(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811048139.8
(22)申请日 2018.09.07
(30)优先权数据
15/707,368 2017.09.18 US
(71)申请人 波音公司
地址 美国伊利诺斯州
(72)发明人 乔纳森·P ·李
(74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限
责任公司 11240
代理人 陈鹏 瞿艺
(51)Int.Cl.
B64C 5/02(2006.01)
B64C 9/02(2006.01)
B64C 9/12(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本申请提供了利用面和升降舵的飞机
起飞配平。相比于其他配平系统而言，这些系统
对于起飞配平利用面总行程范围的较小部
分。所述配平系统包括面和升降舵，并且这
些部件被一起使用以获得起飞总尾部俯仰力矩。
升降舵或升降舵操作范围的至少一部分可以用
仰力矩允许减小面总行程。升降舵定向可以
比面的定向改变得快很多，从而为飞行员提
供更多控制。权利要求书2页 说明书15页 附图9页CN 109515685 A 2019.03.26
C N 109515685
A
1.一种控制飞机(100)的配平系统(300)的方法(500)，所述方法(500)包括：
基于飞机起飞参数(105)确定起飞配平设置(315)，
其中，所述起飞配平设置(315)包括面定向设置(315a)和升降舵定向设置(315b)，并且
其中，所述飞机起飞参数(105)包括选自飞机重量、飞机重心、起飞襟翼设置和起飞推力设置中的一个的至少一个参数；
通过利用所述飞机(100)的面定向机构(112)并根据所述起飞配平设置(315)中的所述面定向设置(315a)来调整所述飞机(100)的面(110)的定向；以及通过利用所述飞机(100)的升降舵定向机构(122)并根据所述起飞配平设置(315)中的所述升降舵定向设置(315b)来调整所述飞机(100)的升降舵(120)的定向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述起飞配平设置(315)的所述升降舵定向设置(315b)不同于所述升降舵(120)的中性定向(601)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述起飞配平设置(315)的所述面定向设置(315a)和所述升降舵定向设置(315b)是相互依赖的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述起飞配平设置(315)包括基于所述升降舵定向设置(315b)确定所述面定向设置(315a)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，基于所述升降舵定向设置(315b)确定所述面定向设置(315a)包括：
选择初始升降舵定向设置；
基于所述初始升降舵定向设置确定初始面定向设置；
将所述初始面定向设置与操作条件(220)相比较；以及
选择所述初始升降舵定向设置作为所述升降舵定向设置(315b)并选择所述初始面定向设置作为所述面定向设置(315a)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始升降舵定向设置是升降舵起飞子范围(602)的起飞极限(602a)，所述升降舵起飞子范围(602)是升降舵总操作范围(600)的一部分，所述升降舵总操作范围(600)进一步包括一个或多个飞行控制裕度(604)，所述升降舵起飞子范围(602)基于所述升降舵(120)的飞行控制方面来设置。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始升降舵定向设置是所述升降舵(120)的中性定向(601)。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，重复选择所述初始升降舵定向设置、确定所述初始面定向设置、以及将所述初始面定向设置与所述操作条件(220)相比较，直到所述初始面定向设置处于距离所述操作条件(220)的平均值的设定阈值内。