de funcionamiento de los motores, temperatura, presión, rpm, etc. Así como indicaciones de los sistemas y avisos a la tripulación. ECAM : - Centralized Electronic Aircraft Monitor. ( Electronic Centralized Aircraft Monitor ): Displays information on engine operating parameters, temperature, pressure, rpm, etc. As well as indications of the systems and warnings to the crew.
- 6.6.
- HUD: Display transparente sobre el parabrisas de la cabina que presenta información de vuelo sin obstruir la vista del piloto y sin necesidad de apartar la vista de la senda de vuelo. Es un estancar de la industria. HUD : Transparent display on the windshield of the cabin that presents flight information without obstructing the view of the pilot and without having to look away from the flight path. It is a stagnant industry.
- 7.7.
- FMS: Selector de modo de vuelo (Flight Mode Selector). No es un estándar industrial. Es un desarrollo específico para el propósito que se describe en este documento. FMS : Flight Mode Selector . It is not an industrial standard. It is a specific development for the purpose described in this document.
- 8.8.
- CAVM: Control Activo de Vuelo Multimodo. No es un estándar industrial. Es un desarrollo específico cuyo propósito, funcionalidad y modo de operación según se ha descrito en el presente documento. CAVM : Active Multimode Flight Control. It is not an industrial standard. It is a specific development whose purpose, functionality and mode of operation as described herein.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra una forma de realización de la gestión de las transiciones entre los modos de operación helicóptero (Vuelo=HC) 27, autogiro (Vuelo=AG) 28 y avión (Vuelo=ACFT) 29. Según el modo activado el comportamiento es el siguiente:Fig. 4 is a flow chart illustrating an embodiment of the management of transitions between helicopter modes of operation (Flight = HC) 27, gyroplane (Flight = AG) 28 and airplane (Flight = ACFT) 29. Depending on the activated mode the behavior is the next:
- 1.one.
- Selector Modo de Vuelo = HC 27, realiza las órdenes 30:Flight Mode Selector = HC 27, perform orders 30:
- 1.one.
- Reposo: preparadoRest: prepared
- 2.2.
- Arrancar.Tear.
- 3.3.
- Arranque: Alas y aleronesBoot: Wings and spoilers
- 4.Four.
- En posición vertical.Vertical position.
- 5.5.
- Despegue en modo HC.Take off in HC mode.
- 6.6.
- Cambio de paso variable de negativo a positivo de las hélicesVariable step change from negative to positive from the propellers
- 7.7.
- Activar propulsores.Activate thrusters.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- 2.2.
- Selector Modo de Vuelo = AG 28, realiza las órdenes 31:Flight Mode Selector = AG 28, orders 31:
- 1.one.
- Transición de HC a AGTransition from HC to AG
- 2.2.
- Alas y alerones en posición de vueloWings and spoilers in flight position
- 3.3.
- Recogida del tren de aterrizaje.Landing gear pickup.
\newpage\ newpage
- 3.3.
- Selector Modo de Vuelo = ACFT realiza las órdenes 32Flight Mode Selector = ACFT orders 32
- 1.one.
- Transición de AG a ACFT:Transition from AG to ACFT:
- 2.2.
- Repliegue de las palas del rotor, una de ellas gira sobre sí misma.Folding of the rotor blades, one of them rotates About herself
Siguiendo este diagrama de flujo la aeronave puede despegar en modo helicóptero, y operar en este modo para valores de velocidad VNO (velocidad normal de operación) comprendidos entre 0 y 55,56 Km./h. En este modo la velocidad VNE (velocidad a no sobrepasar nunca) puede establecerse en VNE = 83,34 Km./h. Para VNO \geq 55,56 Km./h se produce la transición a modo autogiro, en que VNO está comprendida entre 55,56 Km./h y 157,42 Km./h, y VNE = 203,72 Km./h. Para VNO \geq 157,42 Km./h se transiciona a modo avión 35, en que VNO está entre 157,42 Km./h y un valor superior que puede ser de los habituales en un avión de alas fijas.Following this flow chart the aircraft can take off in helicopter mode, and operate in this mode to VNO speed values (normal operating speed) between 0 and 55.56 km / h. In this mode the VNE speed (speed never to exceed) can be set to VNE = 83.34 Km / h For VNO ≥ 55.56 km / h the transition to mode occurs Autogyro, in which VNO is between 55.56 km / h and 157.42 Km./h, and VNE = 203.72 Km./h. For VNO \ geq 157.42 Km./h it it transitions to airplane mode 35, in which VNO is between 157.42 km / h and a superior value that can be the usual in a wings plane fixed.
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