JP2000501672A

JP2000501672A - 変更可能ヘリコプターフライト制御システム

Info

Publication number: JP2000501672A
Application number: JP9521477A
Authority: JP
Inventors: スティーヴンエスオズダー
Original assignee: マックドーネルダグラスコーポレイション
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2000-02-15
Also published as: DE69629828T2; ES2202499T3; EP0862533A4; DE69629828D1; EP0862533A2; WO1997020735A2; EP0862533B1; US5678786A; WO1997020735A3

Abstract

(57)【要約】ヘリコプター回転翼の三つの斜板アクチュエータのどれか一つの故障が検知される。ひとたび検知されると、この機能しない斜板の位置は固定されて測定される。入力されコマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置は、次に故障モード制御マトリックスに受け渡される。故障モード制御マトリックスは、航空機姿勢制御が維持されるように二つの作動可能な斜板アクチュエータ用に斜板アクチュエータコマンド位置を計算する。この二つの斜板アクチュエータコマンド位置は、回転翼斜板の位置的移動量を指示し、これによりコマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置が満たされ、姿勢を制御することになる。疑似斜板コレクティブ位置訂正装置は疑似斜板コレクティブ位置を計算し、航空機の姿勢が首尾よく制御されるのでこの位置が実現される。斜板コレクティブ位置訂正装置は、計算された回転翼スピード変化で得られる大きさの回転翼揚力を生成し、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間のいかなる差異をも補う。閉ループ垂直速度コントローラーにより、コレクティブ制御の損失を訂正するためにコマンドされる予想回転スピード変化量を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】変更可能ヘリコプターフライト制御システム技術的背景本発明は、一般的にヘリコプター、より詳しく言えば部分故障時に再構成可能なヘリコプターフライト制御システム（以下、変更可能ヘリコプターフライト制御システムと呼ぶ。）に関する。フライバイワイヤー式ヘリコプターフライト制御システムは、パイロットが横方向と縦方向での循環制御、ペダル制御及びコレクティブ制御を行って航空機を安定化させて操縦せねばならない従来型制御のヘリコプターに、正確さ及び航空機飛行特性における進歩をもたらす。適切に設計されたフライバイワイヤー式フライト制御システムの場合、航空機の安定性は姿勢、姿勢変化割合、速度、水平位置フィードバック、パイロットがこれらの動きを直接コマンドできる操縦棒として機能するサイドスティック制御装置によって、本来的に決まる。例えばパイロットがサイドスティックを横方向に動かし、ロール割合をコマンドすると、航空機はサイドスティックが開放された時点に達成されるロール姿勢を自動的に保持する。パイロットが循環制御、ペダル及びコレクティブコマンドの組み合わせて、ヘリコプターの本質的に不十分な安定性及び循環制御・コレクティブ制御・ペダル制御における交差軸カプリングと「格闘している」と言うよりもむしろ、フライバイワイアー式システムのコンピューターが命ぜられた飛行を達成するため四つの全ての制御軸に必要な制御操作の正確な量を決定しているのである。それ故にフライバイワイアー式フライト制御システムは切り離し制御を提供しており、ここでパイロットが必要とするのはふさわしい操縦軸に対してスティックコマンドを出すことのみであり、その一方で制御コンピューターが、航空機に必要な力とモーメントを如何にコマンドするかを決定する。コールドエル他が取得した米国特許番号５、００１、６４６は、フライバイワイアー式フライト制御の機械化を述べており、こうした切り離し制御を正確な飛行経路安定化と同様に与えている。フライバイワイアー式フライト制御システムにおける現行技術は、フライト制御コンピューター、運動センサー及び制御アクチュエータに冗長度を与える多くの概念を含んでいるため、結果的に出来上がるシステムは、故障許容性が高く、多数の部品故障後の機能低下することなく作動継続可能である。フライバイワイアー式フライト制御が持つリコプターに対する上記利点にも拘わらず、こうしたシステムの採用にはしばしば気遅れすることがあるが、それは特別の故障の可能性、万一発生した場合、急速かつ破滅的な混乱状態を航空機に生じさせる可能性があるためである。故障には、斜板上のどこか一つの点での位置付け性能の喪失が関係している。アクチュエータと関連コンピューターは、偶然の故障からそうした破滅的な状況になるのを防ぐ十分な冗長度を一般的に有している一方、こうした冗長度で、ひどいエンジン脱離からテロリストの爆弾に至る様々な原因による構造的ダメージ及び軍用ヘリコプターでの戦闘ダメージといった異常な事故に対処できるとは期待されていない。本発明は、斜板の位置付け性能のそのような「破滅的」喪失後に制御を変更するための方法に関係しており、こうした事故後のフライバイワイアー式ヘリコプターの安全な回復を可能にする。図１は、回転翼斜板に取り付けられた三つの斜板アクチュエータを有する回転翼斜板の平面図である。回転翼斜板は、その上に描かれた三角形１１を有する。第一斜板アクチュエータ１３は、三角形１１の第一コーナーに取り付けられ、第二斜板アクチュエータ１５は、三角形１１の第二コーナーに取り付けられ、第三斜板アクチュエータ１７は、三角形１１の第三コーナーに取り付けられている。以下では、第一、第二、第三のそれぞれの斜板アクチュエータ１３、１５、１７を、Ａ、Ｂ、Ｃと数学的に略して示す。最低限、第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５、第三斜板アクチュエータ１７は、三角形１１の三つの頂点に位置させる必要があり、本三角形はＡ、Ｂ、Ｃで決まる円に内接する。循環及びコレクティブ制御のふさわしい組み合わせを定義するために、三つの斜板アクチュエータ１３、１５、１７を別々に制御せねばならない。より多くの斜板アクチュエータを使用してもよいが、この三つの斜板アクチュエータ１３、１５、１７で、従来型単発回転翼ヘリコプターの主回転翼制御の基礎を提供するには十分である。三つの斜板アクチュエータ１３、１５、１７は、従来型ＵＨ−６０のようなパイロットスティックから機械制御リンク装置で制御してもよく、ないしはＲＨ− ６６フライバイワイアー式ヘリコプターフライト制御を有する場合の様なコンピューターで制御してもよい。アパッチヘリコプター型の場合、三つの斜板アクチュエータが機械的ミキサーを操作し、機械的ミキサーの出力が固定斜板にある三角形１１の頂点に接続される。特定の回転翼斜板及び斜板アクチュエータのタイプが如何なるものであるにせよ、三角形１１の三頂点Ａ、Ｂ、Ｃのコマンドされた位置に対する制御のどの一つが喪失しても、航空機にとっては破滅的であり、姿勢の急速な混乱状態につながり、航空機はスピンにも等しい状況を被りながら墜落することになる。固定翼航空機でさえ、様々なフライト制御表面の少なくとも一つを操作できないという問題から免れることができない。多くの故障を抱えた固定翼航空機を制御するための解決策に関する研究が、米国空軍の後援を受け、幾分成功しつつある。これら研究努力は、破壊的事故後の航空機制御機能の破滅的喪失を防ぐのに役立つ自己修理及び変更可能技術を考案するために向けられている。一般的な固定翼航空機の分野における相対的成功の一つの要因は、代表的な固定翼航空機では冗長度のある力とモーメントを生みだす表面の多様性に由来する。冗長度のある力とモーメントを生みだすこの膨大な数の表面は、例えば、一つの制御表面が全て失なわれても、それを補うべく多くの異なる方法で配置することが可能である。固定翼航空機の場合、特異なエンジン推力ですら、ヨーイングモーメント及びピッチングモーメントを生じさせ、全ての水平及び垂直尾翼制御が失われた時に効果的であることが示されている。固定翼航空機の性能は妥協されたものであるが、故障による再構成からくるヨーイングモーメント及びピッチングモーメントの性能低下は許容できる、何故なら故障による再構成は、比較的安全な着陸を可能にするからである。固定翼航空機とは違って、ヘリコプターは、回転翼斜板を位置決めすることにより得られる回転翼フラッピング以外に、ローリングモーメント及びピッチングモーメントを生みだす代替表面がない。先行技術では、どんな再構成装置もヘリコプターの基礎設計において発見できなかった。１９８０年代ベルヘリコプター社で、斜板の回りに五ないし六角形型に配置した五ないし六個の斜板アクチュエータを有するヘリコプターが実現された。五ないし六個のアクチュエータが一緒に作動して、図１の第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータの機能を果たすようになっている。回転翼斜板上のこの五ないし六個の位置は、非常に高い精度で制御せねばならないため、完成時の通常の許容差に対しいつも誤差が生じ、五ないし六個のアクチュエータ間で厳しく力がぶつかり合ってしまう。この厳しい力のぶつかり合いに対処するため、ベルヘリコプター社はドレーパー研究所と共同で、平準化スキームに取り組んだが、様々な不安定要素がシステム全体に残ったままである。