JPS59137300A - 航空機用巡航対気速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は一般的に航空機の制御装置に関するものであり
、より詳細に述べるならば、航空機のエンジンスロット
ルおよびそのピッチ姿勢の整合制御および動作によって
航空機に対する所望の巡航対気速度を達成し、かつ保持
する装置に関するものである。

（２）先行技術についての説明 近代のジェット機に関し、燃料の消費を最小化する巡航
速度を達成し維持するという問題は周知のものであるが
、これに関しては、１９８１年１２月２１日出願の「航
空機性能管理システム用巡航速度制御装置」と称する本
出願人の関連特許出願番号第５５２，９０１号で更に説
明されている。そこで説明されているように、基本的に
困難な点は、最適な巡航速度は典型的には殆んど中間に
ュートラル）の速度安定範囲にあるということである。

すなわち、所望のマツハ数の犬なる偏位が見かけ上一定
のエンジンスラストもしくはエンジン圧力比（ＥＰＲ）
設定に際し起こり得るし、逆にエンジンスラストもしく
はＥＰＲの非常に小さな変化が非常に犬なるマツハ数の
変化をもたらしうるのである。

多くの先行技術による自動スロットル制御装置ハエンジ
ンのスラスト設定を変更するのに所望の最適マツハ数速
度と実際のマツノ・数速度間の差に比例する信号のみを
用いていた。しかしながら、中間速度安定問題により、
そのような装置は、逆に燃料の消費およびエンジンの寿
命に影響を与え、それと同時に乗客および乗員に不快感
を与える振動速度およびスロットル制御特性を示した。

先行技術の最近の方法として航空機の巡航速度で見かけ
上の中間速度安定問題を克服するのがある。一つの方法
として、マツハ速度エラーの代数的合計、すなわち、命
令されたマツハ数速度と実際のマツハ数速度間の差、マ
ツハエラーの積分、および実際のマツノ・数の変化率と
がエンジンのスラストもしくはＥＰＲを調整するよう航
空機の自動スロットル装置を駆動するのに用いられた。

更に、実際のマツハ速度に基づく信号、もしくは、ウォ
ッシュアウトされた実際のマツハ数が、航空機の自動操
縦装置のピッチチャンネルに与えられ、そこで、自動操
縦装置がいずれの検出されたマツハ速度も零に低減させ
ようとその高度保持モードで作動している際、高度保持
信号と合計された。航空機が不安定な大気のしよう乱を
受けた場合、スロットル制御信号およびピッチ交差制御
信号双方の信号をオーバーライドするのに外乱検知器も
使用された。

この装置によっていくらか成功したが少くとも三つの基
本的な欠点を有していた。まず第一に、ピッチ自動操縦
装置を介してマツハ速度を零に低減させることは、マツ
ハエラーが所望通り零に低減されるのを保証するわけで
はなく、単に航空機が加速、もしくは減速し々いという
ことを保証するにすぎ々い。従って比較的速い大気の変
化による重大なマツハエラーは自動スロットルがＥＰＲ
を調節しエラーを修正できるまで保持されることになる
。第二に、ピッチ自動操縦命令および自動スロットル命
令間に何ら動的分離が存在しない。航空機をピッチング
によってマツハ速度信号を零に低減させることによる実
際のマツハ数の動的変化はいずれも自動スロッ映 トル装置に直接反影され、不必要な、しかも所望されな
いスロットル作用をもたらす。第三に、先行技術の応用
例では、自動スロットル装置が所望の速度と非常に異な
る速度で係合されている場合、所望のマツハ数を適時に
捕捉するだめの手段が何も設けられていない。

中間速度安定問題解決への別の先行技術による方法は、
上記に参照した関連特許出願の米国特許出願番号第３５
２，９０１号に説明されている。

この装置では、検出されたマツハエラーに比例する量に
よってその基準高度から航空機を変化しやすいピッチ自
動操縦高度保持ループにバイアス信号が導入されている
。基準高度および実際の高度間の差として定められた、
結果の高度エラーΔＨが、自動スロットル制御ループの
積分器への入力として用いられ、その出力はエンジン圧
力比もしくはスラストを調整するのに用いられる。この
装置は概して満足すべきものではあるが、その欠陥の一
つを上げると、自動スロットルへの入力である高度エラ
ーΔＨはマツハエラーによって発生された比例高度保持
バイアス以外のファクタに影響されることである。

