DE69900471T2

DE69900471T2 - Integriertes feuer- und flugsteuerungssystem mit automatischer motordrehmomentbeschränkung

Info

Publication number: DE69900471T2
Application number: DE69900471T
Authority: DE
Inventors: Fogler, Jr.; J. Gold
Original assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Current assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: CA2321586A1; EP1068564A1; EP1068564B1; DE69900471D1; WO1999050729A1; JP2002509844A; US6012676A

Description

Die vorliegende Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung gemäß Kontrakt-Nr. DAAJ02-95-C-0034 mit dem Department of the Army gemacht. Die Regierung besitzt gewisse Rechte an dieser Erfindung.

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Flugsteuersysteme für Drehflügler, insbesondere ein integriertes Feuer- und Flugsteuersystem des Typs, bei dem der Feuer-Steuerabschnitt die Autorität des Flugsteuerteils während seitens des Piloten auswählbarer Intervalle ergänzt.

Technischer Hintergrund

Integrierte Feuer-Steuer- und Flugsteuersysteme sind bekannt dafür, dass sie bei einem bewaffneten Drehflügler die Fluglage des Flugzeugs mit derjenigen Fluglage koordinieren, die erforderlich ist, um die Bewaffnung des Flugzeugs auszulösen oder abzufeuern. Diese integrierten Systeme verkörpern sowohl eine automatisierte Flugsteuerfunktion, die das Ansprechverhalten des Flugzeugs in dessen Gier-, Nick-, Roll- und Kollektivachse auf den sensorisch erfassten Zustand der Flugzeug-Flugdynamik steuert, um ein stabiles Flugzeug-Ansprechverhalten auf vom Piloten vorgegebene Manöver ebenso zu erreichen wie eine Feuer-Steuerfunktion, welche die Flugsteuerautorität unter gewissen Umständen modifiziert, um eine optimale Flugzeug-Ziel-Orientierung zur Waffenabfeuerung zu erreichen. Ein derartiges integriertes Feuer- und Flugsteuersystem (IFFS) ist in dem eigenen US-Patent 5 331 881 mit dem Titel Helicopter Integrated Fire and Flight Control Having Azimuth and Pitch Control vom 26. Juli 1994 (Fowler et al) offenbart und beansprucht.
Das IFFS-System nach dem '881-Patent sorgt für ein Übersteuern der Flugsteuerautorität in der Gier- und Nickachse durch Ersetzen des Gierlagen- Rückkopplungfehlersignals und des Nicklagen-Rückkopplungfehlersignals durch ein Azimuth-Befehlssignal und ein Höhenbefehlsignal, die von der Feuer-Steuerschaltung bereitgestellt werden. Der Zweck dabei besteht darin, das Flugsteuersystem für kleine vom Piloten eingegebene Steuerknüppeleingaben unempfindlich zu machen, welche ansonsten möglicherweise den gewünschten Azimuth und die gewünschte Höhe abträglich beeinflussen könnten, die für eine exakte Zielaufnahme erforderlich sind, während sich das Flugzeug im Waffenabfeuerungsmodus befindet.
Während die '881-Schrift ein IFFS-System mit einer zweiachsigen Feuersteuerung offenbart, offenbaren das eigene US-Patent 5 263 662 mit dem Titel Helicopter Integrated Fire and Flight Control System Having Turn Coordination Control vom 23. November 1993 (Fowler et al) und das US-Patent 5 465 212 mit dem Titel Helicopter Integrated Fire and Flight Control having a Pre-launch and Post- launch Maneuver Director vom 7. November 1995 (Fowler et al) jeweils IFFS-Systeme mit dreiachsiger Feuer-Steuerung (Gier-, Nick- und Rollachse). Das Dreiachsensystem nach der '662-Schrift sieht vor, dass die Gier- und Nickachse übersteuert werden durch Ersetzen der Gier- und Nickratenfehlersignale durch die Änderungsgeschwindigkeit der Azimuth- und Höhenbefehle, die von dem Feuer- Steuersystem geliefert werden, und es liefert ein Querneigungswinkelsignal, um das Flugzeug in den gewünschten Rollwinkel zu bringen. Das Ziel des Systems besteht darin, einen im Wesentlichen koordinierten Kurvenflug und optimale Stabilisierung während Flugzeugmanövern zu erreichen, die im Zeitraum der Waffenabfeuerung vorgenommen werden. In ähnlicher Weise zeigt die '212-Schrift ein dreiachsiges IFFS-System, welches die Vorwärtsbeschleunigung und das Geschwindigkeitprofil bereitstellt, die benötigt werden, um eine optimale Flugzeug- Ziel-Waffenabfeuerung zu erhalten.