斜板アクチュエータ位置付けコマンドを実際に出すのはフライバイワイアー式ヘリコプターフライト制御システム内の制御コンピューターであるから、先行技術では、これら制御コンピューターをできる限り信頼性あるものにする努力がなされた。多くの先行技術は電子バックアップシステムを組み込んでおり、このバックアップシステムが、二重故障作動システムの制御コンピューターがもはや機能しない場合の残存性を提供する。「バックアップフライバイワイアー式制御システム」と呼ばれるオスダーの米国特許番号５、０１２、４２３は、制御コンピューター及び関連の運動センサーがダウンした場合に生存性を提供するためのこうした電子バックアップシステムを、開示している。しかしこの先行技術システムは、制御コンピューターと関連センサーの信頼性を確実にするために作動するだけで、斜板アクチュエータ自体のどの一つが故障しているかを教えてはくれない。先行技術では、三斜板アクチュエータフライバイワイアー式ヘリコプター制御システムで部分的故障が起きた時に回転翼斜板制御を変更するという問題を解決できていない。この問題が解決されると人命を救える可能性がある、何故なら五ないし六個の斜板型とは対照的に、三個の斜板アクチュエータ型がヘリコプターの設計においてとりわけ普及しているからである。発明の概要本発明の変更可能ヘリコプターフライト制御システムは、三斜板アクチュエータフライバイワイアー式ヘリコプター制御システムが部分的な故障を起こした場合、惨事を回避するための方法を提供する。変更可能ヘリコプターフライト制御システムは、どんなフライバイワイアー式ヘリコプター制御システムにも適用でき、三アクチュエータの機械化のそれぞれにおける冗長度が非常に高レベルであるフライバイワイアー式ヘリコプターフライト制御システムにも適用できる。本発明の変更可能ヘリコプターフライト制御システムは、斜板アクチュエータのどれか一つが機能しない状態を迅速に検知するため、斜板アクチュエータを監視する。機能しない斜板アクチュエータが検知されると、そのアクチュエータはその故障した位置で固定され、機能しない斜板アクチュエータの故障位置が、変更処理のために測定される。残った機能している斜板アクチュエータの斜板アクチュエータ位置は、故障した斜板アクチュエータを補うために変更される。この変更により、安全な着陸ができる様、ヘリコプターの縦揺れ及び回転を制御する。ヘリコプターの姿勢安定化は達成されるが、航空機の垂直速度がまず犠牲となる。こうして正確な垂直速度制御が失われるのは、二つの斜板アクチュエータのみ動かして姿勢安定化を維持するためである。それ故垂直速度制御は、回転翼のスピードを早めたり遅くすることで達成される。このように本発明の目的は、迅速な航空機姿勢安定化のために垂直速度制御の正確さ及び範囲を犠牲にし、回転翼スピードにおける変化を通して垂直速度を維持することにある。本発明の変更可能ヘリコプターフライト制御システムは、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を入力する。コマンドされた斜板コレクティブ位置は、回転翼斜板のふさわしい垂直移動量を示し、回転翼が発生させる揚力の大きさを示す。コマンドされた斜板ｘ軸回転位置は、ｘ軸に関する回転翼斜板のふさわしい位置付けを示し、コマンドされた斜板ｙ軸回転位置は、ｙ軸に関する回転翼斜板のふさわしい運動を示す。変更可能ヘリコプターフライト制御システムは、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータないし第三斜板アクチュエータが故障したか否かを決定するための決定装置を更に含む。通常制御マトリックスは、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信する。三つの斜板アクチュエータのどれも故障していない場合、通常制御マトリックスは、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を出力する。第一斜板アクチュエータが故障していると決まった時点で、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックスは、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信する。第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置を出力する代りに、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックスは、第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を出力する。疑似斜板コレクティブ位置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置の近似を示すが、このコマンドされた斜板位置は恐らく達成できないことが分かっている。第二斜板アクチュエータが故障していると決まった時点で、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックスは、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信後、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を生成して出力する。第三斜板アクチュエータが故障していると決まった時点で、第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックスは、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信後、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を出力する。このように、通常制御マトリックス、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックスないし第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックスのいずれかが、斜板アクチュエータ故障の場合に、斜板アクチュエータコマンド位置及び／ないし疑似斜板コレクティブ位置を生成する。これら斜板アクチュエータコマンド位置及び／ないし疑似斜板コレクティブ位置は、三つの斜板アクチュエータのどれも故障していない場合は通常モードレシーバーによって、斜板アクチュエータの一つに故障が検知された場合は故障モードレシーバーによって、処理される。三つの斜板アクチュエータのどれも故障していない場合、通常モードレシーバーは、第一、第二、第三斜板アクチュエータコマンド位置を基本的に受信し、それらを斜板アクチュエータインターフェースに受け渡す。一方、故障モードレシーバーは、二つの斜板アクチュエータコマンド位置を、現在作動中の斜板アクチュエータ故障制御マトリックスのどれかから斜板アクチュエータインターフェースへ受け渡す。故障モードレシーバーは、疑似斜板コレクティブ位置を、同じ斜板アクチュエータ故障制御マトリックスから斜板コレクティブ位置訂正装置へ受け渡す。斜板コレクティブ位置訂正装置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間での回転翼揚力の差異を補うために回転翼トルク量をコマンドする。第一アクチュエータが故障した場合、故障モードレシーバーは、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックスから受信する。第二アクチュエータが故障した場合、故障モードレシーバーは、第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックスから受信する。第三アクチュエータが故障した場合、故障モードレシーバーは、第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第二斜板アクチュエータコマンド位置を第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックスから受信する。斜板コレクティブ位置訂正装置は、斜板コレクティブ位置差異決定装置を含んでおり、本装置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の両方を入力する。斜板コレクティブ位置差異決定装置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間の差異を見つけ、この差異を回転翼スピード決定装置に出力し、この回転翼スピード決定装置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間の差異に対応する回転翼スピードの変化を生成する。本発明のもう一つの面に依ると、斜板コレクティブ位置訂正装置は、航空機垂直速度コントローラーを更に含んでいる。航空機垂直速度コントローラーは、コマンドされた航空機垂直速度及び測定された航空機垂直速度を入力する。航空機垂直速度コントローラーは、回転翼スピード訂正量を生成し、それはコマンドされた航空機垂直速度と測定された航空機垂直速度の間の差異に対応する。航空機垂直速度コントローラーは航空機垂直速度差異決定装置を有し、本決定装置は航空機垂直速度コントローラーの入力を受信し、航空機垂直速度差異を出力する。航空機垂直速度コントローラーは、航空機垂直速度を回転翼スピードへ変換する変換器を更に含んでおり、本変換器は航空機垂直速度差異決定装置からの出力を受信し、この出力を回転翼スピード訂正量に変換する。