JPS61163096A - 航空機用降下飛行経路制御装置 - Google Patents

航空機用降下飛行経路制御装置

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JPS61163096A
JPS61163096A JP60282716A JP28271685A JPS61163096A JP S61163096 A JPS61163096 A JP S61163096A JP 60282716 A JP60282716 A JP 60282716A JP 28271685 A JP28271685 A JP 28271685A JP S61163096 A JPS61163096 A JP S61163096A
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aircraft
signal
descent
rate
speed
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JP60282716A
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テリー エル・ツワイフエル
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Sperry Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0615Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft to counteract a perturbation, e.g. gust of wind
    • G05D1/0623Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft to counteract a perturbation, e.g. gust of wind by acting on the pitch
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

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)発明の分野 本発明は、航空機用自動飛行制御装置に関するもので6
17、更に詳細に述べれば、前もって計算された降下飛
行経路の捕捉および制御を行なう航空機用降下飛行経路
制御装置に関するものである。
(2)従来の技術 殆んどの商用輸送機、一般用航空機、および運用機には
自動飛行制御装置が備え付けられている。該自動飛行制
御装置は、一般に、航空機の飛行経路を変更する能力を
操縦士に提供する。
これらの航空機の多くは、性能管理装置または飛行管理
装置のいずれかを備え付けているが、前記性能管理装置
または飛行管理装置は通常、航空機の飛行経路を制御で
きるような態様で自動飛行制御装置とインターフェイス
される。よって、この能力は、適当な値に対して航空機
の飛行経路全調節することにより所望の速度または高度
のいずれに対しても航空機を制御できるようにする。
上記性能および飛行管理装置によって所定地点への計算
された降下経路ならびに降下速度が決定されることが多
い。これらの降下経路の計算には、降下中に受ける風の
正確な作用が知られていないため、それを予測すること
がどうしても必要となる。従って、それらの予測と著し
く異なる風は航空機全最適経路から逸脱させると共に、
それによって所望地点に飛行が達しないか、または所望
地点を超えて飛行してしまうことになる。
従って、計算された降下経路を捕捉し、かつそれ全維持
する何らかの制御方法金考え出すことが望ましい。先行
技術で用いられた方法は、同じ点に2ける航空機の高度
と、降下経路の高度との差を判定し、それによって高度
すなわち経路エラーを判定し、次いで、帰還制御システ
ムによる周知の方法でこのエラーが零になるまで、該エ
ラーを用いて航空機の飛行経路角全調節するものでろる
要するに、この方法は、命令された高屈が連続的に低減
する高度保持制御方法である。航空機の速度が直接制御
されないため、補正により計算された経路へ戻る間に著
しく高い速度、または著しく低い速度のいずれかを生ず
ることがある。航空機がその性能限度金越えないよう、
航空機の速度全連続的に監視し、経路補正の特質全放棄
して、航空機の速度がその性能限界に近づいた場合、該
航空機の速度を許容限度内に制御することが必要である
。従って、そのような方法は、必然的に複雑であす、高
