一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法及装置与流程

本申请属于飞行控制，特别涉及一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法及装置。

背景技术：

1、飞机通常通过偏转气动舵面形成操纵力和力矩，实现对飞行姿态和轨迹的控制。为确保飞行安全，现代飞机飞控系统使用了大量的余度配置，但舵面控制完全失效的故障仍然发生。据统计，从上世纪70年代至今，全球共有十余种机型发生过数十起飞控舵面完全失效的事故，其后果基本都是机毁人亡。

2、在上述事故中，有极少数的机组成功利用飞机仅剩的推力调整能力操纵飞机继续飞行并最终着陆，从而挽救了自己和乘客的生命。在这些成功案例中，虽然最终实现着陆，但所有机组都报告，人工操纵推力进行飞行和着陆是极端困难的，所需要的高超驾驶技巧和对发动机慢响应的适应要求，远超出空勤人员的平均能力水平。

3、为应对飞控舵面完全失效的故障模式，使飞机能够从这种灾难性情况中被挽回，需要利用发动机推力操纵能力对飞机进行应急飞行控制，并通过闭环反馈改善操纵特性，降低应急控制难度。

4、在基于推力的应急飞行控制设计中，左、右两侧发动机需同时参与纵向和横向操纵，在总操纵能力有限的情况下，两个轴向的操纵需求可能发生冲突，一旦优先级和权限分配设计不当，容易发生操纵饱和及飞行失控。为解决以上问题，需要对纵、横向两个通道的优先级和控制权限进行合理协调设计。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法及装置，以确定纵向通道与横向通道的操纵量限制值，避免两轴指令迭加时发生操纵饱和提升飞行控制安全。

2、本申请第一方面提供了一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法，主要包括：

3、步骤s1、将横向差动推力最大限制值以外的所有操纵权限全部分配给纵向通道；

4、步骤s2、获取纵向通道实时使用的操纵量；

5、步骤s3、根据纵向通道实时使用的操纵量计算横向通道的剩余权限，并将剩余权限分配给横向通道。

6、优选地是，步骤s1进一步包括：

7、步骤s11、获取单位滚转角变化需用的最大操纵量及飞行中允许的最大滚转角；

8、步骤s12、计算最大差动推力操纵量；

9、步骤s13、以所述最大差动推力操纵量为纵向通道操纵下限，以正推力状态下发动机油门杆最大偏度范围上限减去所述最大差动推力操纵量作为纵向通道操纵上限，将纵向通道操纵下限与纵向通道操纵上限作为纵向通道权限的控制范围上下限。

10、优选地是，步骤s3进一步包括：

11、步骤s31、确定纵向通道实时使用的操纵量分别与正推力状态下发动机油门杆最大偏度范围上下限之间的距离；

12、步骤s32、取距离中的较小值作为横向通道的限制值；

13、步骤s33、确定所述横向通道权限的控制范围在正负限制值之间。

14、本申请第二方面提供了一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配装置，主要包括：

15、纵向通道权限分配模块，用于将横向差动推力最大限制值以外的所有操纵权限全部分配给纵向通道；

16、纵向通道操纵量获取模块，用于获取纵向通道实时使用的操纵量；

17、横向通道权限分配模块，用于根据纵向通道实时使用的操纵量计算横向通道的剩余权限，并将剩余权限分配给横向通道。

18、优选地是，所述纵向通道权限分配模块包括：

19、滚转角参数获取单元，用于获取单位滚转角变化需用的最大操纵量及飞行中允许的最大滚转角；

20、最大差动推力操纵量计算单元，用于计算最大差动推力操纵量；

21、纵向通道权限上下限确定单元，用于以所述最大差动推力操纵量为纵向通道操纵下限，以正推力状态下发动机油门杆最大偏度范围上限减去所述最大差动推力操纵量作为纵向通道操纵上限，将纵向通道操纵下限与纵向通道操纵上限作为纵向通道权限的控制范围上下限。

22、优选地是，所述横向通道权限分配模块包括：

23、距离计算单元，用于确定纵向通道实时使用的操纵量分别与正推力状态下发动机油门杆最大偏度范围上下限之间的距离；

24、剩余权限确定单元，用于取距离中的较小值作为横向通道的限制值；

25、横向通道权限上下限确定单元，用于确定所述横向通道权限的控制范围在正负限制值之间。

26、本申请以纵向指令为优先，对横向权限进行实时动态分配，提升了飞行控制安全。

技术特征：

1.一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法，其特征在于，步骤s1进一步包括：

3.如权利要求1所述的基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法，其特征在于，步骤s3进一步包括：

4.一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配装置，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述的基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配装置，其特征在于，所述纵向通道权限分配模块包括：

6.如权利要求4所述的基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配装置，其特征在于，所述横向通道权限分配模块包括：

技术总结本申请属于飞行控制技术领域，涉及一种基于推力操纵的飞机纵横向控制权限分配方法及装置。该方法包括：步骤S1、将横向差动推力最大限制值以外的所有操纵权限全部分配给纵向通道；步骤S2、获取纵向通道实时使用的操纵量；步骤S3、根据纵向通道实时使用的操纵量计算横向通道的剩余权限，并将剩余权限分配给横向通道。本申请以纵向指令为优先，对横向权限进行实时动态分配，提升了飞行控制安全。技术研发人员：巩磊,张曙光,何晶晶受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/15