Jedes der angegebenen IFFS-Systeme beinhaltet eine Feuer-Steuersystemlogik, welche funktionell in das Flugsteuersystem des Flugzeugs integriert ist, um einen nahtlosen Übergang zwischen Flugsteuerungs- und Feuersteuerungsautorität zu erreichen, wenn dies von dem Piloten vorgegeben wird. Jedes dieser Systeme enthält außerdem eine bifunktionelle Flugsteuerung mit einem Primärflugsteuersystem (PFSS) mit primärer Autorität für die Reaktion auf seitens des Piloten gegebene Befehlseingaben für das Flugzeug, und ein automatisches Flugsteuersystem (AFSS), welches die PFSS-Leistung zusätzlich unterstützt mit Trimmfunktionen, um das dynamische Ansprechverhalten des Flugzeugs auf Kommandoeingaben zu optimieren. Das PFSS und das AFSS sind funktionell koordiniert, ihre Leistung ist gekennzeichnet durch eine Modellfolger-Transferfunktion des Typs, wie er in dem US-Patent 5 238 203 mit dem Titel High Speed Turn Coordination for Rotary Wing Aircraft vom 24. August 1993 (Skonieczny et al) offenbart ist.
Während herkömmliche IFFS-Systeme jeweils die primäre Flugzeug-Flugsteuerdynamik ansprechen, die die Waffenzielgenauigkeit beeinflussen, gibt es Sekundärüberlegungen. Eine solche Überlegung ist der sichere Betrieb des Flugzeugmotors während Flugzeugmanövern während der Waffenabfeuerungsbetriebsart.
Jedes der bekannten IFFS-Systeme ist in einem Flugsteuersystem implementiert, welches einen Modellfolgealgorithmus beinhaltet. Innerhalb dieser Systeme wird das IFFS-System dann aktiviert, wenn sich das Flugzeug in einem "Höhenhaltemodus" befindet, welcher automatisch die Höhe des Flugzeugs innerhalb von Toleranzgrenzen hält. Abhängig von Dichtebedingungen der Umgebungsluft kann der Höhenhaltemodus übermäßige Drehmomentanforderungen an den Motor stellen, was, wenn der Modus über lange Zeitspannen hinweg aufrecht erhalten bleibt, entweder den Motor beschädigen oder seine Lebensdauer verkürzen kann. Diese herkömmlichen IFFS-Systeme erfordern, dass der Pilot kontinuierlich die Motor- Drehmomentwerte anhand der verfügbaren Informationsanzeigen (typischerweise ein am Helm angebrachtes Anzeigesystem) überwacht, um dann von Hand die Höhenhalte-Funktion zu übersteuern, wenn die Drehmomentanförderungen zu groß werden. Während Zeitspannen der Waffenabfeuerung, die typischerweise ein aggressives Manövrieren zur Erzielung der optimalen Flugzeug-Ziel-Orientierung beinhalten, bedeutet die manuelle Überwachung des Motordrehmoments zusätzliche Arbeit für den bereits unter hoher Arbeitsbelastung stehenden Piloten.
Wenn das Motordrehmoment automatisch gesteuert werden soll, so muss dies geschehen, indem die Höhe des Flugzeugs im Höhenhaltemodus reguliert wird. Dies erfordert eine Feuer-Steuer-Autorität in der Hub- oder Kollektivachse, wie sie in den herkömmlichen IFFS-Systemen nicht bekannt ist.

Offenbarung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein IFFS-System, welches imstande ist, eine automatische Motor-Drehmomentbegrenzung im Verein mit einem Flugsteuerteil zu schaffen, welches einen Modellfolger-Flugsteuerteil beinhaltet. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, diese Drehmoment-Begrenzungsfunktion automatisch bereitzustellen, ohne Überwachung oder Eingreifen seitens des Piloten.