度エラー制御法ならびに速度エラー制御法と、および前
記二つの方法を切)換える適当な手段とを組み込むこと
が必要である。更に、経路捕捉は、通常、経路追跡より
はるかに大きな動的操作となるため、一般に、経路追跡
に利用されるのとは異なる制御方法が経路捕捉に必要と
される。
本発明の目的は、増分速度命令を利用して、計算された
降下経路へ収斂させると共に、該経路を追跡させること
によって先行技術の欠点全克服するものである。すでに
述べた如く、性能および飛行管理装置によって、一般に
、降下経路と降下用公称速度との双方が計算される。本
発明は、降下経路エラーの関数通りに命令速度を増分、
または低減すると共に、更に、前記公称降下速度に付加
される増分速度がいかなる不快なピッチ操作も最小化す
るような態様でレート制限されるものであるっ (3)発明の概要 本発明は、公称降下速度全増分または低減して、計算さ
れた経路に対し収斂させることにより航空機に対する計
算された降下飛行経路の捕捉および追跡を自動的に行な
う手段を提供するものである。増分速度命令は、計算さ
れた経路からの偏差の関数として計算され、公称降下速
度命令に加算される。該増分速度命令は、航空機の不快
なピッチ操作全最小化するようレート制限される。
(4)実施例 本発明は、航空機に対する降下経路全計算し、その巡航
高度から、更に低い高度のいずれの所望地点まで追従す
ると共に、自動飛行制御装置、すなわちフライトディレ
クターシステムに完全に連結された、いずれの性能もし
くは飛行管理装置、またはその他の装置にも有用である
第1図の計算された降下経路3は、航空機の所望降下速
度と予測した風とに基づいた線である。通常、前記予測
し恋風は、巡航高度で測定された風の線形的速度低減に
基づくものである。
これは、第1図の参照番号8によって表わされているが
、その矢印の長さは種々の高度における風の大きさを表
わしている。
計算された降下経路3の巡航高度との交点によって、降
下開始点2が定められている。この点で、航空機は、ス
ロットルをアイドルパワーにし、前記公称速度でその降
下を開始しなければならない。前記予測した風が、実際
に受けた風とほぼ同じだった場合、航空機は、所望の降
下終了点6に到達するまで、計算された降下経路6に沿
って降下する。しかしながら、実際の風がそれらの予測
風と著しく異なる場合、例えば大きな矢印9によって表
示された実際の風が予測風8上に重畳さ九ているような
場合、航空機の実際の飛行経路は曲線4に追従し、従っ
て、所望の降下終了点6に到達することができない。
降下中のいずれの所望の点(例えば点5)に:&イ”C
モ経路x ラ−に計算することができる。
Δhとして定められた前記経路エラーは、前記点におけ
る計算された降下経路の緯度から航空機の実際の高度全
減算することによって肖られる。
顕著な経路エラーは、風のない場合にも発生しうる。第
2図では、計算された飛行経路13が航空機の巡航高度
10と点11で交差しており、上記の如く、計算された
降下開始点を定めている。降下開始が航空交通管制によ
り遅延されることは珍しいことではない。従って、航空
機は、計算され元降下点11を超えるある距離に対して
もその巡航高度を維持し、最終的に点12でその降下を
開始しなければならないこともある。所望の速度で飛行
している間、航空機の実際の飛行経路14は、計算され
た降下経路13と平行に進み、よって航空機は、所望の
降下終了点16を超えてしまうことになる。
本発明は、上記原因、またはいかなる他の理由のいずれ
によっても生じうる経路エラーを自動的に補償する手段
を提供するものである。本発明は、降下中の航空機が、
速度の増大により更に急速に降下し、逆に速度の低減に
より更に低速に降下するという作用全利用したものであ
る。従って、航空機が計算された降下経路より上にある
場合、その速度全公称速度以上に増大することは、航空
機会よシ急速に降下させ、よって計算された飛行経路に
向けて収斂させようとすることである。
従って、経路エラーΔhの大きさに比例する増分速度命
令を計算することができる。この増分速度エラーは、前
記公称降下速度命令に代数的に加算されて、航空機が前
記公称降下速度命令に関しその速度を増分または減分す
るようにし、その結果、該航空機は、計算された経路に
収斂し、よって所望の降下終了点に到達することができ
る。本発明は、増分速度命令をレート制限することによ
って更に改良することかで」る。
以下の説明からレート制限の利点を理解されたい。
航空機が計算された降下経路のはるか上方にあり、かつ
速度の比例増分が計算されていると仮定する。航空機が