突風もしくは一般に長期に渡る圧力波の如き大気のしよ
う乱、および初期高度枦失もこの３８項に影響を及ぼし
、不必要なスロットル作用および速度変位をもたらすこ
とがある。更に、本発明による装置が所望のマツハ数と
非常に異なるマツハ数で保合されている場合、所望のマ
ツハ数を適時に捕捉するための何の手段も設けられてい
ない。

本発明は、航空機の自動操縦装置への一次ピッチ制御が
マツハ速度の代わシのマツハエラー、もしくはウォッシ
ュアウトされたマツハエラーであり、かつ自動スロット
ル装置への一次入力が特別の分離フィルタを通って、マ
ツハエラーの積分と合計されたマツハエラーである、上
記第一の中間速度安定問題を解決する方法とは相異する
。この組み合せは外乱検知器を必要としないばかりでな
く、より重要な働きとして、自動スロットル制御装置の
動力から自動操縦ピッチ軸制御装置の動力を分離し、従
って上記第一の先行技術による装置に特有な交差結合の
影響のいずれをも縮少、もしくは除去することである。

更に、別個の制御装置を介して所望のマツた装置を太い
に改良したものであるが、そこでは、自動スロットル装
置への一次入力が、積分された高度エラーの代わシにフ
ィルタされたマツハエラー、プラス、積分されたマツノ
ーエラーとなっている。本発明による制御装置は大気の
しよう乱、および自動スロットル装置に関する航空機の
バンク角の逆効果を除去し、それによってスロットル作
用を所望通シに縮少させることが望ましい。更に、所望
のマツノ・数を適時捕捉させる別個の制御装置が使用さ
れている。

（３）本発明の概要 本発明は、航空機のピッチおよびスラスト軸間の交差結
合、ならびにスロットル作用を最小にして、近代ジェッ
ト機に対して、通常マツハ数で表わされる燃料効率の良
い巡航速度を捕捉し、かつ保持することを保証する飛行
制御装置を提供するものである。

本発明による装置を初期化する際、航空機の操縦士によ
る手動、もしくは航空機の自動操縦装置を介して選択さ
れた巡航高度で航空機をレベルオフすることによる自動
、のいずれかで、所望のマツハ数の保持に必要なスラス
トが航空機の最適性能データに基づいて計算される。こ
の必要とされたスラストはエンジン圧力比（ＥＰＲ）の
項で、もしくはエンジンファン速度（Ｎ１）で表わされ
、別の制御調節用の開始点として働いてもよい。

初期化において、所望のマツハ数に比例する信号から減
じられた航空機の実際のマツハ数に比例する信号の値（
以下マツハエラーと定義する）が所定のレベル以下の場
合、マツハエラー信号が航空機の自動操縦装置の高度保
持制御に対して適切な利得レベルで導入される。このこ
とによって所定の限界内で航空機を上昇、もしくは急降
下させ、位置エネルギーを運動エネルギーに変換し、従
って航空機の短期速度摂動に対する速度を保持するよう
に働く。

同時に、マツハエラー信号は分離フィルタ利得装置を介
して通る。フィルタの出力はマツノ・エラー信号の積分
に比例する信号と合計され、最初計算されたスラスト信
号に代数的に加算される増分スラスト制御信号を発生し
、それによって航空機を所望のマツノ・数に維持する。

合成線スラスト制御信号は自動スロットル装置によって
使用されるＥＰＲもしくはＮ１目標に変換されスロット
ルを適切に調整する。従って計算されたスラストの長期
エラーは自動的に補償される。

初期化において、マツハエラーが所定の値を超過した場
合、適当なスイッチング論理回路を介して別個の制御装
置が使用される。マツノ・エラー信号の大きさは非線形
利得装置を介して送られ、この信号によって、増分ＥＰ
ＲもしくはＮ１が決定され、計算された必要スラストか
ら得た目標ＥＰＲもしくはＮ１と代数的に合計される。

この合計はスロットルサーボ制御装置においてはエンジ
ン作動限界内の値に制限され、次いで自動スロットル装
置に使用され、航空機のスラストを調整する。スラスト
の合成増加、もしくは減少によって、航空機は所望の巡
航マツハ数に対して、夫々、加速、もしくは減速される
。

