JPS6382898A - ヘリコプタのコレクティブ制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はヘリコプタの操縦装置に係り、特にサイドアー
ム多軸コントロールスティックを使用したヘリコプタ操
縦装置に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点従来のヘ
リコプタ操縦装置はピッチ及びロールの制御に旋回操作
されるコントロールスティックを使用し、ヨーのυ制御
にペダルを使用し、揚力の制御にコレクティブコントロ
ールスティックを使用している。一方、本出願人による
米国特許第４、４２０．８０８号（ダイヤモンド他　１
９８３年）はヘリコプタ操縦装置のピッチ軸、ロール軸
、ヨー軸、及びコレクティブ／揚力軸の各々について制
御信号を出力する単一のサイドアームコントローラ（コ
ントロールスティック）を開示している。このコントロ
ールスティックは本質的に「力感応形」コントロールス
ティックであり各軸についてのコントロールスティック
の移ｖＪｆｆｉは限られている。

このため、コントロールスティックからパイロットへの
触覚的フィードバックはほとんどなく操縦の困難性がｔ
１８］される。

一方、ナツプオブジアース（ＮＯＥ）飛行時のような大
きな垂直ｖｉｌが加わる任務ではパイロットは操縦室の
計器（トルクあるいはコレクティブ位置指示器）を注視
するのでない限りコレクティブ制御の大きさを正しく認
識することができないことがわかった。ヨー及び旋回動
作では航空機の応答ははり瞬間的であり（エネルギーを
ほとんど要しない）固有受容性感覚が適している。これ
に対し、航空機の揚力方向（２軸）に対する応答はエネ
ルギー状態の実質的な変化を要するため非常に長い時定
数を特徴とする。

従って、本発明の目的は多軸サイドアームコントロール
スティックを使用しているヘリコプタ用の改良されたコ
レクティブ制御装置を提供するにある。

問題点を解決するための手段 本発明ではヘリコプタのロール、ピッチ、ヨー及び揚力
の各軸に関する運動を４軸サイドアームコントロールス
テイツクを使用して制御する。本発明ではさらに前２４
＠ザイドアームコントロールステイツクとは別に変位形
コレクティブコントロールスティックが設けられる。後
者のコントロールスティックはパイロットに適当な固有
受容性感覚を与え、これによりＮＯＥ任務を遂行中のパ
イロットの判断を補助する。４軸サイドアームコントロ
ールステイツクと変位形コントロールスティックからの
コレクティブコマンド信号はそれぞれフェードイン及び
フェードアウトされ、これによりコレクティブ操縦動作
が一方のコントロールスティックから他方のコントロー
ルスティックへ円滑に切換えられる。両方のコントロー
ルスティックが同時に使用されることはない。また、４
＠勺イドアームコントロールスティックが使われている
場合はこのサイドアームコントロールスティックはロー
タブレードのコレクティブビッグを制御するばかりでな
く変位形コントロールスティックをパイロットがロータ
ブレードのコレクティブピッチの状態を知ることができ
るような位置（コントロールスティックトリム位買）へ
動かすトリムアクヂュエータ（トリム　フォローアツプ
位置設定手段）へも信号を供給する。換言すれば、パイ
ロットはヘリコプタを４軸ザイドアームコントロールス
テイツクを使って飛行させる際変位形コレクティブコン
トロールスティックを軽く把持することでロータブレー
ドのコレクティブピッチを触覚的に知ることができる。

パイロットが操縦に変位形コレクティブコントロールス
ティックを選択・使用する場合は手元グリップ部のスイ
ッチを操作するか単に変位形コレクティブコントロール
スティックをトリム位置から動かすかすればよい。

このいずれかの操作によりトリムアクヂュエータは解除
されパイロットは変位形コレクティブコントロールステ
ィックを自由に動かせるようになる。

また、スイッチの解除及び／又は手離し動作によりコレ
クティブ制御がサイドアームコントロールスティックに
戻されトリムアクチュエータが再係合する。

実施例 本発明の他の目的、特徴及び利点は以下の説明より明ら
かとなろう。

図はヘリコプタのコレクティブ制御装置を示す。

前記ダイヤモンドの特許で開示された如き多軸サイドア
ームコントロールスティック１０がライン１２を介して
信号整形及び処理回路１４へ信号を供給する。ライン１
２上の信号はパイロットが多軸サイドアームコントロー
ルスティック１０に加えた垂直方向の力に比例し、回路
１４は加えられた力に比例するライン１２上の信号をパ
イロツ１〜が指定したロータプレードのコレクティブピ
ッチに比例する信号に変換してライン１６上に出力する
（ここでは多軸サイドアームコントロールスティック１
０が発生するヘリコプタのＯ−ル、ピッ・チ及びヨーヂ
ャンネルの各信号については考えない）。

