[发明专利]用于减少气动扰动在飞机上产生的实际载荷的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减少气动扰动(包括由风引起的)在飞机上产生的实际载荷的方法和设备，以及具有该设备的飞机。

背景技术

已知的，在正承受载荷的运输飞机的认证范围内，关于监管性的尺寸设计需要考虑几种情况，它们分别涉及：

-机动动作

-不连续的阵风；和

-连续湍流。

后两种载荷情况有时候相对于与机动动作相关的载荷情况而言程度更大。因此，非常有利的是，减少与不连续的阵风和连续湍流相关的载荷水平，从而，更具体的，能够实现在飞机翼型的结构质量方面的改进。

从法国专利申请FR2912991中，已经获知一种用于动态地减少由气动扰动，包括由风(不连续的阵风，连续湍流，等等)引起的，在运输飞机上产生的载荷的方法和设备。该设备通过借助于倾角探针的倾角测量提供对在飞机翼型上产生的载荷的动态控制。当测量的飞机的倾角大于预定的阈值时，该设备检测到气动扰动，确定飞机上的副翼的偏转命令，从而以最大的偏转速度将副翼倾斜特定的偏转角。

该设备因而可以准确并可靠地检测气动扰动，能够使得飞机翼型上的载荷增加。此外，根据刺激飞机结构的原因直接确定的副翼的偏转以最快的速度实现，从而可以限制由扰动引起的机翼弯曲，并减少翼型水平面上存在的载荷水平。

采用这样动态减少载荷的方法，可以在飞机翼型的结构质量上获得改进。

发明内容

本发明的目的是减少飞机翼型的结构质量，特别是，当飞机具有例如如上面描述类型的动态减少载荷的设备时，进一步地减少结构质量。

为此目的，本发明涉及一种减少气动扰动(包括由风引起的)在飞机上产生的实际载荷的方法，所述飞机包括布置在其机翼上的操纵面。根据本发明，所述方法的特征在于：

A/在开始阶段，确定载荷超出包络，所述包络由所述飞机能达到的多组速度和高度值来限定，对于该包络，施加在飞机上的实际载荷可以至少等于一个预定的载荷阈值；

B/在飞机飞行期间，自动重复执行以下步骤：

i)监测所述飞机(AC)的当前的高度和速度，以检测该飞机是否是在所述载荷超出包络内飞行；

ii)当所述飞机在所述载荷超出包络内飞行时，确定所述操纵面的至少一部分的偏转命令以减少施加在所述飞机上的实际载荷，这些偏转命令使得它们按照特定的偏转角分别产生所述操纵面的偏转。

iii)如此将确定的偏转命令施加到所述操纵面。

这样，借助于本发明，在飞行过程中，飞机一旦进入理论(例如通过数值模拟和/或实验)确定的载荷超出包络，就会对飞机的操纵面的至少一部分实施静态的预防性偏转。通过这种方法，保护飞机不受在飞行中随后可能遇到的可能的实际气动扰动的影响，飞机的该受保护的构造允许在出现这种扰动时减少包括产生在其翼型上的载荷。

换言之，在本发明中，预测可能的气动扰动，以预防性的方式偏转飞机的操纵面。通过这种方法，飞机的翼型可以承受载荷的增加而无需承担超过飞机结构的尺寸设计极限载荷(即所考虑的结构部件(即，翼型)在不发生永久形变的情况下可以承受的最大载荷)的风险。

需要指出的是，在法国专利申请FR-2912991中，是在传感器探测到气动扰动时对操纵面进行偏转。而与之相反，在本发明中，操纵面是在气动扰动可能发生之前就被预防性地偏转。

采用这种载荷减少，能够更有针对性地实现飞机翼型的结构质量上的改进，从而特别是能减少所述飞机的制造和使用成本。另外，本发明能在任何飞机上使用，尤其是在具有一个或多个通常的(例如法国专利申请FR-2,912,991所描述的类型)载荷减少装置的任何运输飞机上使用，由此进一步减少飞机翼型的结构质量。

在本发明的范围内，气动扰动被认为可以是：

-不连续的阵风，它是用于代表具有高强度的单独湍流的简化了的风模型；或

-连续的湍流，它是用于代表持续了长时间段的大气扰动的风模型，它可以激发飞机的小吸收结构模式；或

-气穴；或

-其他类型的湍流。

优选地，飞机的飞行包络由所述飞机能达到的多对高度和速度值来限定，自动执行下列连续的步骤，在步骤A/中：

a)选定飞机的至少一个参数，该选定参数的值在所述飞机的飞行期间能发生变化；

b)针对所述选定参数的至少一个给定值，为分别与给定强度的理论气动扰动相关的所述飞行包络的所有对值确定施加在飞机上的理论载荷；