斜板コレクティブ位置差異決定装置は、回転翼スピード決定装置から得られる回転翼スピードの変化と参照用回転翼スピードの間の差異を発見するための回転翼スピードコマンドジェネレーターを更に含む。回転翼スピードコマンドジェネレーターは、回転翼スピード訂正量を合計するが、この量は、航空機垂直速度を回転翼スピードへ変換する変換器から出力されたものである。回転翼スピードにおける変化、参照用回転翼スピード及び回転翼スピード訂正量を総計した後、回転翼スピードコマンドジェネレーターは回転翼スピードコマンドを出力する。回転翼スピードコマンドは、対応する回転翼揚力を生じさせるため、エンジンスピードコントローラーに受け渡される。本発明のもう一つの面に依ると、第一斜板アクチュエータ故障が検知された場合、第一アクチュエータ故障フラッグがセットされる。この第一アクチュエータ故障フラッグを、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックスに入力し、この制御マトリックスを作動可能にする。同様に、第二アクチュエータ故障フラッグは、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックスを作動可能にし、第三アクチュエータ故障フラッグは、第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックスを作動可能にする。本発明のもう一つの面に依ると、ひとたび三つの斜板アクチュエータのどれか一つが機能していないと検知されると、この機能していない斜板の位置が固定された上で測定される。入力されコマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置は、斜板アクチュエータの一つに故障が検知された場合、故障モード制御マトリックスに受け渡される。故障モード制御マトリックスは、二つの作動可能な斜板アクチュエータのために斜板アクチュエータコマンド位置を計算する。この二つの斜板アクチュエータコマンド位置は、回転翼斜板の位置的な動きを指示し、これによりコマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置が満たされる。斜板コレクティブ位置訂正装置は、疑似斜板コレクティブ位置を計算し、回転翼斜板の位置的な動きが、コマンドされた斜板コレクティブ位置に近付くように指示をする。斜板コレクティブ位置訂正装置は、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間にある差異を補うため、回転翼揚力量を生成する。付随の図面と関連して以下の記述を参照することで、追加的な特徴と利点と共に本発明を理解できるであろう。図面の簡単な説明図１は、ヘリコプター回転翼斜板の上から見た幾何学的な平面図である。図２は、本好適実施例の変更可能ヘリコプターフライト制御コントロールシステムの一部を示すブロック図である。図３は、本好適実施例による斜板アクチュエータと関連要素の概略図である。図４は、本発明の方法を示すフローチャートである。実施例の説明内接三角形１１の各コーナーに位置する第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータ１７（Ａ、Ｂ、Ｃは各アクチュエータ）を有する代表的な回転翼斜板を図１に示す。第一斜板アクチュエータ１３は、三角形１１の変数Ｚ_Aで示されたコーナーを垂直方向に移動する様コマンドされる。同様に第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータ１７は三角形１１の対応する頂点をそれぞれ垂直方向に移動させるが、この移動量をＺ_B、Ｚ_Cで表す。三角形１１の中心の垂直移動量は、変数Ｚｏで表す。変数φは、ｘ軸についての回転翼斜板の角度を示し、変数θは、ｙ軸についての回転翼斜板の角度を示す。ｘ軸とｙ軸を、航空機ｘ軸とｙ軸に関して適切な方向に向けた場合、角度θとφは、従来からのＢ_1SとＡ_1Sに対応する。二つの変数Ｂ_1SとＡ_1Sは、従来の縦循環制御出力と横循環制御出力を示し、変数Ｚｏは、斜板コレクティブ制御出力に対応する。縦と横の循環制御Ｂ₁とＡ₁の論議は、１９９１年３月１９日発行のコールドウエル他の米国特許番号５、００１、６４６でなされており、参考までに掲げる。Ｚｏ、θ、φの幾何学的関係を次式で示す。Ｚｏ＝0.5Ｚ_A＋0.5Ｚ_B＋ｃｏｓη／２Ｚ_C／（ｃｏｓη／２＋１）方程式１ θ＝Ｚ_A＋Ｚ_B−２Ｚ_C／２Ｒ（ｃｏｓη／２＋１）方程式２ φ＝Ｚ_A−Ｚ_B／２Ｒｓｉｎη／２方程式３こうしたヘリコプターフライト制御システムにおいてはパイロットは、Ｚｏ、 θ及びφの数値をコマンドするためにフライト制御スティックを制御する。本発明においては、斜板アクチュエータ制御コンピューターは、斜板移動量のＺｏ、 θ、φに関するこれらコマンドされた数値を受信し、第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータ１７に関する垂直移動量を計算する。第一、第二、第三斜板アクチュエータ垂直移動量Ｚ_A、Ｚ_B、Ｚ_Cに関する三つの方程式を次式で示す。Ｚ_A＝Ｚｏ＋θＲｃｏｓη／２＋φＲｓｉｎη／２方程式４Ｚ_B＝Ｚｏ＋θＲｃｏｓη／２−φＲｓｉｎη／２方程式５Ｚ_C＝Ｚｏ−θＲ方程式６これら三つの方程式を次式にマトリックス表示する。上記方程式４、５及び６から、三つの斜板アクチュエータ１３、１５及び１７のどれか一つに故障が起こると、残る二つの斜板アクチュエータを位置付けさせて、コマンドされたＺｏ、θ及びφの斜板位置を達成させることは、たとえ不可能でないにしても、非常に難しいことが明らかである。本発明では、Ｚｏ、θ、φのコマンドされた三変数を満たすのは不可能で、作動している三つの斜板アクチュエータ１３、１５、１７の二つしか満たせないことがわかる。従って、本発明では、コマンドされた三数値Ｚｏ、θ、φの内のより重要な値θ、φを解くための方程式を与える。この方程式はＺｏに関する正確な数値を出せないが、その代わり斜板コレクティブ位置Ｚｏ′に関する近似値を出し、Ｚｏの正確な数値をたとえコマンドしなくとも、ふさわしい回転揚力を生みだすことを目的としている。第一斜板アクチュエータ１３（Ａアクチュエータ）が故障し、Ａ位置で固定された場合、Ｚ_A、Ｚ_B、Ｚｏ′は、次のマトリックス方程式で計算できる。第二斜板アクチュエータ１５（Ｂアクチュエータ）が故障し、Ｂ位置で測定された場合、Ｚ_A、Ｚ_C、Ｚｏ′は、次のマトリックス方程式で決定できる。第三斜板アクチュエータ１７（Ｃアクチュエータ）が故障し、Ｃ位置で測定された場合、次のマトリックス方程式で変数Ｚ_A、Ｚ_B、Ｚｏ′決定できる。図２を説明する。本好適実施例の変更可能ヘリコプターフライト制御システム２１のブロック図が示されている。コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置φ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置θは、入力手段２３により変更可能ヘリコプターフライト制御システムに入力される。上記のように、コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置θ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置φは、ヘリコプターパイロットによるフライトスティックの動きないしフライバイワイアー式コンピューターシステムによって出された制御コマンドにほぼ一致する。第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５、ないし第三斜板アクチュエータ１７のどれが故障したかを決定手段２５は、決定する。もし第一斜板アクチュエータ１３が故障していれば、第一アクチュエータ故障フラッグが決定手段２５によってライン２７上にセットされる。同様に第二斜板アクチュエータ１５の故障が検知された場合、決定手段２５は、第二斜板アクチュエータ故障フラッグをライン２９上にセットし、第三斜板アクチュエータ１７の故障が検知された場合、決定手段２５は、第三斜板アクチュエータ故障フラッグをライン３１上にセットする。第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５、第三斜板アクチュエータ１７のどれも故障していない場合、通常制御マトリックス計算手段３３が、コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置φ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置θを受信する。通常制御マトリックス計算手段３３は、次に第一斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_A、第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B及び第三斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_Cを生成するために方程式７マトリックス方程式を実行する。コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置φ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置θは、それぞれライン３５、３７及び３９を経て通常制御計算手段３３にすべて入力される。