マツハエラーが減少するにつれ、すなわち、所望のマツ
ハ数に接近するにつれ、増分ＥＰＲもしくはＮ１は、マ
ツハエラーの所定の値で速度制御が先に述べた方法に戻
るまで最初の目標に向け”Ｃ低減される。

（４）良好な実施例についての説明 第１Ａ図および第１Ｂ図に関して述べると、航空機に作
用する空気力の発生、もしくは制御に関係する航空機の
制御装置には、エンジンを介して航空機のスラストを制
御する自動スロットル制御装置と、昇降舵を介して航空
機のピッチ姿勢を制御する自動飛行制御装置とが備えら
れて込る。

図示された実施例では、航空機は、ノーパッククラッチ
機構４，５．６を介して各スロットルノ連結装置を作動
する従来の三つのスロッ）　／Ｌ／サーボモータ制御装
置１，２．３を備えた典型的な三つのターボジェットエ
ンジン輸送機となっているが、前記ノーパッククラッチ
機構４，５゜６は米国特許第３，５０５，９１２号で開
示された型式のものであってもよい。スロットルサーボ
は各各線１０，１１，１２、加算装置１５，１４．１５
および線１６，１７．１８を介して夫々の従来のエンジ
ン圧力比感知装置７，８．９から制御されているが、後
者の線１（Ｓ、７７．１８は以下に述べる如く、実際の
エンジンのＥＰＲ値と計算機１９，２０．２１で計算さ
れたＥＰＲ基準値もしくは、ＥＰＲ目標値との差である
ＥＰＲエラー信号を表わしている。

従って、通常の態様では、実際のエンジンのＥＰＲ値を
所望の基準値もしくは目標ＥＰＲ値で形成し、維持する
ように、エンジンスロットルは自動的に制御されている
。自動スロットル制御装置は、また、エンジンおよび航
空機の製造者達によって確立された如く、エンジンが現
在の周囲の温度、大気圧等に基づいて作動できる最大Ｅ
ＰＲを形成する従来のＥＰＲ限界値（図示せず）を含ん
でいる。しかしながら、巡航用ＥＰＨの設定は通常これ
らの限界値をはるかに下回っている。周知の如く、ＥＰ
Ｒは、エンジンが航空機に鼻えるスラストの測定値を提
供するが、この特性は米国特許第４，１１へ６０５号に
記載されている。

自動飛行制御装置は全〈従来通りである。周知の如く、
前記自動飛行制御装置はジャイロ横揺れ・縦揺れ・片揺
れ基準値、横揺れ・縦揺れ片揺れ計算機、および横揺れ
・縦揺れ・片揺れ舵面サーボモータとを備えておシ、こ
れらの舵面を制御し、次いで航空機の姿勢および飛行経
路を制御する。典型的々自動操縦装置は米国特許第λ９
９８，９４６号に開示されている。本発明だけのために
、ピッチ制御計算機２５が図示してあシ、航空機のピッ
チ姿勢を制御する手段を構成している。参照した特許第
２，９９８，９４６号に詳細に示した如く、自動操縦装
置は高度保持モードを備えている。このモードで、高度
偏位感知装置は移動路２５ａおよび積分器２５ｂを介し
て自動操縦装置２５のピッチチャンネルに高度エラー信
号を与えるが、前記変位路および積分路は高度エラーを
通常の態様で零に減少させるために航空機をピッチアッ
プ、もしくはピッチダウンさせる。

本発明によって、最適な、もしくは最も経済的な、基準
あるいは目標のマツハ数巡航速度ＭＴＧＴが性能管理シ
ステムのマツハ基準計算機２６によって計算されるが、
前記目標は、航空機の重量および抗力特性を含む現在測
定可能な、かつ周知の飛行パラメータ、および気圧高度
、大気温度ならびに風を含む外部パラメータに基づいて
いる。種々の基準巡航速度が最大巡航速度、経済的巡航
速度、最大範囲の巡航速度等のような所望の総体的経済
目標に基づいて従来計算されてもよい。