、新規の速度、すなわち公称速度プラス増分速度へと加
速し始めると、その降下レートも必然的に増大する。こ
のことによって、経路エラーの低減と、よって比例増分
速度命令の低減とが生ずる。次いで、該航空機は、新規
の、更に低い計算された速度へと減速しなければならな
い。航空機が減速すると、その降下レートが低減し、従
って経路エラーが増分して、増分速度エラーもう一度増
分させる。
上記動作によって、航空機の実際の飛行経路に不快な振
動傾向を生じうるが、該傾向は増分速度命令をレート制
限することによって除去される。
更に、レート制限器の導関数が航空機の定常状態縦方向
運動式から下記の如く得られる。すなわち、 (T−D) /W = 6 / v+÷/g但し、 Tは航空機の推力(ボンド、但し1ボンドは45五6グ
ラム)、 Dは航空機の抗力(ボンド)、 Wは航空機の重量(ボンド)、 iは航空機の降下レート(フィート7秒、但し1フイー
トは5α48センチメートル)■は航空機の真の対気速
度(フィート7秒)■は時間による対気速度の変化(す
なわち、加速度)(フィート/(秒)2)、およびgは
比重定数(32,17フイート/(秒)2)、を夫々示
す。
アイドルパワーにおけるエンジンの推力はほぼ零であり
、航空機の比較的僅かな変化に対する該航空機の抗力は
殆んど一定であると共に、航空機の重量が降下中著しく
変化することはない。従って上式(1)の左側はほぼ定
数であり、通常の最新型商用ジェット機に対して上式(
1)の左側を、07と置換することができる。
、07の値を利用することによって、左側の会式に対す
る解も利用できることになり、よって上式を下記の如く
簡略化できることが判る。すなわち。
、07=h/v+÷/g 前記項v/gは、h/yと比べて比較的小さく、従って
この関数では無視することができる。結果として、上式
は、更に下記の如く簡略化することができる。すなわち
1 .07 = h/v 前記式は、航空機の降下レートと、および真の対気速度
との関係を説明している。添字符号1が公称降下速度と
、および計算された降下経路状態とを表わし、添字符号
2がいずれの他の状態を表わすものとして、hに対する
上式の解を求めると、下記の如く二つの一般式で書き表
わすことができる。すなわち、 hj = 、 07 Yl h2 = +07 V2 (5)式よシ(4)式全減算すると、 1i2− hl = 、07 (v2− vl)となる
Δix = h2− hlとし、ΔV m v2− V
lとして上式に代入すると、 Δh=、a7ΔV となる。
但し、△iは真の対気速度の変化ΔVによる計算された
降下経路に対する収斂レートである。
最新型の航空機ではマツノ・数が共通の速度測定値とな
っているため、以下の関係式を上式に利用することがで
きる。
Δv=aΔM 但し、 △Vは増分対気速度(フィート7秒)、aは航空機の実
際の高度における音速 (フィート7秒)、および ΔMは増分マツノ・数、全夫々示す。
上式(8)ヲ上式(7)に代入すると、Δh=、07a
ΔM となる。
従って、経路エラーΔhに比例する増分マツノ・数は、
上式(9)に従い、計算された経路に対する収斂レート
Δ’h2生ずることになる。
既に述べたように、増分マツノ・数は、経路エラーΔh
に比例する。すなわち、 ΔM冨KMΔh 但し、 ΔMは無次元の増分マツ・・数、 K、4は比例定数(1/フイート) Δhは航空機の実際の高度と、および降下終了点からの
所与の距離における計算された降下経路の高度との差(
フィート)、?夫々示す。
時間に対して上式(1(et−微分すると、ΔM=KM
Δh となる。
但し、 Δ倉は増分マツ・・数の時間変化率(1/秒)、KMは
比例定数(1/フイート) Δiは降下経路収斂レート(フィート7秒)Δiに対す
る上式αυの解?求め、上式(llに代入すると、 ΔM/に、 = 、07 aΔM となる。
よって、ΔMに対する解は、 ΔM = 、 07 a KMΔM となる。
上式Q罎は、増分マツノ・数へのレート制限全決定する
式である。−例として、「a」の値が1秒につき101
6フイートであシ、K、が、000075であって、航
空機は計算された降下経路より500フイート上空にあ
ると仮定する。よって、Δhは500フイートとなり、
公称降下速度に加算される増分マンノ1数は、KMΔh
1すなわちα0375である。上式(9)から、この値
は、1秒当り2.7フイート、すなわち1分につき16
0フイートの前記計算された降下経路に対する定常状態
の収斂レートとなる。上式Q3から、この値は1秒当り
、0002マツハのΔM変化率に相当する。よって1.
