用于对滑行时的飞行器进行控制的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对滑行时的飞行器进行控制的方法和设备。更特别地但非排他地，本发明涉及对飞行器在地面上滑行期间的运动进行控制的方法。本发明还涉及用于执行这种方法的控制系统以及相关的软件。本发明还涉及采用这种控制系统的飞行器。
【背景技术】
[0002]当控制飞行器在地面上滑行期间的运动时，可以借助于可转向起落架来控制飞行器的转动。本发明主要涉及当可转向起落架(例如主要的可转向起落架)在“脚轮自由”模式下操作时飞行器的转动的控制。已经在现有技术中提出了涉及如何以多种方式控制飞行器的转向/转动的控制系统。
[0003]WO 2014/076486涉及用于飞行器的左和右主起落架(MLG)的起落架力和力矩分配器系统。每个MLG包括转向架，此转向架具有布置成制动和/或驱动一个或多个轮子的致动器。力和力矩分配器系统包括分配模块，该分配模块布置成接收包括下述的输入需求:(a)与沿着起落架的纵向轴线的期望的制动或驱动力对应的纵向力输入需求，以及(b)与绕起落架的竖向轴线的期望的力矩对应的力矩输入需求(例如，转向/转动量)。接收到的输入需求用于针对每个转向架来计算包括下述的输出命令:(a)与沿着纵向轴线的待施加至转向架以实现纵向力输入需求的制动或驱动力对应的纵向力输出命令，以及(b)与沿着纵向轴线的待施加至转向架以实现力矩输入需求的制动或驱动力对应的力矩输出命令。
[0004]US 8，521，365涉及当NLG处于“脚轮自由”模式下时利用左和右主起落架组件以及可转向前起落架(NLG)来提供滑行飞行器的侧向控制的方法。在这种模式下，NLG与飞行器的行进方向对准但不可以用来控制飞行器的转向，必须使用其他手段。在US 8，521，365中，采用与当NLG处于可转向模式下(在该模式下，这种命令指令通过设置用于这种目的的致动器来使NLG直接转向)时所使用的设备相同的设备来接收与NLG轮子的期望的转向量有关的命令指令。这样的命令指令被转换成控制MLG制动器/发动机以引起脚轮飞行器的与在命令指令已经用于实现NLG的直接转向的情况下将被引起的相同的侧向运动对应的侧向运动。
[0005]本发明试图提供一种当可转向起落架在“脚轮自由”模式下操作时对飞行器在地面上滑行期间的运动进行控制的改进的方法。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种对飞行器在地面上滑行期间的运动进行控制的方法。本发明具有与滑行时的飞行器有关的应用，特别地涉及民事或军事、乘客或货物运输飞机。本发明可以具有与无人飞行器有关的应用。飞行器的运动的控制可以包括产生偏航力矩(绕飞行器的竖向轴线的力矩)，从而允许滑行飞行器的侧向控制。飞行器包括可转向起落架，该可转向起落架包括定位在飞行器的前端处的一个或多个轮子。本发明的方法在方法的执行期间在可转向起落架在“脚轮自由”模式下操作时具有特定的应用。飞行器还包括:一个或多个左主起落架，所述一个或多个左主起落架各自包括一个或多个轮子并且所述一个或更多个左主起落架向后定位且定位在可转向起落架的左侧；以及一个或多个右主起落架，所述一个或多个右主起落架各自包括一个或多个轮子并且向后定位且定位在可转向起落架的右侦U。在可转向起落架的旋转位置不平行于飞行器的纵向轴线并且飞行器沿远离纵向轴线的方向转动的同时执行本发明的方法。飞行器的纵向轴线通常将平行于机身的轴线。在飞行器不具有带有容易辨别的轴线的机身的情况下，纵向轴线可以定义为平行于下述方向的轴线:在飞行器在平坦水平地面上且在没有任何转向/转动的情况下向前移动的同时飞行器移动所沿的方向。方法包括对可转向起落架相对于飞行器的纵向轴线的旋转位置进行确定的步骤。方法包括接收控制指令的步骤，该控制指令若得以实现将使飞行器继续沿远离纵向轴线的方向转动。方法可以包括例如在旋转位置满足特定标准的情况下(例如，在旋转位置大于阈值角的情况下)修改控制指令的步骤。例如，控制指令可以由控制单元或其他控制系统接收，控制单元或其他控制系统随后可以在控制指令被发送到飞行器的被如此控制的那些部分之前修改控制指令。修改控制指令的方法如果得以如此执行则有利地包括修改控制指令以使得可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的角度将小于在控制指令已经实现且并未如此修改的情况下将另外观察到的角度。因而，本发明的方法的实施方式可以提供用于降低由于过度转向而对可转向起落架造成损坏的风险的手段。因而，可以提供保护飞行器的前起落架以防止由于过度转向而被损坏的方法。