これらの種々のマツハ基準速度、および航空機と空気力
パラメータとの関係を計算する点が、カリフォルニア州
９４０３５、モフエットフィールド、ニイムズリサーチ
センターのハイフン、エルズバーガーおよびホーマー・
リーによる「指定範囲を有する拘束最適軌道の特性」と
称する報告書箱ＮＡＳＡ　ＴＭ−７８５１９号に述べら
れている。また、もちろん、所望の、もしくは目標のマ
ツハ巡航速度は、従来の速度設定ノブおよび読み出し装
置を介して操縦士によって設定されてもよい。マツハ基
準計算機２６は三つの出力２７，２８．２９を発生し、
線２７および２９の高低限界信号はバフエツトの保護を
与え、中間点選択器５０と共に制御装置が高・低限界値
間で作動するのを保証する。従って、線６１の中間点選
択器３０の出力はシステムマツハ目標速度であり、マツ
ハ基準計算機２６および中間点選択器は航空機に対して
基準巡航速度、もしくはマツ八目標速度、ＭＴＧＴを表
わす信号を線３１に発生する手段を構成している。

線３１のマツハ目標信号は航空機のエンジンの各エンジ
ンに対してＥＰＲ目標計算機１９　、２０および２１へ
の一つの入力として与えられている。ＥＰＲ目標計算機
の夫々に対する他の入力は各エンジンをして航空機に与
えられるよう要求されている全スラストに寄与させるも
のであシ、基準の、もしくは目標のマツハ数、および高
度で、航空機の抗力を克服するものである。後者の信号
は、線６１のマツハ目標信号、および重量計算機３７で
計算された航空機の重量に比例する線３６の信号に応答
するスラスト目標計算機６５によって発信される。スラ
スト目標計算機３５が必要とする実際の重量項は気圧高
度率Ｗ／δに対する実際の重量なので、気圧高度ファク
タδは線６９の従来の対気データ計算機３８から得られ
、線６６の重量信号がスラスト目標計算機６５に対して
必要なＷ／δ信号となるように除算器４０に与えられる
。

重量計算機３７は、従来の態様で癒料流量によう修正さ
れた積載重量に応答する装置、もしくは上に参照した米
国特許第り１０，６０５号に開示された型式のものであ
ってもよい。しかしながら、良好な重量計算機は、１９
８１年１２月２１日出願の「航空機用航空路上重量計算
機」と称する、本出願人の関連特許出願番号箱３５３．
０９７号に開示された型式のものであってもよい。

スラスト目標信号計算機は全〈従来通りのアナログ、も
しくはデジタル技術によって実行されてもよい。前記ス
ラスト目標計算機６５内には第２図にグラフで図解され
ているデータが記憶されている。例えば、デジタル計算
機が使用された場合、このグラフのデータは適切にコー
ド化され、デジタルＦＲＯＭに記憶される。該計算機３
５はＭＴＧＴおよびＷ／δ信号を受けるが、前記信号は
従来ＦＲＯＭをアドレスし、それに対応する航空機の抗
力項Ｄ／δを決定するのに使用される。巡航モードでは
スラストは抗力と等しくなければならないので、Ｄ／δ
項は、現重量および巡航高度に対してマツハ目標を維持
するよう航空機に対してＴ／δたけ必要とされる。例え
ば、所望のマツハ目標が、６８で、かつ現航空機のＭδ
が４０１１．０００ボンド（但し１ボンドは４５３グラ
ム）の場合、必要な目標Ｔ／δは５０，０００ポンドで
ある。従って、線４１の前記計算機６５の出力はスラス
ト目標（Ｔ／δ）ＴＧＴに比例する信号となる。この信
号は、エンジン数によって、本発明では除算器４２によ
って、除算され、線４６を介してＥＰＲ計算機１９，２
０および２１に与えられる。ＦＲＯＭデータは、データ
が時間と共に変化する新規な航空機およびエンジンの飛
行テストから得た公称データである。以下述べるように
、本発明によってこの公称データのいずれの変化、もし
くはこの公称データからのいずれの逸脱も補償する手段
が提供される。

ＥＰＲ目標計算機１９．２０および２１の各計算機は同
じものであり、スラスト目標計算機３５と同じ態様で作
動する。各ＥＰＲ目標計算機内には第３図にグラフで図
示したデータが記憶されている。また、デジタル計算機
が使用された場合、このグラフのデータが、各航空機の
エンジンに対して１ｍ、デジタルＦＲＯＭで記憶される
。