0002マツハ/秒のレートで増分マンノ1数を公称降
下速度に代数的に加算することによって、新規降下速度
へと加速中、および該速度達成中のいずれの場合におい
ても、計算された降下経路に対する一定の2.7フイ一
ト/秒の収斂度が生ずる。航空機が計算された降下経路
に接近すると、もちろん、経路エラーΔhは低減する。
この動作は、経路収斂レートおよび増分マツノ・数の双
方を低減させる。航空機が更に低い新規の速度に減速さ
れると、上式(13で説明された動作によって適当な経
路収斂レートが維持される。
前記のことから、増分マツノ・への総合レート制限動作
は、結果的に、経路エラーΔhと一致する収斂レートを
維持することにより、計算された降下経路を指数的に達
成することが判る。このような方法は、新規の降下速度
に対し航空機を加速または減速させる比較的短期の動力
を除去し、よって上記振動傾向を最小化する。
本発明は、従来のアナログ回路および計算技術、もしく
は従来の全デジタル技術、または従来のハイブリッドデ
ジタル/アナログ技術を利用して実現することができる
。本発明を判り易くするため、第3図に図示の一般的ア
ナログ型式を用いて説明してゆくが、ブロック図形式で
表わされた前記アナログ型式は、種々のアナログ入力を
デジタル処理用のデジタル信号に変換し、かつ種々のデ
ジタル出力を舵面サーボモータ駆動用のアナログ信号等
に変換するプログラム可能なデジタル計算機のプログラ
ムも表示しうることが判る。
第3図では、操縦士、または自動的手段のいずれかによ
って航空機が降下飛行を開始したと仮定する。すると、
スイッチブレード49は図示の位置から移動して、端子
50と接続する。
同時に、通常の対気データ計算機20によって、航空機
の実際の高度に比例する信号hAが、線50金介し通常
の加算装置32に印加される。計算された降下経路の高
度に比例する信号り。が線51上に現われ、よって加算
装置52に印加される。
通常の加算装置32は、航空機の実際の高度と計算され
た降下経路の高度との差△h2線33ft。
介し通常の利得部41へ印加するような態様で作動する
通常の利得部41は、線33上の信号k Kvの値、例
えば、000075と乗算する。K4は上式α1に図示
のそれと同じものであり、更に利得部41の出力は、式
顛によI)Ku△hに相当する増分マツハ数であること
が判る。
前記利得部41の出力は、例えば士、05ΔMのように
、正および負の値間に増分マツハ数の大きさを制限する
制限器42に印加される。この制限によって、著しく高
い速度、または著しく低い速度が妨止される。制限器4
2の出力は、線43に現われ、次いで@40および44
に印加される。線44によって、増分マツハ数に比例す
る信号がレート制限器45に印加されるが、該制限器4
5の動作については抜根説明することにする。
線40は、前記増分マツハ信号を通常の絶対値検出器5
3に印加する。該絶対値検出器53は、入力の大きさに
等しい信号に正符号を付して出力する。該絶対値検出器
53の出力は、印加される値t−KMの値と乗算する通
常の利得部54゛に印加される。該利得部54の出力は
、増分マツハ数の絶対値のに、倍に等しい信号であり、
通常の利得部55に印加される。該利得部55は、印加
された信号に、07ヲ乗する。該利得部55の出力は、
線56に現われ、項、07に、ΔMに比例する信号とな
る。線56上の信号は、通常の乗算器58に印加される
が、該乗算器58は、線57全介し通常の対気データ計
算機20から音速に比例する信号af受信する。該乗算
器によって、該信号aと前記印加された信号との積が出
力される。乗算器58の出力は、上式αJの解であり、
それによって増分マツハ数を公称降下速度に加算するレ
ートが定められる。@59上の信号は、制限器60に印
加される。該制限器60は、二つの選択され九値、例え
ば、00001および、ooos間にその出力全制限す
る。これらの制限内で印加された値は、そのまま出力さ
れる。
該制限器60の出力は、線61に現われ、レート制限器
45に入力として印加される。
レート制限器45は、以下の態様で作動する。
線44の信号値がある値から別の値へ、例えば0から、
03ΔMへと瞬間的に変化したと仮定する。
よって、線61に現われる信号は、式α騰に対する解、
すなわち、05の、o7KMa倍となる。KM0値、0