第一斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_A、第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B及び第三斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_Cは、それぞれライン４１、４３及び４５を経て通常制御計算手段３３から出力される。決定手段２５が第一斜板アクチュエータ１３の故障を検知し、第一アクチュエータ故障フラッグ２７をセットする場合、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段４７は、ライン４９、５１及び５３を経てコマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置φ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置θを受信する。第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段が、更にライン２７上で第一アクチュエータ故障フラッグを受信する場合、ライン５５上の第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B、ライン５７上の第三斜板アクチュエータコマンド位置及びライン５９上の疑似斜板コレクティブ位置を生成し出力する。第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段４７は、上記のマトリックス方程式８を使って第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B、第三斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_C及び疑似斜板コレクティブ位置Ｚｏ′を生成する。同様に、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段４８は、第二アクチュエータ故障フラッグをライン２９上の決定手段２５から受信し、ライン６１上の第一斜板アクチュエータコマンド位置、ライン６３上の第三斜板アクチュエータコマンド位置、ライン６５上の疑似斜板コレクティブ位置を生成する。同様に第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段６７は、ライン３１上の第三アクチュエータフラッグを受信した場合、それはライン６９上の第一斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_A、ライン７１上の第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B及びライン７３上の疑似斜板コレクティブ位置Ｚｏ′を生成するために、コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏ、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置θ及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置φを使用する。交換回路７５は、通常モード受信手段７７及び故障モード受信手段７９を一般に含んでいる。通常モード受信手段は、ライン４１上の第一斜板アクチュエータコマンド位置、ライン４３上の第二斜板アクチュエータコマンド位置及びライン４５上の第三斜板アクチュエータコマンド位置をそれぞれ三出力ライン８１、８３及び８５に基本的に受け渡す。斜板アクチュエータインターフェース８７は、ライン８１、８３及び８５上のこれら三つの入力を受信し、第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータ１７を制御する。一方、交換回路７５の故障モード受信手段７９は、第一、第二、第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段４７、４８及び６７からの出力をそれぞれ斜板アクチュエータインターフェース８７及び斜板コレクティブ位置コントローラー８９に送るよう作動している。第一斜板アクチュエータ１３、第二斜板アクチュエータ１５、第三斜板アクチュエータ１７のいずれかが故障した場合、二つの機能しうる斜板アクチュエータに対応する二つの斜板アクチュエータコマンド位置が、故障モード受信手段７９を通って、対応する斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段から斜板アクチュエータインターフェース８７へ送られる。斜板アクチュエータコマンド位置の代わりに、疑似斜板コレクティブ位置が、故障した斜板アクチュエータのために斜板アクチュエータ故障制御マトリックスコンピューター手段の各々から出力されるので、故障した斜板アクチュエータに対応する斜板コマンド位置が、故障モード受信アクチュエータを通って斜板アクチュエータインターフェース８７に送られるようなことは決してない。その代わり、故障した斜板アクチュエータに対応する斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段が、疑似斜板コレクティブ位置Ｚｏ′を故障モード受信手段７９に出力する。故障モード受信手段が、故障した斜板アクチュエータに対応する疑似斜板コレクティブ位置を受信する場合、故障モード受信手段７９は、この疑似斜板コレクティブ位置をライン９１を経て斜板コレクティブ位置訂正装置に受け渡す。例えば、もし第三斜板アクチュエータ１７の故障が決定手段２５によって検知されれば、第三斜板アクチュエータ制御マトリックス計算手段６７が、ライン６９上の第一斜板アクチュエータコマンド位置、ライン７１上の第二斜板アクチュエータコマンド位置及びライン７３上の疑似斜板コレクティブ位置を生成し提供する。故障モード受信手段７９は、第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第二斜板アクチュエータコマンド位置をそれぞれライン８１と８３を経て斜板アクチュエータインターフェース８７に送る。更に、故障モード受信手段７９は、疑似斜板コレクティブ位置、ライン７３上の入力をライン９１を経て斜板コレクティブ位置訂正装置８９に送る。斜板コレクティブ位置訂正装置８９は、斜板コレクティブ位置差異決定装置９３、回転翼スピード決定装置９５、回転翼スピードコマンドジェネレータ９７、航空機垂直速度コントローラー９８、リミッター１０３及びエンジンスピードコントローラー１０５を含む。斜板コレクティブ位置差異決定装置９３は、ライン９１上の疑似斜板コレクティブ位置Ｚｏ′及びライン９２のコマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏを入力する。これら二つの信号の間の差異は、斜板コレクティブ位置差異としてライン９４上に出力される。斜板コレクティブ位置差異９４は、コマンドされた斜板コレクティブ位置Ｚｏと疑似斜板コレクティブ位置Ｚｏ′の間にエラー信号として示され、このエラー信号は、三つのアクチュエータの二つのみが制御可能な時だけ、達成可能な斜板コレクティブ位置Ｚｏ′の見積値として生成される。この斜板斜板コレクティブ位置差異９４は、これは回転翼推力の不足量ないし過剰量の測定値であるが、回転翼スピード決定装置９５に入力される。回転翼スピード決定装置９５は、回転推力不足に対応する斜板コレクティブ位置差異９４を補うのに必要とされる回転翼スピード（△Ω）の変化を決定する。回転翼スピード決定装置９５は、例えば各フライト状態で必要とされる回転揚力を定義する構成対照表を含んでいてもよい。回転翼スピード決定装置９５は、ライン９６上の回転翼スピード△Ωの変化を出力する。ライン９６上のこの回転翼スピード△Ωの変化は、ライン１０７上の参照用回転翼スピード△ΩＲｅｆと共に回転翼スピードコマンドジェネレーター９７に入力される。ライン１０７上の参照用回転翼スピードは、回転翼スピードの１００％に通常セットされているが、単発エンジンを使用し、固定翼フライトと回転翼フライトの両方が可能な航空機においては、例えばこの参照用回転翼スピードは１００％を超える範囲から下は７０％まで変化させることができる。こうした航空機は、出願人のみが発明者であり、「ジェットエンジン推進の三重モード航空機のためのフライト制御システム」とよばれる同時係属出願の米国特許出願一連番号に述べられており、その詳細を参考までに掲げる。回転翼揚力は、Ω²で変化する傾向があるから、回転翼スピードを１００％付近でプラスないしマイナス１０％で変化させることは、約プラスないしマイナス２０％の垂直推力の変化が結果的に生ずる。回転翼スピード決定装置９５は、このようにライン９６上で回転翼スピードの予測変化量を提供し、もしエンジンスピード制御により達成されるなら、ふさわしい回転推力が結果的に得られる。スピードコマンド９６のこの変化量を、ライン１０７上の参照回転翼スピードに加えることにより、必要とされる回転翼スピードの近似値を生成する。必要とされる回転翼スピードの見積値は、上記に述べた見積値における近似値を補正するため閉ループ処理によって増やされる。この閉ループ処理には、航空機垂直速度コントローラー９８を使用する。航空機垂直速度コントローラー９８は、ライン９９上に入力される垂直速度（Ｈｄｏｔ）を絶えず測定する。ライン１０１上には、参照用垂直速度（ＨｄｏｔＲｅｆ）も入力される。ライン９９上の測定された垂直速度とライン１０１上の参照用垂直速度の両者は、航空機垂直速度差異決定手段１０９に入力され、ここから航空機垂直速度差異がライン１００上に出力される。例えば、回転翼中の見積り変化量が正確であれば、しかもそのスピードがエンジンスピードコントローラー１０５により達成できるなら、航空機の垂直軸におけるふさわしい平衡状態が達成される。