各計算機はＭＴＧＴおよび（Ｔ／δ）ＴＧＴ信号を受け
るが、前記信号は従来通りに使用され、適切なＦＲＯＭ
をアドレスし、対応するＥＰＲ目標値を決定する。例え
ば、所望のＭＴＧＴが、６８であシ、合計の（Ｔ／δ）
ＴＧＴが３０，０００である場合、かつ全エンジンが同
一のものであると仮定した場合、各エンジンは１０，０
００ボンドの重量を負担しなければならず、かつ各エン
ジンに対するＥＰＲ目標は１．６８となる。従って線１
９’　、　２０’および２１′の各ＥＰＲＴＧＴ計算機
の出力信号は上記の如く加算装置１３．１４および１５
に与えられる。

マツハエラーが、例えば、α００２５　Ｍ以下の場合に
本発明による装置が手動、もしくは自動いずれかによっ
て作動されると仮定する。この場合、スイッチ５ｏおよ
び５１は第１図に図示した位置にある。すなわち、スイ
ッチ５０はオンであシ、スイッチ５１はオフである。更
に航空機の抗力は公称値よりかなシ大であると仮定する
。リード４１の計算されたスラスト目標は所望のマツハ
数を維持するのに不適当となり、航空機は減速、すなわ
ちスローダウンし始める。

実際のマツハ数は対気データ計算機６８によって感知さ
れ、信号の雑音を最小化するためフィルタ６１によって
フィルタされる。線５７のフィルタされたマツハ信号は
加算装置５６で線６１のマツハ目標から減算されリード
６５のマツノ・エラー信号ΔＭを発生する。マツハエラ
ー信号は同時に積分器５２および分離フィルタ５５の入
力に印加される。自動スロットルサーボループおよび自
動操縦サーボルーズの双方とも変位路および積分路を備
えているので、フィルタ５３は自動操縦および自動スロ
ットル装置のピッチ軸間で周波数分離を行なう。フィル
タ５５は、また、短期間の突風および長期間の気圧波の
影響を最少化すると共に、同時に、速度のエラー修正を
適切に、かつ、適時に行なう。１つの典型的な応用例で
は、分離フィルタ５３は下記の伝達関数を与えるよう設
計されている。

ｅｏｕｔ　＝＝　−（、ｓ＋１　）　’　”　Ｉｎ線５
５の積分器の出力信号は加算装置６６で線６２の分離フ
ィルタの出力信号と合計されるが、加算装置６３の出力
信号は公称抗力よりも高い抗力を補償するのに必要とさ
れる増分スラストに対応する信号を形成する。この増分
スラスト信号は加算装置４９で線４１の目標スラスト信
号に加算され、所望の速度を維持するのに必要とされる
全スラストを決定する。追加のスラストによって航空機
が所望のマツノ・数に向けて加速されるにつれてマンノ
１エラーは、もちろん、零に向けて減速する。零エラー
が達成されると、分離フィルタ５６の出力は零となるが
、積分器５２の出力信号は所望のマツノ・数を保持する
のに必要とされる増分スラストに等しい値を保持する。

加速されない巡航飛行では航空機のスラ頁トは抗力に等
しくなければならないので、この増分スラストは実際の
航空機の抗力マイナス公称抗力の直接測定値である。従
って、所望のマツハが得られた場合、線５５の積分器の
定常出力信号は線４１の目標スラストによって除算され
、マツノ・基準計算機２６への入力として使用される線
５４の抗力劣化率信号を計算し、マツハ目標を調節し、
従って、時間に渡るいずれのエンジン劣化によるいずれ
の抗力差、および／あるいは航空機の抗力特性における
いずれの変化も自動的に補償する。

本発明によれば、本来変位命令信号である線６５のマツ
ハエラー信号も変位利得装置６６を介して自動操縦装置
２５のピッチチャンネルへ与えられるが、前記マツノ・
エラー信号は、巡航中、通常、高度保持モードにある。

このモードで、高度保持感知装置４５（自動操縦装置の
１部もしくは性能管理システムの１部であり、通常の装
置間スイッチングによって制御されてもよい）は巡航高
度から・逸脱する隆線４６に信号ΔＨｅ発生し、変位路
２５ａおよび通常の積分路２５ｂを介して自動操縦装置
に前記信号を寿え、高度エラー信号を零に減少しかつ通
常の態様で航空機をその基準巡航高度に戻すために航空
機をピッチアップ、もしくは、ピッチダウンさせる。