0075、aの値1016に対してΔMの値はM、00
016となる。1lJ46に現われるレート制限器の出
力は、毎秒、00016ΔMのレートで0から。06に
増大し、よって線44の入力値、03i得るまでには1
8′15秒かかることになる。線44上の値の後続の変
化に対しても同様に作動する。
線46に現われるレート制限器の出力は、スイッチ接点
47、次いでスイッチブレード49およびスイッチ接点
50i介して通常の加算装置65に印加される。
公称降下速度命令M。が線62に現われ、加算装置63
に印加される。前記通常の加算装置63の出力は、印加
された信号の代数和であり、よって公称降下速度命令と
増分マツハ命令との和である。加算装置63の出力は、
制限器64に印加さnる。該制限器64は、また、線6
6および65の夫々を介し最大および最小許容マツハ数
の値も受信する。これらの値は、デジタル計算機内に前
もって記憶させておいた値でも、通常のアナログ回路に
記憶させておいた値でもよい。制限器64は、線67へ
の出力金線66および65の夫々を介し与えられる前記
最大および最小値間に制限するような態様で作動する。
これらの制限内で印加された値は、そのまま線67に現
われる。従って、線67に現われ−る値は、前記最大お
よび最小許容マツハ数間に制限された、公称降下速度と
経路エラーに比例する増分マツハ数とから成る新規の降
下速度命令であることが判る。
通常の対気データ計算機20によって、航空機のマツハ
数に比例する信号が線21に印加され、次いで線27を
介し通常の加算装置28に印加されると共に、線23r
t介し通常のレートティカー(レート設定器・・・・・
・Rate taker) 24に印加される。該レー
トティカー24の出力は、図中Mで示された、マツハ数
の時間変化率に比例する信号となる。該レートティカー
24の出力は、通常の利得部25に印加されるが、該利
得部25は、印加された信号上値に、(通常!LO)と
乗算するよう作動する。
次いで、K1常に比例する信号が線26を介し通常の加
算装置28に印加される。該加算装置28によって、項
M+KIMの代数和か形成され、その信号は、線29お
よび通常の加算装置68へと印加される。
線67は、制限器64の出力を通常の加算装置68に印
加する。該加算装置6Bによって、線67および29に
現われた信号間の差が得られ、その出力が線69に現わ
れる。従って、線69に現われる信号は、航空機の実際
のマノノ・数トソのマツハレートとの和と、新規に計算
された降下速度との差である。
線69の信号は、印加された信号’e Kvの値と乗算
するよう作動する通常の利得部70に印加される。前記
のKv値は、印加された信号全比例電圧に変換し、ピッ
チサーボモータ76全駆動するようになっている。該利
得部70の出力は、線71に現われ、通常の加算装置7
4に与えられる。
航空機のピッチ角およびピッチレート80に比例する信
号は、通常の態様で線75を介し加算装置74に印加さ
れる。該加算装置7−4の出力信号は、サーボモータ7
6に印加されるが、該サーボモータ76は、機械的連結
装置77を介して航空機の昇降舵、または水平安定板を
移動する。前記機械的連結装置79によって、昇降舵ま
たは水平安定板の位置に比例する信号が加算装置74に
与えられ、その結果、線75の信号が定常状態で零に低
減される。
本発明の動作は、第4図を参照して理解することができ
る。第4図は、本発明が上記態様で航空機の降下飛行経
路を制御するのに利用されていること金除けば、第1図
と本質的に同じものである。航空機は、降下開始点であ
る点91でその巡航高度90からの降下全開始する。降
下するにつれ、該航空機は、降下経路計算で予測された
風とは異なる実際の風98t−受け、よって曲線93に
沿って計算された経路92から逸脱し、経路エラーを生
ずることになる。第3図で説明した動作によって、レー
ト制限された増分マツハ数が公称降下速度に加算され、
計算された高度へと航空機が戻され、経路エラーが零と
なる(点94)まで、背記計算された降下経路92に向
けて収斂される。よって、レート制限された増分マツハ
数の僅かな値が、公称降下速度に加算されるか、または
該速度から減算されるかして、所望の降下終了点96に
達するまで計算された降下経路上に航空機を維持する。
第5図は、第2図と本質的には同じものであるが計算さ