Erfindungsgemäß überwacht und vergleicht das IFFS, wenn eingeschaltet, die sensierten aktuellen Drehmomentwerte in aufeinander folgenden Echtzeitintervallen mit auf zeitabhängige Drehmomente-Grenzwerte bezogene Maximum- und Minimum-Werten, und bei einem aktuellen Drehmoment oberhalb der Grenze während eines vorbestimmten Zeitintervalls reduziert das IFFS automatisch den Kollektivachsenbefehl. Weiterhin modifiziert erfindungsgemäß das IFFS das Kollektivbefehlssignal mit einem Abwärts-Kollektivbefehlssignal, dessen Betrag proportional ist zu der festgestellten Drehmoment-Überhöhung. Weiterhin liefert erfindungsgemäß das IFFS ein Höhenfehler-Auswaschsignal an den Flugsteuerteil, um die Autorität der Höhenhaltefunktion bei Überdrehmomentzuständen zu reduzieren und dadurch den Konflikt zwischen dem Halten der Höhe auf einer eingestellten Höhe einerseits und dem von der Drehmoment-Begrenzungsfunktion gelieferten Abwärts-Kollektivbefehl andererseits zu beseitigen.
Weiterhin wird erfindungsgemäß die Höhenreferenz in dem Modellfolger-Höhenhaltesystem zwangsweise dazu gebracht, die erfühlte Ist-Höhe zu verfolgen, und die Höhen- und Raten-Fehlerrückkopplungswege werden aufgehoben, um Einschalt-Ausschalt-Einschwingvorgänge zu minimieren. Weiterhin ermöglicht erfindungsgemäß die IFFS-Drehmoment-Begrenzungsfunktion, dass der Pilot das Abwärts-Kollektivbefehlssignal dadurch übersteuert, dass er den kollektiven Verlagerungssteuerknüppel gegen eine Trimmung bewegt, während das kollektive AFFS eingeschaltet bleibt. Alternativ kann der Pilot die Steuerknüppel-Trimmung und das Vertikal-AFFS dadurch ausschalten, dass er einen kollektiven Trimmungs-Löseschalter drückt, der sich an dem Verlagerungssteuerknüppel oder in dessen Nähe befindet.
Die Kollektivachsenautorität des Feuer-Steuerteils des vorliegenden IFFS-Systems bildet eine Schnittstelle bezüglich des Modellfolger-Höhenhaltemodus des Flugsteuerteils. Die Kollektivachsen-Schnittstelle ist ähnlich der Implementierung in den anderen IFFS-Achsen und besteht aus einem Vertikalratenbefehl und einem Proportional-Vorwärts-Befehl. Die Feuer-Steuer-Kollektivautorität wird dann aktiviert, wenn der Höhenhaltemodus vom Piloten eingeschaltet wird, ansonsten ist sie inaktiv. Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion reduziert den Kollektivbefehl, wenn das erforderliche Motormoment das verfügbare Drehmoment übersteigt. Der Pilot kann diese Funktionen dadurch übersteuern, dass er den kollektiven Verlagerungssteuerknüppel auf der linken Seite des Cockpits bewegt. Der Pilot kann den Kollektiv-Steuerknüppel gegen die Trimmung bewegen, während er das Kollektiv-AFFS eingeschalfiet lässt, oder der Pilot kann die Steuerknüppeltrennung und das Vertikal-AFFS dadurch ausschalten, dass er den Kollektivtrimmungs-Freigabeschalter drückt (den Auslöseschalter unterhalb des Kollektiv-Steuergriffs).
Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion des vorliegenden IFFS-Systems begrenzt wenn sie eingeschaltet ist die Möglichkeit des Piloten, mehr Motorleistung anzufordern, als verfügbar ist, wenn das Flugzeug aggressive Manöver ausführt. Das abgefühlte Motor-Ist-Drehmoment wird verglichen mit einer voreingestellten oberen Drehmomentgrenze, die eine Funktion der Dichtehöhe ist. Das resultierende Referenzsignal repräsentiert ein Drehmomentfehlersignal, welches über sowohl einen proportionalen als auch einen Integralverstärkungsweg modifiziert und als Abwärts-Kollektiv-Modifikationsbefehlssignal an den Flugsteuerteil geliefert wird. Gleichzeitig mit dem Proportional- plus-Integral-Abwärtsbefehl liefert das IFFS außerdem die Ableitung des Motor- Drehmomentfehlersignals, die ebenfalls zu der Flugsteuerung zurückgeführt wird, um einen Dämpfungsterm zu erhalten.