線６８の実際のマツハＭの変化率に比例する信号が線５
７の実際のマツノ・信号に応答するレートティカー６７
を介して得られ、線６５のマツハエラー信号と加算装置
６９で合成され、その結果は（過度な高度変化がおきな
いようにするため）リミッタ７０を介して処理され、か
つ加算装置７１で線４６の高度偏位、もしくは高度エラ
ー信号と合成され、自動操縦ピッチ計算機２５に伝送さ
れる。

最初に述べた如く本発明の主な目的は、命令されたマツ
ハ速度が最小スロットル作用で自動的に維持される燃料
効率の良いマツハ巡航制御装置を提供することにある。

上記の巡航速度制御装置は、航空機の揚力ベクトルの方
向制御を介して速度の微調整を行なうことによシ、かつ
スラストの加算、もしくは減算による航空機の全エネル
ギー制御によって高度の微調整を行な□うことにより、
これを達成する。一般的に短期の速度信号ΔＭおよび商
はピッチ姿勢制御を介して制御され、かつ長期の速度信
号ＭＴＧＴ　、Ｔ／δおよびΔＴ／δのみがスロットル
制御を介して制御され、従って所望の精度を与え、かつ
スロットルの作用を最小にすることに注目されたい。

従って、本発明による装置の動作は、まず第一に、航空
機が所望の、もしくは選択された巡航高度を達成したと
して、スロットルがその高度で現航空機の重量に対する
巡航マツノ１を達成するようにセットされ、かつ自動操
縦装置が高度保持モードで係合され、自動的に選択され
た巡航高度を保持すると仮定すると最も判シやすいかも
しれない。次に実際のマツハ速度の減少をもたらすしよ
う乱を受けたと仮定する。この速度の減少は対気データ
計算機６８によって感知され、線５７の実際のマツノ・
信号に変化をもたらし、それによって線６５にマンノ１
エラー信号を発生する。高度変位バイアス信号と先に称
したこのエラー信号は、高度エラー命令ででもあるかの
如く、および、ある意味では高度を減少、すなわち、航
空機を下方ヘビツチさせるかの如く自動操縦装置に印加
される。結果として、航空機はマツハエラーを零に減少
させるためにその速度を増大する傾向がある。マツノ・
エラーが減少される際、ピッチ命令は減少し、マツノ・
エラーが零に戻る際、ピッチ命令は命令されたマツハ速
度を維持するために零に戻る。レートティカー６７から
のマツノ・速度項はピッチコントロール−速度制御ルー
プに対して制動機能を与える。マツハエラー項はピッチ
命令機能を与えると共に、マツハ速度項はループ制動機
能を与えることと、これらの比較的短期の機能のいずれ
も分離フィルタ５６のためにスロットル制御ループ２に
達しないことに注意されたい。

マツハエラーは既述の如く、ピッチコントロール−速度
制御ループの作用を介して位置エネルギーおよび運動エ
ネルギーを交換させることによって零に向かって減少さ
れやすい。エネルギーの交換の結果として、航空機はマ
ツノ・エラーに比例する量だけ基準高度から変位される
が、リミッタ７０によって所定の量に制限される。

マツハエラーが長期間存続した場合、自動スロットルル
ープは航空機の全スラストを変更し、従ってマツハエラ
ーを零に減少し、かつ、故に、高度変位を零に減少する
。本発明によって、分離フィルタ５５はピッチコントロ
ール−速度制御ループの短期動力から自動スロットルシ
ステムを分離させるように働く。

今度は、本発明による装置がこのΔＭ信号に応答するレ
ベル検知器７５によって感知された所望のマツノ・数と
非常に異なる実際のマツノ・数で係合されると仮定して
みる。この場合、スイッチ５０はオフの位置にあると共
に、スイッチ５１はオンの位置にある。この手段により
、マツハエラーは非線形利得装置７２に与えられ、増分
ＥＰＲ、もしくはＮ１フィードフォワード命令を発生づ
るが、前記増分ＥＰＲ１もしくはＮ１フィードフォワー
ド命令の大きさおよび代数的符号はマツハエラーの大き
さおよび代数的符号に基づいている。非線型利得装置７
２の出力は、上述の如く、航空機のエンジンの数によっ
て除算され、線７４を介して加算装置１．５．１４およ
び１５に印加される。この手段によって、線１６．１７
および１８の出力は、航空機が所望のマツハ数を達成す
るため加速しなければならないか、減速しなければなら
ないかによって所望のマツハ数に対するＥＰＲ目標の実
質的増加、もしくは減少のいずれかを表わす。スロット
ルサーボ１，２および５はエンジン圧力比を調整し、上
に説明したように新規な目標ＥＰＲを達成する。