[0007]可转向起落架可以呈前起落架(NLG)的形式。可以存在如下的NLG旋转位置角，超出该NLG旋转位置角之外，存在NLG组件发生损坏的显著风险(其可以被称为最大允许NLG角)。因此，可以期望的是避免NLG转动至过度转向角(例如，超出最大允许NLG角之外的角度)的情况。因而，通过修改控制指令来减少NLG旋转位置可以以其他方式增大的量，可以降低损坏NLG组件的风险。还可以是下述情况:通过降低NLG组件在使用期间损坏的风险，NLG组件的设计可以改变成使其更有效同时不增加这种损坏的风险。可能的是，例如在不损害安全性的情况下使用具有较低最大允许NLG角的NLG组件。
[0008]可以存在如下的NLG旋转位置角，超出该NLG旋转位置角之外，一定会发生损坏。例如可以有机械限制。在这种情况下，最大允许NLG角可以视为等于NLG旋转位置角，超出该NLG旋转位置角之外将发生损坏。在这种角度处，NLG组件的部分可能无法移动以在不变形的情况下允许更大的NLG旋转位置角。可能的是，最大允许NLG角被视为小于(比如为90%)下述角度:超出该角度之外，损坏将发生以允许安全余量。
[0009]本发明的方法有助于下述实施方式:在这些实施方式中，降低了可转向起落架的旋转位置超过最大允许NLG角的风险。可能的是，出于所有实际目的，本发明的方法有助于下述实施方式:在这些实施方式中，可转向起落架的旋转位置超过最大允许NLG角的风险在正常工作条件下被基本消除。
[0010]本发明在可转向起落架(例如NLG)在脚轮自由模式下操作时具有特定应用。将理解的是，NLG通常将还能够在直接可转向模式下操作，在该模式下，致动器被命令为使NLG旋转和直接转向。当可转向起落架不能够在其他情况下以直接可转向模式操作时，例如，在直接可转向模式下操作可转向起落架所需的设备发生故障的情况下，则可转向起落架可以在脚轮自由模式下操作。转向致动器中的故障例如可以是一种这样的故障模式。转向致动器可以在脚轮自由模式下被有效地分离。一个或多个转向致动器可以位于可转向起落架上或附近。
[0011]可能的是，控制指令被修改的量在可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的第一角度处比在可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的第二角度处大，其中第一角度大于第二角度。第一角度和第二角度两者均可以大于阈值角。控制指令被修改的量也可以在可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的第三角度处比在可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的第一位置处大，其中第三角度比第一角度大。例如，在阈值角与更大的角之间，控制指令被修改的量可以随着可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的角度的增大而单调增加。可能的是，更大的角可以等于最大允许可转向起落架角。在更大的转向角处增大修改的量可以有助于减少“失控”的机会一其中，在所讨论的动态系统中NLG的转向角可能以其他方式趋向(并且可能加速)朝向最大允许角度。在阈值角与更大的角之间，控制指令被修改的量可以随着可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的角度的增大而成比例地增加。具有的比例关系是简单但可能是非常有效的反馈系统，该反馈系统允许良好地控制NLG转向角。
[0012]可能的是，接收控制指令的步骤执行为使得控制指令若得以实现将增大可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的角度。可能的是，修改控制指令的步骤仅在下述情况下被执行:如此接收到的控制指令若以其他方式得以实现将增大可转向起落架的旋转位置与纵向轴线之间的角度。
[0013]可能的是，如果