Die IFFS-Drehmoment-Begrenzungsfunktion liefert nur ein Abwärts-Kollektiv-Modifikationsbefehlssignal, d. h. sie reduziert lediglich die Kollektiv-Zugriffsverlagerung, um Zustände zu großen Drehmoments zu verhindern. Sie erhöht den kollektiven Befehl nicht über den Wert hinaus, der von der Höhenhaltefunktion angefordert wird.
Diese sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher im Lichte der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer besten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines IFSS-Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein in höchstem Maße abstraktes funktionales Blockdiagramm der Steuerlogik des Systems nach Fig. 1;
Fig. 3 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Teils der Steuerlogik nach Fig. 2; und
Fig. 4 ist ein System-Blockdiagramm einer Ausführungsform, die in der Lage ist, die Steuerlogiksequenz auszuführen, die durch die Elemente der Fig. 2 und 3 veranschaulicht werden.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Gemäß Fig. 1 enthält das integrierte Feuer- und Flugsteuer-(IFFS-)System 10 gemäß der Erfindung ecn Primärflugsteuersystem (PFSS) 12, ein automatisches Flugsteuersystem (AFSS) 14 und ein IFfS 16. Das PFSS 12 und das AFSS 14 empfangen jeweils Verlagerungs-Befehlssignale von dem vom Piloten bedienten Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel 18, außerdem Kraftbefehlssignale von einer vierachsigen Seitenarmsteuerung 20. Der Verlagerungssteuerknüppel befindet sich typischerweise auf der linken Seite des Pilotensitzes und ist um einen Punkt 21 schwenkbar. Die Lage des Verlagerungssteuerknüppels wird von einem linearen variablen Differentialtransformator (LVDT) 22 erfühlt, der ein für die Steuerknüppellage kennzeichnendes elektrisches Signal über eine Leitung 23 an das PFSS und das AFSS gibt. Damit der Pilot ein taktiles Gefühl für die kollektive Last (die ansonsten bei einem "Drahtflug"-Steuersystem fehlt) erhält, gibt das PFSS ein Treibersignal über eine Leitung 24 an ein Servoteil 25, welches seinerseits den Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel 18 derart antreibt dass dieser dem Befehlssignal auf der Leitung 24 nachgeführt wird.
Der Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel enthält außerdem mehrere vom Piloten zu schaltende diskrete Signale, die über eine Leitung 26 geliefert werden und, zusammen mit den Signalen auf den Leitungen 23 und 24, auf Sammelleitungen 28 zu dem PFSS und dem AFSS gelangen, die außerdem die Ausgangs-Kraftsignale von der Seitenarmsteuerung über die Sammelleitungen 30 empfangen. Das PFSS, das AFSS und das IFFS 16 empfangen jeweils Sensorsignale von Flugzeugsensoren 32 über Leitungen 34. Diese Sensorsignale sind repräsentativ für die momentanen Ist-Werte ausgewählter Flugzeugparameter, darunter: Vertikalbeschleunigung, Vertikalrate, Radarhöhe, barometrische Höhe, Winkelgeschwindigkeit Fluglage und Geschwindigkeit.
Es sollte gesehen werden, dass der hier vorgenommene Bezug auf den Begriff Sammelleitungen ein figürlicher Ausdruck ist für die kollektiven Signalwege zwischen den verschiedenen Elementen des Systems 10. Wie dem Fachmann bekannt ist, können individuelle Signalwege aus leitenden Drähten bestehen, die aus Zweckmäßigkeitsgründen und/oder zum Schutz zu Kabeln gebündelt sind (die Sammelleitungen können sowohl gegen mechanische als auch gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt werden). Die "Sammelleitungen" können gleichermaßen aber auch digitale Signalbusse sein, so z. B. vom Typ MIL-STD-1553, ARINC 429,629 oder RS422.