航空機が所望のマツハ数に向けて加速、もしくは減速す
る際、非線形利得装置７２は、マツハエラーが所定量よ
り少ない場合、すなわち＜０．００２５Ｍの場合、増分
ＥＰＲもしくはＮ１が零となり、かつスイッチ５０およ
び５１が第１図に図示した位置へ戻される迄、増分ＥＰ
Ｒ，もしくはＮ１を調整する。この時、前記装置によっ
てマツハ制御が達成される。

重要なことは、本発明において、自動スロットルに一次
命令として用いられる高周波、もしくは短期の信号がな
いため、全スロットル制御装置が円滑に働き、大気じよ
う乱の影響も受けないことに注目することである。

本発明はその良好な実施例で説明されてきたと共に、使
用した用語は説明のだめの用語であって何ら制限するも
のではなく、その広い観点において本発明の真の範囲、
および精神から逸脱することなく添付の特許請求の範囲
内で変更がされうろことと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明の良好な実施例を図
示したブロック図であり、完全な航空機の性能管理シス
テムの巡航制御モードで動作可能な本発明による装置を
構成しており、第２図は典型的なジェット輸送航空機に
対して所望のマツハ巡航速度で航空機の抗力を克服する
のに必要とされるスラストを図示したグラフであシ、第
５図は典型的なジェット輸送航空機の一つのエンジンに
対して所望のマツハ巡航速度で目標スラストを生ずるの
に必要とされるエンジン圧力比（ＥＰＲ）を図示したグ
ラフである。 図中、１，２．３はスロットルサーボモータ制御装置、
４，５．６はノーバッククラッチ機構・７．８．９はエ
ンジン圧力比感知器、１５，１４．１５は加算装置、１
９，２０．２１はＥＰＲ目標計算器・２５は自動操縦装
置、２５ａは変位路、２５ｂは積分路、２−６はマツノ
・基準計算機、６０は中間点選択器、３５はスラスト目
標計算機、３７は重量計算機、３８は対気データ計算機
、４０は除算器、４５は高度保持感知器、５０．５１は
スイッチ、５２は積分器、５５は分離フィルタ装置、６
１はフィルタ装置、６６は変位利得装置、６７はレート
ティカー、７０はリミッタ、７２は非線形利得装置、７
５はレベル検知器、を夫々示すＯ ｌ−一−□− −５８６− マツハ数の典型的な挟体 輸送航空機 マツハ数の典型的ンエノト エン／ンスラスト特性