れた降下開始点から著しく異なる距離で降下が開始され
た場合の、本発明の動作を図示したものである。航空機
は、巡航高度100を維持しているが、計算された降下
開始点101を著しく超える点102で降下を開始する
。計算された降下経路は点102で航空機の実際の高度
よりはるかに下方にあるため、大経路エラーが発生する
。本発明は、公称降下速度に加電されるレート制限され
た増分マツハ数を計算し、その増分された降下速度によ
って更に高い降下レ−トを生じ、よって、航空機の実際
の飛行経路でろる曲@104に沿うような計算された経
路に対して収斂レートを生ずるものである。航空機は、
曲線104に沿って飛行し続け、計算された飛行経路1
03と点105で交わる。該経路エラーは、計算された
経路への収斂中連続的に低減したため、レート制限され
た増分マツハ数も、また、第3図で説明した動作に従い
減分し、その降下速波が公称降下速度と等しくなると、
前記航空機は計算された飛行経路103と交差する。よ
って、該航空機の飛行経路は、線分106中の計算され
た降下経路と一致し、その結果、所望の降下終了点10
7が達せられる。
以上の説明から、本発明は、計算された降下経路の改良
された捕捉ならびに維持を以下の態様で行なうことが判
る。すなわち、 1)同一点における航空機の実際の高度と計算された降
下経路の高度との差の大きさならびに符号に比例する増
分速度全計算する。
2)前記増分速度は、前記経路エラーと一致する、計算
された経路に対する見かけ上一定の収斂レート全維持す
るような態様でレート制限される。
3)前記レート制限された増分速度は、与えられた公称
降下速度に代数的に加算され、前記計算された降下経路
に対し指数的に収斂が行なわれる。
4)公称降下速度命令に与えられる増分速度を利用する
ことによって、先行技術よりも単純化された制御が可能
になると共に、追加の監視を必要とせずに航空機の最大
および最/J’y許容速度を直接制御することができる
本発明は、その好適な実施例で説明してきたが、使用さ
れた用語は説明のための用語であって制限するものでは
なく、その広い観点において本発明の真の範凹および精
神から逸脱せずに添付の特許請求の範囲内で種々の変更
が成されうるものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、通常の計算された降下飛行経路を示す高度対
距離のグラフと、および該計算に利用された予測した風
とを図示したものであって、該グラフには、航空機が実
際に受けた風に基づく該航空機の実際の降下飛行経路が
重畳されていると共に、前記実際の風は、図示の予測風
上に本重畳されている図であシ、第2図は、航空機が無
風状態で計算された降下開始点全署しく超えてその降下
を開始した場合を示す高度対距離のグラフであり、第3
図は、どのようにして増分対気速度を計算し、レート制
限し、かつ公称降下速度命令に加算して、航空機全計算
された降下飛行経路へと収斂させるかを示す本発明のブ
ロック図であり、第4図は、計算された降下飛行経路を
維持する際の本発明の動作を示す、本質的には第1図と
同じグラフであシ、かつ、第5図は、航空機が計算され
た降下開始点全署しく超えてその降下を開始した場合、
計算された降下飛行経路を捕捉し、かつ維持する際の本
発明の動作を示す、本質的には第2図と同じグラフであ
る。 図中、1は巡航高度、2は降下開始点、5は計算された
降下経路、4は実際の飛行経路、6は所望の降下終了点
、7は実際の降下終了点、8は予測風、9は実際の風、
11は計算された降下開始点、12は実際の降下開始点
、20は対気データ計算機、24はレートティカー、2
5は利得部、28は加算装置、42は制限器、45はレ
ート制限器、47はスイッチ接点、49はスイッチブレ
ード、76はピッチサーボ、78は昇降舵、79は機械
的連結装置、80はピッチ角およびピッチレート、全夫
々示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)航空機のピツチ姿勢を制御する手段と、および所
    望の降下経路高度、実際の高度、航空機の順方向速度、
    音速、ならびに公称降下速度を表わす信号を発生する手
    段とを備えた航空機用降下飛行経路制御装置において、