実際、回転翼スピードの変化量（△Ω）９６、加えて参照用回転翼スピード（ΩＲｅｆ）１０７は、回転翼スピードコマンド用の変化したスピード参照量（ΩＲｅｆ′）１０４を作りだし、しかもΩＲｅｆ′の値は、ＺｏとＺｏ′の間の差異によって定義される利用不可能なコレクティブ制御をちょうど補う回転推力を提供することになる。しかし、ライン９６上の回転翼スピード（△Ω）の見積り変化量が正確でない場合、航空機に作用する垂直力のふさわしい平衡状態は現れない。平衡状態からの離脱は、航空機垂直速度差異（ないしエラー）１００として現れる。Ｈｄｏｔ制御法は、航空機垂直速度エラーを回転翼スピードへ変換する変換器１０１によって実行されているのだが、閉ループ調整を回転翼スピードコマンドジェネレーター９７における参照用回転翼スピード（ΩＲｅｆ）１０７に加えることによって回転翼スピードコマンド（ΩＲｅｆ′）１０４に増加ないし減少をコマンドする閉ループプロセスである。回転翼スピードコマンドジェネレーター９７は、このようにライン１０７上の参照回転翼スピード、ライン９６上の回転翼スピードの変化量及びライン１０２上の回転翼スピード訂正量を足し合わせ、回転翼スピードコマンド１０４を出力する。この回転翼スピードコマンド１０４は、ライン９２上のコマンドされた斜板コレクティブ位置入力と疑似斜板コレクティブ位置入力の間の差異を補うのに必要とされる回転翼揚力の大きさを示す。回転翼スピードコマンド１０４の許容範囲の適切な限界を適用し、力学的に許容できない範囲での作動を防止せねばならない。リミッター１０３は、回転翼スピードコマンド１０４を予め決められた範囲内に制限し、制限された回転翼スピードコマンド１０６を出力する。エンジンスピードコントローラー１０５は、制限された回転翼スピードコマンド１０６を受信し、回転翼を運転するために回転翼トルク１１３を出力する。図３は、第一、第二及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７の一つが故障した場合に緊急バックアップ機能を実行するためのアクチュエータ機能要件の最重要概略図を示している。厳密に言えば、図３は、第一斜板アクチュエータ１３の故障を示している。本好適実施例において、第一、第二及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７の各々が、二重タンデム電気油圧駆動の斜板アクチュエータを有している。第一、第二及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７は全て監視され、実際の斜板アクチュエータ応答と予想される斜板アクチュエータ応答とを比較するモデルモニターの組み合わせと所定の斜板アクチュエータサブシステム内の冗長要素の比較とを使って監視がなされる。冗長斜板アクチュエータの機械化において、モニターの役割は、システムから故障した要素を隔離・除去することで最初の故障の影響を最小に抑えることが主であり、故障していない要素が性能低下をもたらすことなくその機能を作動し続けられるようにすることである。図３は、より共通の冗長要素が位置付けサーボ機構としてアクチュエータの連続作動をもはや保証できなくなった後、作動を扱う本発明に関与する斜板アクチュエータの部分のみを示している。本図に示されてないサーボ機構ループの要素としては、冗長サーボ機構制御バルブ及びそれらに関連したサーボ機構アンプ駆動装置が挙げられる。三揃い部分からなるシステムを有する通常作動では、通常サーボ機構ループ線形可変差動変換器（ＬＶＤＴｓ）１２３を取り付けて、アクチュエータ位置を測定する。この冗長位置測定には、サーボ機構ループクロージャーが使用される。このクロージャーは更に、サーボ機構の位置付け応答の全体を監視するのにも使用される。通常作動においては、一つの冗長チャンネルでの様々な機能不全が、位置付け性能にエラーを生じさせ得る。現行モニターは、故障した要素を隔離・停止させ、システムの機能している部分が故障した要素を損なうこと無しに作動し続けられるようにする。通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分は、この通常アクチュエータ監視処理の一つの部分である。残存する要素が冗長機構にないためにアクチュエータの全機能停止が発生したとこの通常監視アルゴリズムが決定した場合、残存を可能とする本実施例の再構成が、作動開始する。本好適実施例の場合、各モデルモニターはＬＶＤＴ及び関連の冗長コンピューターを含んでいる。本好適実施例は、もはや機能できない斜板アクチュエータを変更することに関係している。冗長システムの場合、例えば、本好適実施例では、アクチュエータを効かなくし固定して、機能しない斜板アクチュエータの残存する能力全てが失われたとして、斜板アクチュエータ位置の代替独立手段を使用する。非冗長システムの場合、本好適実施例は、最初に検知された故障に関係しており、最小限のやり方でも斜板アクチュエータがもはや作動できない状態をカバーしている。第一、第二及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７それぞれが、適切に作動している場合、通常作動フラッグ３２（図２）がセットされることで、通常制御マトリックス計算手段３３（図２）が作動できるようになる。単純な非冗長システムの場合、通常作動フラッグ３２は、斜板アクチュエータの全てがそれら連続の監視作業を受け渡している限りはセットされたままであり、コマンドされた斜板アクチュエータ位置全てが妥当な静的及び動的許容範囲内で達成されていることを確かめる。より複雑な冗長フライバイワイアー式システムの場合、重要なアクチュエータがもはや良好に機能できないという決定は、作動する冗長コンピューターのチャンネル全てが合致することでなされる。図３は本好適実施例が示しており、そこでは三つの独立した冗長コンピューター１２１が、本図で各アクチュエータの例として使われている斜板アクチュエータ１３の位置を監視している。本発明の緊急バックアップ機能が起こす厄介な連動状態を防ぐために、特定の斜板アクチュエータが実際に故障しているとするには、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の三つ全てが合致しなければならない。第一、第二及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７の各々の作動に関係する情報は、「クロスチャンネルデータリンク」を経て独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の各々の間で交換され、クロスチャンネルデータリンクは、複数チャンネル測定及値及びこれら測定値から処理された情報を確かめる重要な手段である。こうして、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の三つのコンピューターの各々は、別々のチャンネルとして作動し、斜板計測値及びその信号全体に関連する情報を伝える。三つのチャンネルの各々の間の情報の処理と交換の高度な完全性、及び処理される共通データを基にした決定が、現在実現されている。通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分は、三つの独立した冗長ＬＶＤＴ位置変換器を含む。ＬＶＤＴｓとして示されている一方、それは航空機サーボ機構アクチュエータにおいて使用されている最もありふれたタイプの位置変換器であるが、これら位置測定変換器には、同等の正確さと信頼性を提供できる多くの代替タイプがある。通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分の各ＬＶＤＴは、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の一つとインターフェースで連結する。通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分にある各ＬＶＤＴｓは、独立して、ＬＶＤＴが取り付けられている特定の斜板アクチュエータ毎に斜板アクチュエータ位置を測定する。こうして図が斜板アクチュエータ１３のケースを示す場合には、通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分にあるＬＶＤＴｓの三つ全てが斜板アクチュエータ１３の位置を測定し、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分にある各コンピューターは、通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分にある三つのＬＶＤＴｓの一つに対し、パワー励起及び信号完全性の監視を行う。独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分にある各コンピューターは、斜板１３の位置測定値を、通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分にあるＬＶＤＴｓの一つから直接受信し、この情報をクロスチャンネルデータリンクを通じて、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の他の二つのコンピューターと共有する。同様に独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の他の二つのコンピューターはそれぞれ、斜板アクチュエータ１３の自分自身の位置測定値を、通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分にある他のＬＶＤＴｓとのそれら自体のインターフェースを経て、有することになる。