ライン１６上の信号は当面完全にフェードイン状態にあ
る（すなわち「透明」である）と仮定するフェードイン
／フェードアウト回路１８を経て加募接続２０に供給°
される。加口接続２０はライン２２上にコレクティブ位
置コマンド信号を出力し、このコレクティブ位置コマン
ド信号は、ヘリコプタのロータプレード２８のコレクテ
ィブピッチを最終的に決定する斜板アクチュエータ２６
をコレクティブ位置コマンド信号に比例して油圧制御す
る斜板アクチュエータ駆動’；ＩＡ　２４へ供給される
。以上の説明はフェードイン／フェードアウト回路１８
及び加篩接続２０を除Ｉ′Ｉば前記ダイＸ７七ンド特許
に記載のサイドアームコントローラの単なる例示的説明
にすぎない。

ところで、本発明ではさらにコレクティブ＆１１御装置
に変位形コレクティブコントロールスティック３０が別
に設けられる。原理的にはこの変位形コレクティブコン
トロールスティック３０は多くのヘリコプタで使われて
いる通常のコレクティブコントロールスティックと何ら
変わらないものである。実際にはこのコントロールステ
ィック３０は小形化されたコントロールスティックであ
り多軸コント０−ルスティック１０の反対側のひじ掛け
に取付けられる。いずれにせよ変位形コントロールステ
ィック３０は航空機の機体３４に対し枢支点３２の回り
で枢回自在に取付けられており、また加減抵抗ｒｈ３６
などの角位置変換器がライン３８上に変位形コレクティ
ブコント０−ルスティック３０の位■をあられ、す変位
形コント０−ルスティック位置信号を出力する。ライン
３８上の信号はフェードイン／フェードアウト回路４０
に供給される。この回路４０は当面一完全にフェードア
ウトしている（すなわち開成している）ものと仮定する
。ライン３８上の信号はまた比較′ａ４２よりなるオー
バーライド動作検出ｎ路にも供給される。このオーバー
ライド動作検出回路４２はうイン２２上のコレクティブ
位置コマンド信号に応谷して論理値１の信号をライン４
４を介してオアゲート４６へ出力する。以下説明するよ
うに、オーバーライド動作検出回路４２はパイロットが
変位形コレクティブコントロールスティック３０をトリ
ム位置から動かすとこれに応じてライン４４上に信号を
出力する。これはパイロットがコントロールスティック
を多軸サイドアームコントロールスティック１０から変
位形コレクティブコントロールスティック３０へ切換え
ようとしていることを意味する。このコントロールステ
ィックの切換えはまた変位形コレクティブコントロール
スティック３０の手元グリップ部５０に取付けられたス
イッチ４８を開成してライン５２を介してオアゲート４
６へ信号を供給することにより行なってもよい。従って
パイロットがコントロールスティックを多軸サイドアー
ムコントロールスティック１０から変位形コレクティブ
コントロールスティック３０に切換えるには２通りの方
法があり、いずれの方法でもＡアゲート４６がライン５
４上に信号を出力する。ライン５４上の信号はフェード
イン／フェードアウト回路４０をフェードインさせると
同時にインバータ５６で反転されてフェードイン／フェ
ードアウト回路１８を７．【−ドアウドさせる。これに
より多軸サイドアームコントロ−ルスティック１０から
変位形コントロールスティック３０への移行が滑らかに
行なえる（すなわちライン２２上のコレクティブ位置コ
マンド信号に過渡効果が生じない）。逆にパイロットが
操縦を変位形コレクティブコントロールスティック３０
から多軸サイドアームコントロールスティック１０へ戻
す場合はオアゲート４６の出力がゼロにされその結果フ
ェードイン／フェードアウト回路４０がフェードアウト
すると同時にフェードイン／フェードアウト回路１８が
フェードインする。

ライン２２上のコレクティブ位置コマンド信号とライン
３８上の変位位置信号とは図示の極性を与えられて加鋒
接続６０へ供給され加粋接続６０はライン６２上に現時
点の（すなわち指示された）ロータブレードピッチ位置
（これはライン２２上のコレクティブ位置コマンド信号
の大きさで指示される）とライン３８上に連続して供給
される実際の変位形コレクディブコントロールスティッ
ク位置信号との差をあらわすコレクティブ位置誤差信号
を出力する。ライン６２上のコレクディブ位１１ｙ信号
はコントロールスティックトリムアクチュエータ（モー
タ）６６等の直線上位置設定装置を駆動する増幅器６４
に供給される。モータ６６の出力端はリンク６８を介し
てクラッチ７０に結合され、さらにダンパ７２及びばね
７４を介して変位形コレクティブコントロールスティッ
ク３０に結合される。この種のモータ／クラッチ／ダン
パ／ばね構成はコントロールスティック３０をコマンド
信号に「追従」させる（すなわちコントロールスティッ
クをトリム位置に設定する）と同時にパイロットがばね
の力に抗してコントロールスティックを「トリム位置」
から動かすことも可能にする自動操縦装置に典型的な構
成である。