    前記装置は、前記航空機の実際の高度と前記所望の降下
    経路高度との差を表わす第1の信号を発生する手段と、
    前記第1の信号を所定の値と乗算し、増分順方向速度を
    表わす第2の信号を発生する手段と、前記第2の信号と
    前記公称降下速度信号との代数和を表わす第3の信号を
    発生する手段と、前記第3の信号と前記航空機の順方向
    速度の関数を表わす第4の信号との差を表わす出力信号
    を発生する手段とによつて構成されていることを特徴と
    する上記航空機用降下飛行経路制御装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
    装置は、前記第2の信号と前記公称降下速度信号とを合
    計する前にレート制限を行ない、前記所望の降下経路高
    度に対しほぼ一定の収斂レートを発生する手段によつて
    更に構成されていることを特徴とする上記航空機用降下
    飛行経路制御装置。
  3. (3)特許請求の範囲第2項記載の装置において、レー
    ト制限を行なう前記手段は、前記第2の信号の絶対値を
    発生する手段と、前記第2の信号の前記絶対値を所定の
    定数ならびに前記音速を表わす信号aと乗算して第5の
    信号を発生する手段と、前記第5の信号を予め選択され
    た値間に制限する手段と、および前記第5の信号ならび
    に前記第2の信号を入力して前記レート制限された第2
    の信号を出力するレート制限器とを備えていることを特
    徴とする上記航空機用降下飛行経路制御装置。
  4. (4)特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記
    レート制限された第2の信号は、Δ■=.07aK_M
    ΔM(但し、Δ■は前記増分マツハ数の時間変化率、K
    _Mは比例定数、ΔMは増分マツハ数、およびaは音速
    を夫々示す)なる式で表わされることを特徴とする上記
    航空機用降下飛行経路制御装置。
  5. (5)特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記
    装置は前記航空機の順方向速度信号の第1の導関数を表
    わす信号を発生する手段を備えた前記第4の信号を発生
    する手段と、および航空機の順方向速度信号の前記第1
    の導関数と該航空機の順方向速度信号との代数和を生ず
    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
    用降下飛行経路制御装置。
  6. (6)特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記
    航空機の順方向速度とは航空機のマツハ数のことである
    ことを特徴とする上記航空機用降下飛行経路制御装置。
  7. (7)特許請求の範囲第4項記載の装置において、前記
    第4の信号はΔM=K_MΔh(但し、ΔMは増分マツ
    ハ数、K_Mは比例定数、およびΔhは前記実際の高度
    および所望の降下経路高度間の差を夫々示す)の式によ
    つて表わされることを特徴とする上記航空機用降下飛行
    経路制御装置。
  8. (8)特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記
    装置は最小および最大出力信号を受けて前記第3の信号
    を制限し、所定の範囲内にピツチ高度を維持する手段に
    よつて更に構成されていることを特徴とする上記航空機
    用降下飛行経路制御装置。
  9. (9)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
    装置は所定の範囲内に前記第2の信号を制限する手段に
    よつて更に構成されていることを特徴とする上記航空機
    用降下飛行経路制御装置。
JP60282716A 1985-01-09 1985-12-16 航空機用降下飛行経路制御装置 Pending JPS61163096A (ja)

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