独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分にあるこれら二つの他のコンピューターはそれぞれ、その斜板アクチュエータ１３位置測定値をクロスチャンネルデータリンクを経て他の二つのコンピューターと共有する。その結果、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の三つのコンピューターの各々は、全ての三つのＬＶＤＴ測定値にアクセスし、共通の決定アルゴリズムのお陰で、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分にあるコンピューター三つ全てが、監視アルゴリズム用の斜板アクチュエータ１３に関する位置の同じ見積値を使用できるようになる。独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分のコンピューターの三つ全てが斜板アクチュエータ１３は故障したと合致する場合、故障した斜板アクチュエータの固定された位置が、独立したモニターＬＶＤＴ１２５から得られる。独立モニターＬＶＤＴ１２５は、発振器励起を提供と信号復調を目的とした励起及び復調器回路構成１２７との電子インターフェースを有している。励起及び復調器回路構成１２７は、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分に類似の入力を提供する。三つの独立した電源１２９、１３１、及び１３３が、励起及び復調器回路構成１２７に電源を供給する。これら三つの電源１２９、１３１及び１３３は、始めに検知された斜板アクチュエータ故障に本来一因となる可能性のある電源過渡現象に対し、信頼性と非脆弱性を向上させる。独立モニターＬＶＤＴ１２５からの故障した斜板アクチュエータ出力の位置を、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分からの故障した斜板アクチュエータの位置の見積値と比較する。三つの各コンピューターが通常サーボ機構ループＬＶＤＴｓ１２３の三揃い部分からそれ自信のモニターＬＶＤＴ数値を読み込んだ後、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分は、故障した斜板アクチュエータの位置の見積値を、クロスチャンネルデータリンクを経て三つのコンピューター１２１間でのデータ交換から生成する。本好適実施例において、通常の故障していないモード作動の間、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分からの故障した斜板アクチュエータの位置の見積値と独立モニターＬＶＤＴ１２５とでリーズナブルな合致が見られなければ、警戒警告が発せられ、独立モニターＬＶＤＴ１２５を修理するメインテナンス行為がなされるまで緊急モードは作動しない。図４は、本好適実施例の方法の一部を示すフローチャートである。決定手段２５（図２）が、第一、第二、及び第三斜板アクチュエータ１３、１５、１７が全て適切に作動していると決定した場合（ステップ１４１）、プログラムはステップ１４３に進む。ステップ１４３で第一斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_A、第二斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_B、及び第三斜板アクチュエータコマンド位置Ｚ_Cは、通常制御マトリックス計算手段３３により計算される（図２）。このデータは、ステップ１４５で斜板アクチュエータ駆動機構に出力される。一方、第一斜板アクチュエータ１３は故障していると決定手段２５が決定した場合、次にステップ１４７で第一アクチュエータ故障フラッグがライン２７上にセットされる。同様にステップ１４９で第二アクチュエータ故障フラッグが第二斜板アクチュエータ１５の故障に対応してセットされてもよく、ステップ１５１で第三アクチュエータ故障フラッグが第三斜板アクチュエータ１７の検知された故障に対応してセットされてもよい。第一斜板アクチュエータ故障フラッグがライン２７上にセットされる場合、故障し固定された第一斜板アクチュエータ１３の位置がステップ１５３で生成される。同様にステップ１５５及び１５７で故障した第二斜板アクチュエータ１５及び第三斜板アクチュエータ１７の位置がそれぞれ生成される。ステップ１５９、１６１、１６３で、第一、第二及び第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段４７、４８及び６７がそれぞれ斜板アクチュエータコマンド位置と疑似斜板コレクティブ位置の適切な数値を生成し出力する。ステップ１６５、１６７、１６９で、図２のライン９６上の回転翼スピード信号にある各変化量が、図２のライン１０７上の各参照回転翼スピードと比較される。ステップ１７１、１７３、１７５で、航空機垂直速度コントローラー９８からのライン１０２上の回転翼スピード訂正量が組み込まれ、回転翼スピードコマンドジェネレーター９７からの対応する出力が生成・処理され、最終的に斜板アクチュエータ駆動機構への位置コマンドがステップ１４５で出される。本好適実施例は、故障した斜板アクチュエータを緊急バックアップモードでその故障した位置に固定するが、より複雑な機構を実施してもよい。例えば、故障したアクチュエータをその最も有利な場所に戻し、次にそれを油圧で固定させるという機構が使えるが、この構造は、複雑となり費用が掛かる。図３に示されているように、本好適実施例においては、故障した斜板アクチュエータが固定されるのは、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分で作動する全コンピューターが合致する決定を下した時であり、故障した斜板アクチュエータの対応するリターンブロックソレノイドを通じてリターンフローを効率的に防ぐようになっている。冗長斜板アクチュエータシステムにおいては、故障した部分を通常バイパスし、作動している部分の作動を邪魔したり混乱させたりするのを防ぐ。そのような構成において、バイパス機構の部分は、固定状態となる以前に作動不能にせねばならない。この機能は、独立した冗長コンピューター１２１の三揃い部分の指示を受ける。本発明の具体的実施例を示し述べてきたが、上記パラグラフで述べたことに加えて、多くの他の変更・修正・代案を、本発明の精神と範囲から必ずしも外れることなく当業者が作れることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】ループ垂直速度コントローラーにより、コレクティブ制御の損失を訂正するためにコマンドされる予想回転スピード変化量を改善する。

Claims

【特許請求の範囲】１．コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置、及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を入力するための入力手段と、第一斜板、第二斜板、第三斜板のどの一つが機能しないのかを決定するための決定手段と、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータ全てが機能可能であることを決定手段が決定した場合に、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置、コマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置を生成及び出力するための通常制御マトリックス計算手段と、第一斜板がもはや機能しえないと決定手段が決定した場合に、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置、コマンドされたｙ軸回転位置を受信し、かつ、第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置、疑似斜板コレクティブ位置を生成・出力し、かつ、これら生成位置は航空機姿勢制御が維持されるのを保証する第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段と、第二斜板がもはや機能しえないと決定手段が決定した場合に、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置、コマンドされたｙ軸回転位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置、疑似斜板コレクティブ位置を生成・出力し、かつ、これら生成位置は航空機姿勢制御が維持されるのを保証する第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段と、第三斜板がもはや機能しえないと決定手段が決定した場合に、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置、コマンドされたｙ軸回転位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置、疑似斜板コレクティブ位置を生成・出力し、かつ、この生成位置は航空機姿勢制御が維持されるのを保証する第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段と、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータ全てが機能しうると決定手段が決定した場合、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置、及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を受け渡しする通常モード受信手段と、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ、第三斜板アクチュエータの一つが機能しえないと決定手段が決定した場合に、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段、第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段の内の一つから第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置の内のどれか三つを受信し、かつ、疑似斜板コレクティブ位置と第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つとの両者を出力する故障モード受信手段とを含むことを特徴とする変更可能ヘリコプターフライト制御システム。