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括：如果所述升降舵定向设置(315b)不同于中性定向(601)，则减小飞行控制系统(350)中的升降舵控制偏差。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，确定所述起飞配平设置(315)利用数据库(311)来执行。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括：利用根据所述面定向设置(315a)的所述面(110)的定向并利用根据所述升降舵定向设置(315b)的所述升降舵(120)的定向来开始所述飞机(100)的起飞。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括接收所述飞机起飞参数(105)。
13.一种飞机(100)的配平系统(300)，所述配平系统(300)包括：
配平控制器(310)，能操作为基于飞机起飞参数(105)确定所述飞机(100)的起飞配平设置(315)，
其中，所述起飞配平设置(315)包括面定向设置(315a)和升降舵定向设置(315b)，并且
其中，所述飞机起飞参数(105)包括选自飞机重量、飞机重心、飞机襟翼设置和飞机起飞推力设置中的一个的至少一个参数；
面定向机构(112)，能基于所述面定向设置(315a)来控制；
面(110)，机械地联接至所述面定向机构(112)，
其中，所述面定向机构(112)能操作为基于所述面定向设置(315a)改变所述面(110)的定向；
升降舵定向机构(122)，其能以基于所述升降舵定向设置(315b)控制；以及
升降舵(120)，机械地联接至所述升降舵定向机构(122)，
其中，所述升降舵定向机构(122)能操作为基于所述升降舵定向设置(315b)改变所述升降舵(120)的定向。
14.根据权利要求13所述的配平系统(300)，其中，所述配平控制器(310)能通信地联接至所述面定向机构(112)和所述升降舵定向机构(122)中的至少一个。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的配平系统(300)，其中，所述配平控制器(310)能操作为从飞行控
制器(360)接收所述升降舵定向设置(315b)并基于从所述飞行控制器(360)接收的所述升降舵定向设置(315b)确定所述面定向设置(315a)。
利用面和升降舵的飞机起飞配平
技术领域
[0001]本发明涉及利用面和升降舵的飞机起飞配平(airplane takeoff trim)。
背景技术
[0002]具有可移动水平面的飞机利用面的适当定向(例如角度)进行起飞。这种定向也被称为起飞配平面设置并与尾部总俯仰力矩相对应。这些特性可以包括在不需要重新配平的情况下完成爬升和/或具有对于给定的飞行员控制输入在起飞旋转上的特定俯仰率响应。起飞配平面设置可以取决于各种参数，比如飞机重量、重心(CG)、起飞推力设置、起飞襟翼角等。在起飞之前，起飞配平面设置可以基于飞机载货单信息以及飞行员对襟翼角和起飞推力设置的选择来确定。面总行程范围的大部分可以用于适应可能的起飞条件，特别是对于具有大范围的可能起飞负载、襟翼角和推力设置的飞机而言。[0003]已开发出可以利用面总行程范围的较小部分的新方法和系统。
发明内容
[0004]提供了飞机配平系统和控制此类系统的方法。相比于其他配平系统而言，这些系统利用针对起飞配平设置的水平面总行程范围的较小部分。所述配平系统包括面和升降舵，并且这些部件被一起使用以获得起飞总尾部俯仰力矩。升降舵或升降舵操作范围的至少一部分可以用于飞行控制。如此，起飞配平设置包括面和升降舵定向设置。添加升降舵来控制起飞尾部俯仰力矩允许减小面总行程。升降舵定向可以比面的定向改变得快很多，为飞行员提供更多控制。
[0005]在一些实施例中，一种控制飞机的配平系统的方法包括，基于飞机起飞参数为起飞确定起飞配平设置。起飞配平设置包括面定向设置和升降舵定向设置。飞机起飞参数包括选自飞机重量、飞机重心、起飞襟翼设置或起飞推力设置中的一个的至少一个参数。该方法随后继续进行，利用面定向机构并根据起飞配平设置中的面定向设置来调整飞机的面的定向。该方法还涉及，通过利用升降舵定向机构并根据起飞配平设置中的升降舵定向设置来调整飞机的升降舵的定向。