Wie in dem bereits oben erwähnten US-Patent 5 263 662 beschrieben ist, besitzen das PFSS und das AFSS jeweils eine separate Gier-, Nick-, Roll- und Hubsteuerlogik für eine vierachsige Steuerung des Flugzeugs. Die Logik ist in PFSS-Steuermodulen 35-38 und AFSS-Steuermodulen 39-42 enthalten. Bei dem vorliegenden System 10 jedoch enthält das IFFS 16 zwar Gier-, Nick- und Rollsteuermodule 44-46 ähnlich den Modulen, die in der '662-Schrift beschrieben sind, es enthält aber darüber hinaus ein Hubsteuermodul 47, welches es dem IFFS ermöglicht, auch eine Vertikalachsensteuerung ebenso wie eine Gier-, Nick- und Rollachsenflugsteuerung des Flugzeugs bei der Zielaufnahme im durch den Piloten eingeleiteten gekoppelten Zielanflugmodus vorzunehmen. Innerhalb des PFSS empfangen die Steuermodulen 35-38 die Piloten-Befehlssignale für den Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel 18 und die Seitenarmsteuerung 20 über Leitungen 28, 30, außerdem die abgefühlten Parametersignale auf den Leitungen 34 über die Sammelleitungen 48. In ähnlicher Weise werden diese Signale innerhalb des AFSS über Leitungen 50 verteilt, um die Modulen 39 bis 42 zu steuern. Wie im Einzelnen in den vorgenannten US-Patenten 5 238 203 (Skoniczny et al); 5 263 662 (Fowler et al); 5 310 135 (Fowler et al) und 5 331 881 (Fowler et al) beschrieben ist, die hier sämtlich durch Bezugnahme inkorporiert sind, machen das PFSS und das AFSS jeweils Gebrauch von einem Modellfolgealgorithmus in jeder der vier Steuerachsen, um die von dem Piloten eingegebenen Befehle der Seitenarmsteuerung und des Lagerungs-Steuerknüppels so zu formen, dass das angestrebte Ansprechverhalten des Fluggeräts entsteht. Die Steuermodulen beider Systeme, die über Leitung 59 zusammengeschaltet sind, liefern kollektiv Rotor-Befehlssignale über PFSS-Ausgangsleitungen 52 zu der Flugzeugrotor-Mischfunktion 54. Ansprechend darauf veranlasst die Mischfunktion 54 eine Verlagerung der mechanischen Servos 56 und Gestänge 58, um die Spitzenbahnebene des Hauptrotors 60 zu steuern, und außerdem veranlasst sie eine Verlagerung der Heckrotorservos 52 und -gestänge 54 zum Steuern des Vorschubs durch den Heckrotor 66 des Flugzeugs.
Das IFFS empfängt zusätzlich zu den abgefühlten Flugzeugparametersignalen auf den Leitungen 34 Feuer-Steuerbefehlssignale von einem Feuer-Steuersystem 68 über Leitungen 70. Diese Signale werden über Sammelleitungen 71 an die IFFS-Steuermodulen 44-47 gegeben. Das Feuerleitsystem 68 gibt Feuer-Steuerbefehle ansprechend auf Zielpositionsdaten, die ihm von Zielpositions-/Winkeldateneingängen 72 über Leitungen 74 zugeführt werden. Die Zielpositions-/Winkeldaten können von einer Anzahl alternativer bekannter Quellen stammen, z. B. von Sichtlinienwinkel-Sensoren, Karten- und Positionsdaten, Infrarotsensoren, Lasersensoren und Radarsensoren.
Die IFFS-Steuermodulen 44-47 sind außerdem über Leitungen 51 an die Vierachsen-Steuermodulen innerhalb des PFSS und des AFSS angeschlossen. Wie oben beschrieben, beinhaltet jedes der verschiedenen Achsensteuermodulen einen Modellfolgealgorithmus. Für die Gier-, Nick- und Rollachsen ist der Modellfolgealgorithmus in das PFSS inkorporiert, welches die Hauptautorität für diese drei Achsen besitzt. In der Kollektivachse jedoch besitzt der mechanische Steuerknüppel primäre Autorität, so dass sich der Modellfolgealgorithmus in dem AFSS befindet, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Nunmehr auf Fig. 2 Bezug nehmend, die die funktionelle Verbindung der Hubachsen-Steuermodulen zeigt, nämlich 38, 42 und 47 des PFSS, des AFSS bzw. des IFFS, so wird als beste Ausführungsform des IFFS-Systems angesehen, dass die funktionellen Rollen des PFSS und des AFSS für Kollektivachsen- Steuermodulen gewechselt werden. Das PFSS ist in der Kollektivachsen- Steuerung im Wesentlichen eine vollmechanische Steuerung angesichts des Umstands, dass der Pilot einen Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel besitzt, während das AFSS die elektronischen Bestandteile der Flugsteuerung beinhaltet, einschließlich des Modellfolgealgorithmus. Das PFSS-Steuermodul 38 (Fig. 1) empfängt das Piloten-Befehlssignal, das über den Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel 18 eingegeben wurde, über die Leitung 28, wo es direkt an einen PFSS-Summierknoten 76 gegeben wird. Dort wird das vom Piloten vorgegebene Kollektivsteuersignal auf ein modifizierendes Kollektivsteuersignal addiert, das über eine Leitung 78 von dem AFSS auf den Summierknoten gelangt, wie im Folgenden detailliert erläutert werden wird. Das resultierende Summensignal wird zu lern aktuellen Kollektiv-Steuersignal, welches über Ausgangsleitungen 52 auf die Mischfunktion 54 gelangt.