本発明装置ではパイロットは既に説明したようにコレク
ティブ制御動作を変位形コレクティブコントロールステ
ィック３０＠ｍかすことによって開始する。その結果オ
アゲート４６からライン５４に出力信号が出力されてク
ラッチ７０に送られこれによりパイロットはトリムＩＩ
Ｍ６６．７０゜７２．７４による抵抗なしに変位形コン
トロールスティックを操作することが可能になる。同時
にライン５４上の信号がモータパワースイッチ７６に供
給されて増幅器６４の出力が停止される。

要約すると、本発明は力感応形多軸サイドアームコント
ロールスティックを使用するヘリコプタにロータブレー
ドをコレクティブピッチ制御する変位形コントロールス
ティックを別設スることによりパイロットの負担を軽減
する。パイロットはいずれのスティックをも使用するこ
とができる。

力感応形スティックを使用する場合はトリム装置が変位
形スティックをロータブレードアクチュエータに供給さ
れる］レクチイブ位置コマンド信号に追従さ′Ｕて動か
す。変位形コントロールスティックへの操縦切換えはス
イッチを使うかあるいは］レクチイブコン１−ロールス
ティックを肋かツことによりなされる。各コントロール
スティックが生成する信号は交互にフェードイン／フェ
ードアウトされて−のコントロールスティックから他の
コン１−ロールスティックへの操縦の切換えが滑らかに
行なわれる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるヘリコプタのコレクティブ制御装置の
概略図である。 １０・・・多軸サイドアームコントロールスティック、
１２．１６．２２．３８．４４，５２．５４゜６２・・
・ライン、１４・・・信号整形及び処理回路゛、１８．
４０・・・フェードイン／フェード７９１〜回路、２０
．６０・・・加口接続、２４・・・斜板アクチュエータ
駆動器、２６・・・斜板アクチュエータ、２８・・・ロ
ータブレード、３０・・・変位形コレクティブコントロ
ールスティック、３２・・・枢支点、３４・・・搬体、
３６・・・加減抵抗器、４２・・・比較器、４６・・・
オアゲート、４８・・・ス、イツチ、５０・・・手元グ
リップ部、５６・・・インバータ、６４・・・増幅器、
６６・・・トリムアクチュエータ、６８・・・リンク、
７０・・・クラッチ、７２．７４・・・トリム礪構、７
６・・・モータパワースイッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）コレクティブ位置コマンド信号をヘリコプタの主
   ロータブレードのコレクティブピッチを設定する機構に
   供給する加算接続（２０）と； ロータブレードの所望のコレクティブピッチをあらわす
   第１の信号を出力する多軸力感応形コントロールスティ
   ック（１０）と； ロータブレードの所望のコレクティブピッチをあらわす
   第２の信号を出力する変位形コントロールスティック（
   ３０）及び協働する位置変換器と； 該加算接続（２０）へ供給される該第１の信号を交互に
   フェードイン又はフェードアウトさせる第１の手段（１
   ８）と； 該加算接続（２０）へ供給される該第２の信号を交互に
   フェードイン又はフェードアウトさせる第２の手段（４
   ０）と； 該第１の手段（１８）のフェードインと該第２の手段（
   ４０）のフェードアウトを同時に生じさせまた該第１の
   手段（１８）のフェードアウトと該第２の手段（４０）
   のフェードインを同時に生じさせる第３の手段とよりな
   るヘリコプタのコレクティブ制御装置。
2. （２）該第３の手段は該第２の信号及びコレクティブピ
   ッチコマンド信号に応答する比較手段（４２）である特
   許請求の範囲第１項記載のヘリコプタのコレクティブ制
   御装置。
3. （３）該第３の手段はスイッチである特許請求の範囲第
   １項記載のヘリコプタのコレクティブ制御装置。
4. （４）変位形コントロールスティック（３０）に機械的
   に結合されて、第１の手段（１８）がフェードインされ
   第２の手段（４０）がフェードアウトされる場合に該変
   位形コントロールスティック（３０）をコレクティブピ
   ッチコマンド信号に応じた位置に設定するトリム手段（
   ６６、７０、７２）をさらに含む特許請求の範囲第１項
   記載のヘリコプタのコレクティブ制御装置。