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）航空機に与えられたスラストを制御し、第１の動
   的応答特性を有する自動スロットル制御手段と、所定の
   高度を保持するためピッチ姿勢を制御し、第２の動的応
   答特性を有する自動姿勢制御装置とを有する航空機用速
   度制御装置であって、前記装置は基準速度および実際の
   速度間の差に比例する速度エラー信号を発生する手段と
   、基準高度および実際の高度間の差に比例する高度エラ
   ー信号を発生する手段と、前記速度エラー信号に応答し
   て前記スロットル制御手段を制御する第１の積分手段と
   、前記高度エラー信号および前記速度エラー信号に応答
   して前記高度制御手段を制御する第２の積分手段と、前
   記第１および第２の動的応答特性間の干渉を最小化する
   ように前記速度エラー信号に対して周波数応答を有し、
   前記速度エラー信号に応答して前記スロットル制御手段
   を更に制御する分離フィルタ手段とを備えていることを
   特徴とする航空機用巡航対気速度制御装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の速度制御装置におい
   て、前記自動スロットル制御手段は、前記基準速度に比
   例する信号、および航空機の重量ならびに現気圧高度に
   比例する信号とに応答して前記基準速度を達成するのに
   必要な航空機のエンジンのスラストに比例するスラスト
   目標信号を発生するスラスト目標計算手段と、前記第１
   の積分手段および前記分離フィルタ手段の出力に応答し
   て前記スラスト目標信号の値を調整する手段とを備えて
   いることを特徴とする上記航空機用巡航対気速度制御装
   置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の速度制御装置におい
   て、前記装置は前記航空機の実際の抗力特性の関数とし
   て前記基準速度信号の値を計算する基準速度計算手段と
   、航空機の前記の実際の抗力特性における変化を補償す
   るため前記基準速度計算手段に前記第１の積分手段の出
   力を与える手段とを更に備えていることを特徴とする上
   記航空機用巡航対気速度制御装置。 （４）特許請求の範囲第６項記載の速度制御装置におい
   て、前記基準速度計算手段に前記第１の積分出力信号を
   与える前記手段は、前記スラスト目標信号に応答する除
   算手段を備えていることを特徴とする上記゛航空機用巡
   航対気速度制御装置。 （５）特許請求の範囲第２項記載の速度制御装置におい
   て、前記自動スロットル制御装置は、エンジンの実際の
   スラストに比例する信号を感知し、かつ発生する手段と
   、前記の実際のスラスト信号に応答して前記の感知され
   たエンジンスラストを達成し維持するようにエンジンス
   、ロットルを制御するスロットルサーボ手段と、前記基
   準速度信号および前記スラスト目標信号の調整された値
   に応答して前記の実際のスラスト信号の値を制御する第
   ２の計算手段とを備えていることを特徴とする上記航空
   機用巡航対気速度制御装置。 （６）特許請求の範囲第５項記載の速度制御装置におい
   て、前記の実際のスラスト感知手段はエンジン圧力比感
   知器を備えていることを特徴とする上記航空機用巡航対
   気速度制御装置。 （７）特許請求の範囲第６項記載の速度制御装置におい
   て、前記手段は前記基準速度信号および前記の調整され
   たスラスト目標信号に応答してエンジン圧力比目標信号
   を発生するエンジン圧力比計算手段と、前記の実際のエ
   ンジン圧力比信号および前記エンジン圧力比目標信号に
   応答して前記エンジンスロットルサーボ手段を制御する
   手段とを更に備えていることを特徴とする上記航空機用
   巡航対気速度制御装置。 （８）特許請求の範囲第７項記載の速度制御装置におい
   て、前記装置は、前記速度エラー信号に応答シて前記エ
   ンジンスロットルサーボ手段を更に制御する非線形利得
   制御手段と、所定の値より犬なる前記速度エラー信号の
   値に応答して前記スロットルサーボ手段に前記非線形利
   得制御手段の出力を与える論理手段とを更に備えている
   ことを特徴とする上記航空機用巡航対気速度制御装置。 （９）特許請求の範囲第８項記載の速度制御装置におい
   て、前記装置は前記の所定の値よυ犬なる前記速度エラ
   ー信号にも応答して前記の第１の積分手段の出力を前記
   スロットル制御手段に与えるのを禁止する別の論理手段
   を更に備えていることを特徴とする上記航空機用巡航対
   気速度制御装置。 αＯ特許請求の範囲第９項記載の速度制御装置において
   、前記の別の論理手段は前記分離フィルタ手段の吊りを
   前記スロットル制御手段に与えるのを更に禁止すること
   を特徴とする上記航空機用巡航対気速度制御装置。 （ロ）航空機用巡航速度制御装置において、前記装置は
   、所定の基準速度で航空機の速度を保持する自動スラス
   ト制御手段を有する自動スロットル制御手段と、所定の
   高度で航空機を保持する自動高度制御手段を有する自動
   操縦手段と、航空機の実際の対気速度および前記基準速
   度間の差に比例する速度エラー信号を発生する手段と、
   航空機の実際の高度および前記所定の高度間の差に比例
   する高度エラー信号を発生する手段と、前記高度エラー
   および前記対気速度エラー信号を前記自動高度制御手段
   に与える手段と、前記速度エラー信号を積分し、その出
   力を前記自動スロットル制御手段に与える手段と、前記
   速度エラー信号に応答する分離フィルタ手段と、前記の
   フィルタされた速度エラー信号を前記自動スロットル制
   御手段に与える手段とを備えており、前記フィルタ手段
   の信号伝達関数はそこに与えられた前記速度エラー信号
   に対する前記自動スロットル制御手段および前記自動操
   縦手段の動的応答特性間のいずれの差も補償するように
   なっていることを特徴とする上記航空機用巡航対気速度
   制御装置。