Das AFSS-Steuermodul 42 empfängt die Vertikalbefehlssignale von dem Piloten über die Seitenarmsteuerung 20 über Leitungen 30, außerdem die sensierten Flugzeugparametersignale (von Sensoren 32, Fig. 1) über Leitungen 34. Das AFSS empfängt außerdem die diskreten vom Piloten eingegebenen Signale über die Leitungen 26; diese Eingaben beinhalten eine diskrete Eingabe "Höhe-halten" (markiert mit A), welches das AFSS-modifizierende Kollektivsteuersignal freigibt oder einschaltet (wenn "Höhe-halten" ausgewählt ist) oder sperrt (wenn "Höhe-halten" nicht ausgewählt ist), was das Erreichen des Summierknotens 76 angeht. Das Ergebnis besteht darin, dass, wenn "Höhe-halten" nicht ausgewählt ist das AFSS und damit die von dem IFFS-Steuermodul 47 kommenden drehmoment-begrenzenden Beschränkungsalgorithmen das vom Piloten vorgegebene Kollektivsteuersignal nicht modifizieren, so dass das Signal so, wie es ist, direkt an die Rotormischfunktion gegeben wird.
Beim normalen Betrieb kann der Pilot dadurch in das AFSS Vertikalgeschwindigkeits-Befehlinformation eingeben, dass er die Seitenarmsteuerung nach oben zieht oder nach unten drückt, um Aufstieg oder Absinken zu befehlen. Diese Befehlssignale werden innerhalb des AFSS einem Befehlsmodell 80 präsentiert, bei dem es sich um ein Nacheilfilter erster Ordnung handelt, welches das gefilterte Höhengeschwindigkeits-Befehlssignal auf Leitungen 82 an die inverse Fahrzeugmodelltransformation 82 und an Summierpunkte 83 und 84 gibt. Die Summierfunktion 83 empfängt außerdem ein proportionales Zusatzratensignal "Höhenfehler-Auswaschen" über die Leitung 85 von der Drehmoment-Begrenzungsfunktion 47 des IFFS. Das summierte Ergebnissignal wird auf einen Integrator 86 gegeben. Das inverse Modell 82 ist typischerweise eine Z-Modell-Transformation, die sich als Voreilfilter erster Ordnung ausführen lässt, wie dies ausführlicher in der zuvor erwähnten US-A-5 238 201 beschrieben ist, wobei das Filter eine Proportionalsignal-Darstellung eines modifizierten Vertikalverlagerungs-Befehlssignals auf der Leitung 88 an die AFSS-Ausgangs-Summierverbindung 90 gibt.
Der Integrator 86 integriert die Höhengeschwindigkeit des Änderungssignals aus dem Knoten 83 und liefert über Leitungen 92 einen Höhenbefehl an die Summierverbindung 94, wo das Integral mit der sensierten Ist-Höhe des Flugzeugs auf der Leitung 96 summiert wird, um das Summenergebnis als Höhenfehlersignal auf die Leitung 98 zu geben. Dieses Fehlersignal wird mit einem proportionalen Verstärkungsfaktor K1 100 multipliziert, und das proportionale Resultatsignal wird einem Summierknoten 102 angeboten. Das Fehlersignal wird außerdem mit einer Verstärkung K2 104 multipliziert und mit einem Integrator 106 integriert, um ein Integral-Höhensignal auf einen Summierknoten 108 zu geben. Schließlich summiert der Summierknoten 84 die Höhenänderungsgeschwindigkeit des Änderungssignals auf der Leitung 81 mit der sensierten aktuellen Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs auf der Leitung 110 und gibt auf eine Leitung 112 eine Höhengeschwindigkeit des Änderungsfehlersignals. Dieses Geschwindigkeits-Fehlersignal wird mit einer Verstärkung K3 114 multipliziert und auf einen Summierknoten 116 gegeben.