[0006]起飞配平设置中的升降舵定向设置可以不同于升降舵的中性定向。替代地，面定向设置可以被选择成使得升降舵定向设置对应于其中性定向。
[0007]起飞配平设置中的面定向设置和升降舵定向设置是相互依赖的。换言之，起飞配平设置中的面定向设置和升降舵定向设置取决于彼此。具体地，确定起飞配平设置可以包括，基于升降舵定向设置确定面定向设置。在这些实施例中，确定面定向设置可以包括：(a)选择初始升降舵定向设
置；(b)基于初始升降舵定向设置确定初始面定向设置；(c)将初始面定向设置与操作条件相比较；以及(d)选择初始升降舵定向设置作为升降舵定向设置并选择初始面定向设置作为面定向设置。
[0008]初始升降舵定向设置可以是升降舵起飞子范围的起飞极限，并且升降舵起飞子范围是升降舵总操作范围的一部分。升降舵总操作范围进一步包括一个或多个飞行控制裕
度，升降舵起飞子范围基于升降舵的飞行控制可操作性来设置。替代地，初始升降舵定向设置是升降舵的中性定向。
[0009]在一些实施例中，重复选择初始升降舵定向设置、确定初始面定向设置、以及将初始面定向设置与操作条件相比较，直到初始面定向设置处于距离操作条件的平均值的设定阈值内。替代地，可以重复这些操作，直到初始升降舵定向设置处于距离中性定向的设定阈值内，而初始面定向设置处于操作条件中。
[0010]在一些实施例中，该方法进一步包括，减小飞行控制系统中的升降舵控制偏差。为了本公开的目的，升降舵控制偏差被定义为当起飞配平设置的升降舵定向设置与升降舵的中性定向不对应时的条件。起飞配平设置中的升降舵定向设置可以被称为升降舵定向起飞设置。偏差是由以下事实造成，即该升降舵定向起飞设置是起飞配平设置的一部分，而不是飞行控制输入的一部分。如此，如果升降舵定向设置
不同于中性取向，则执行该操作。在一些实施例中，飞行控制系统可以是电传操纵系统。
[0011]在一些实施例中，确定起飞配平设置通过利用数据库来执行。在一些实施例中，该方法进一步包括，利用根据面定向设置的面的定向以及利用根据升降舵定向设置的升降舵的定向开始飞机的起飞。在这些实施例中，该方法可以进一步包括，在起飞之后改变面的定向，直到升降舵定向机构的中性定向对应于升降舵的中性定向。换言之，配平设置可以在起飞之后改变，使得与起飞相关联的升降舵偏差减小到设定水平或消除。[0012]在一些实施例中，升降舵定向机构或面定向机构中的至少一个被电子地控制。电子控制允许在没有偏差或减小引入到飞行员控制中的偏差的情况下改变用于起飞的升降舵定向。
[0013]在一些实施例中，面定向机构由配平控制器自动地控制，该配平控制器直接向面定向机构提供面定向设置和升降舵定向设置。
[0014]在一些实施例中，一种飞机的配平系统包括配平控制器、面定向机构、面、升降舵定向机构以及升降舵。配平控制器可操作为基于飞机起飞参数为飞机的起飞确定配平设置。例如，起飞配平设置可以包括面定向设置和升降舵定向设置。飞机起飞参数可以包括选自飞机重量、飞机重心、飞机襟翼设置或飞机起飞推力设置中的一个的至少一个参数。面定向机构可以基于面定向设置来控制。面机械地联接至面定向机构。面定向机构可操作为基于面定向设置改变面
的定向。升降舵定向机构可以基于升降舵定向设置来控制。升降舵机械地联接至升降舵定向机构。而且，升降舵定向机构可操作为基于升降舵定向设置改变升降舵的定向。
[0015]在一些实施例中，配平控制器可通信地联接至面定向机构或升降舵定向机构中的至少一个。配平控制器可以可操作为从飞行控制器接收升降舵定向设置并基于从飞行控制器接收的升降舵定向设置确定面定向设置。
[0016]本发明的实施例涉及一种控制飞机的配平系统的方法，该方法包括：基于飞机起飞参数确定起飞配平设置，其中，起飞配平设置包括面定向设置和升降舵定向设置，并且其中，飞机起飞参数包括选自飞机重量、飞机重心、起飞襟翼设置或起飞推力设置中的一个的至少一个参数；利用飞机的面定向机构根据起飞配平设置中的面定向设置来调整飞机的面的定向；以及利用飞机的升降舵定向机构根据起飞配平设置中的升降舵定向设置来调整飞机的升降舵的定向。起飞配平设置中的升降舵定向设置可以不同于升降
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