２．コマンドされた斜板コレクティブ位置と、疑似斜板コレクティブ位置、即ちこの疑似斜板コレクティブ位置は第一、第二、第三斜板アクチュエータの一つが機能し得ず固定されてかつ機能しうる残存する二つのアクチュエータの位置が制御されている場合に結果的に生ずるコレクティブ位置であるが、これら両方を入力し、かつ、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間のどんな差異をも訂正するのに必要な大きさの回転翼揚力に対応した回転翼スピード変化を出力する斜板コレクティブ位置訂正手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。３．コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の両方を入力し、かつ、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間の差異を表す斜板コレクティブ位置差異を出力するための斜板集合位置差異決定手段を、斜板コレクティブ位置訂正手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。４．斜板コレクティブ位置差異決定手段から斜板コレクティブ位置差異を入力し、かつ、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間のいかなる差異も訂正するのに必要とされる回転翼揚力量に対応する回転翼スピードの変化を出力するための回転翼スピード決定手段を、斜板コレクティブ位置差異訂正手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。５．コマンドされた航空機垂直速度と測定された航空機垂直速度を入力し、かつ、回転翼スピード訂正量を出力する航空機垂直速度制御手段を、斜板コレクティブ位置訂正手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システムシステム。６．回転翼スピード訂正量が、コマンドされた航空機垂直速度と測定された航空機垂直速度の間の差異と対応することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。７．コマンドされた航空機垂直速度と測定された航空機垂直速度を入力し航空機垂直速度差異を出力する航空機垂直速度差異決定手段を、航空機垂直速度制御手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。８．航空機垂直速度差異が、コマンドされた航空機垂直速度と測定された航空機垂直速度の間の差異に対応することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。９．航空機垂直速度差異を回転翼スピード訂正量に変換するための航空機垂直速度から回転翼スピードへの変換手段を、航空機垂直速度制御手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 10．航空機垂直速度から回転翼スピードへの変換手段は航空機垂直速度差異を入力して回転翼スピード訂正を出力し、かつ、回転翼スピード訂正量は、測定された航空機垂直速度をコマンドされた航空機垂直速度に近付けると予想される回転翼スピードに対する変化量であることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 11．回転翼スピード決定手段から回転翼スピードの変化を入力し、参照用回転翼スピードで回転翼スピードの変化を合計し、回転翼スピードコマンドを出力する回転翼スピードコマンド生成手段を、斜板コレクティブ位置差異決定手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 12．回転翼スピードコマンドが回転翼スピードの変化割合を指示することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 13．回転翼スピードコマンド生成手段が、航空機垂直速度から回転翼スピードへの変換手段からの回転翼スピード訂正出力を、更に入力することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 14．回転翼スピードコマンド生成手段が、参照用回転翼スピードで回転翼スピードの変化を合計するだけではなく、航空機垂直速度から回転翼スピードへの変換手段からの回転翼スピード訂正出力で回転翼スピードの変化をも合計し、かつ、回転翼スピードコマンドが、回転翼スピードの変化、参照用回転翼スピード及び回転翼スピード訂正量の合計を表すことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 15．回転翼スピードコマンド生成手段からの回転翼スピードコマンド出力を入力し、予め決められた数値の範囲内に限るよう変更された回転翼スピードコマンドを表す限定回転翼スピードコマンドを出力する限定手段を、斜板コレクティブ位置訂正手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 16．限定回転翼スピードコマンドを入力し、限定回転翼スピードコマンドによってコマンドされた回転翼スピードで航空機回転翼を駆動するための回転翼トルクを生成するために航空機エンジンを制御するエンジンスピード制御手段を、斜板コレクティブ位置訂正手段が更に含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 17．通常モード受信手段と故障モード受信手段が共に交換回路を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 18．決定手段が第一斜板アクチュエータは機能していないと決定した場合に作動する第一作動手段を故障モード受信手段が含む変更可能ヘリコプターフライト制御システムにおいて、当該第一作動手段が、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段から第二斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を受信するための第一受信手段と、疑似斜板コレクティブ集合位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を出力するための第一出力手段とを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 19．決定手段が第二斜板アクチュエータは機能していないと決定した場合に作動する第二作動手段を故障モード受信手段が含む変更可能ヘリコプターフライト制御システムにおいて、当該第二作動手段が、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段から第一斜板アクチュエータコマンド位置、第三斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を受信するための第二受信手段と、疑似斜板コレクティブ集合位置、第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を出力するための第二出力手段とを含むことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 20．決定手段が第三斜板アクチュエータは機能していないと決定した場合に作動する第三作動手段を故障モード受信手段が含む変更可能ヘリコプターフライト制御システムにおいて、当該第三作動手段が、第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段から第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び疑似斜板コレクティブ位置を受信するための第三受信手段と、疑似斜板コレクティブ集合位置、第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第二斜板アクチュエータコマンド位置を出力するための第三出力手段とを含むことを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 21．第一斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に当該決定手段によりセットされる第一アクチュエータ故障フラッグと、第二斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に当該決定手段によりセットされる第二アクチュエータ故障フラッグと、第三斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に当該決定手段によりセットされる第三アクチュエータ故障フラッグとを更に含むことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 22．第一斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に第一アクチュエータ故障フラッグを入力する第一アクチュエータ故障フラッグ入力手段を第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックスが含み、かつ、第二斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に第二アクチュエータ故障フラッグを入力する第二アクチュエータ故障フラッグ入力手段を第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックスが含み、かつ、第三斜板アクチュエータはもはや機能していないと決定手段が決定した場合に第三アクチュエータ故障フラッグを入力する第三アクチュエータ故障フラッグ入力手段を第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックスが含むことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 23．第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つ以上を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の受信された二つ以上に従って、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの内の二つ以上と対応するアクチュエータを制御する斜板アクチュエータインターフェースを更に含むことを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 24．第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータ全ては機能しうると決定手段が決定した場合に、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータ全ては機能しうると決定手段が決定した場合に、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータを制御することを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 25．第一斜板アクチュエータは機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータは機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータを制御するのを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 26．第二斜板アクチュエータは機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置を受信し、かつ、第二斜板アクチュエータが機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータを制御するのを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 27．第三斜板アクチュエータが機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータコマンド位置及び第二斜板アクチュエータコマンド位置を受信し、かつ、第三斜板アクチュエータが機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板アクチュエータインターフェースが第一斜板アクチュエータ及び第二斜板アクチュエータを制御するのを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 28．第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの全てが機能しうると決定手段が決定した場合、斜板コレクティブ位置訂正手段が疑似斜板コレクティブ位置を受信しないことを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 29．第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの一つが機能し得ないと決定手段が決定した場合、斜板コレクティブ位置訂正手段が疑似斜板コレクティブ位置を受信することを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 30．第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ、第三斜板アクチュエータの内のどの一つがもはや機能し得ないのかを決定し、かつ、決定時に第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの一つがもはや機能し得ないという故障モード信号を生成する決定手段と、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの内の一つがもはや機能し得ないという決定時に、コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及びコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を受信し、かつ、第一斜板アクチュエータ、第二斜板アクチュエータ及び第三斜板アクチュエータの一つがもはや機能し得ないという決定時に疑似斜板コレクティブ位置と、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つを生成・出力する斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段と、疑似斜板コレクティブ位置と第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つを受信し、かつ、疑似斜板コレクティブ位置を斜板コレクティブ位置訂正手段に、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つを斜板アクチュエータインターフェースに出力する交換回路を含むことを特徴とする変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 31．斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段が、第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段及び第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段を含むことを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 32．斜板コレクティブ位置訂正手段が、交換回路からの疑似斜板コレクティブ位置を受信し、コマンドされた斜板コレクティブ位置と疑似斜板コレクティブ位置の間の回転翼揚力のいかなる差異も補うために回転翼スピード変化量を計算することを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 33．コマンドされた斜板コレクティブ位置、コマンドされた斜板ｘ軸回転位置及び命令された斜板ｙ軸回転位置を入力する入力手段と、複数の斜板アクチュエータの一つが機能し得ないことを決定する決定手段と、機能し得ない斜板アクチュエータの位置を固定する固定手段と、機能し得ない斜板の固定された位置を測定する測定手段と、第一斜板アクチュエータコマンド位置、第二斜板アクチュエータコマンド位置及び第三斜板アクチュエータコマンド位置の内の二つを計算し、かつ、この計算された二つの位置がコマンドされた斜板ｘ軸回転位置とコマンドされた斜板ｙ軸回転位置を満たすように回転翼斜板の位置的な動きを指示する計算手段と、残存する二つの斜板位置のみを制御するが故に、コマンドされた斜板コレクティブ位置とは通常等しくない疑似斜板コレクティブ位置が生ずるケースで見積値としての疑似斜板コレクティブ位置を計算する疑似斜板コレクティブ位置計算手段と、疑似斜板コレクティブ位置を補う回転翼スピードを生成することでコマンドされた斜板コレクティブ位置と同等の揚力を満たす斜板コレクティブ位置訂正手段を含むことを特徴とする変更可能ヘリコプターフライト制御システム。 34．計算手段及び疑似斜板コレクティブ位置計算手段が共に第一斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段、第二斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段及び第三斜板アクチュエータ故障制御マトリックス計算手段を含むことを特徴とする請求の範囲第３３項に記載の変更可能ヘリコプターフライト制御システム。