Das Netto-Summensignal von den Knoten 108 und 116 ist ein Proportionalplus-Integral-plus-Differential-Rückkopplungssignal, welches sukzessive an den Stellen 102 und 90 summiert wird, und das mit einem kollektiven Vorwärts-Befehlssignal auf Leitungen 118 von der Drehmoment-Begrenzungsfunktion des IFFS 47 summiert wird (Fig. 3). Wie im Folgenden in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird, ist dies ein Proportional-plus-Integral-plus-Differential-Signal, das über Leitungen 120 auf die Verbindung 94 gelangt. Das Summierergebnis der Verbindung 94 wird über Leitungen 51 dem PFSS-Modul 38 als modifizierendes Kollektivbefehlssignal angeboten. Innerhalb des PFSS wird es auf der Leitung 78 über die Begrenzungsschaltung 122 dem Summierknoten 76 zugeführt. Die Begrenzungsschaltung trennt das modifizierende Kollektivsignal auf in niederfrequente und hochfrequente Komponenten. Die niederfrequente Komponente wird ratenbegrenzt und über die Nachführlogik 124 gegeben, die dann den Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel über den Servo 25 zurücktreibt, um den Piloten mit dem notwendigen taktilen Gefühl für die volle kollektive Last zu versorgen. Die hochfrequente Komponente wird von 122 amplitudenbegrenzt und gelangt über die Leitung 78 zu der Verbindung 76, deren Summenausgang das modifizierte kollektive Steuersignal ist, welches der Rotormischfunktion 54 zugeführt wird.
Bezug nehmend auf die Fig. 2 und 3, empfängt das IFFS-Steuermodul 47 über Leitungen 26 ein diskretes Signal "LFFS eingeschaltet", welches bezeichnend ist für einen vom Piloten ausgewählten Waffenabfeuerungsmodus, zusammen mit einem vom Piloten ausgelösten diskreten Freibabesignal "Höhehalten". Wie im Folgenden anhand der Fig. 3 beschrieben wird, wird die Drehmoment-Begrenzungsfunktion gesperrt, wenn das IFFS-Freigabesignal nicht gesetzt ist. In ähnlicher Weise wird bei der besten Ausführungsform die Drehmoment-Begrenzungsfunktion nur freigegeben im Beisein eines Zustands "Höhe-halten", wenngleich dies eine ausgewählte Beschränkung ist, die bei verschiedenen Flugzeuganwendungen variieren kann.
Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion 126 innerhalb des kollektiven IFFS- Steuermoduls 47 empfängt außerdem Sensorsignale, welche repräsentativ sind für: das aktuelle sensierte Motordrehmoment auf Leitungen 127, die Dichtehöhe (eine Funktion der barometrischen Höhe und der Umgebungstemperatur) auf Leitungen 128, die Höhengeschwindigkeits-Rückkopplung auf Leitungen 129, die Höhenrückkopplung auf Leitungen 130 (obschon proportional zu dem Höhenfehler, kann das Höhenrückkopplungssignal in der Skalierung und in der Dynamik, die systemspezifisch sind, abweichen), und das Höhenfehlersignal auf Leitungen 131. Die Ausgangssignale von der Drehmoment-Begrenzungsfunktion sind das Höhenfehler-Auswaschsignal auf der Leitung 85 und das Kollektiv-Vorwärts-Befehlssignal auf der Leitung 118.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist ist das sensierte Motordrehmoment auf der Leitung 127 ein in Echtzeit gefühlter Wert des Motordrehmoments, wobei in einem Flugzeug mit mehr als einem Motor der Echtzeit-Durchschnittswert sämtlicher Motoren hergenommen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Betrag des Drehmomentsignals in einem Block 132 skaliert auf einen Prozentsatz des maximalen Drehmoments. Das Ergebnissignal wird anschließend über ein Nacheilfilter 134 geleitet, um hochfrequentes Rauschen zu beseitigen. Das gefilterte durchschnittliche Motordrehmoment-Signal von dem Nacheilfilter 134 wird über Leitungen 136 auf eine Vergleicherschaltung 138 gegeben, weiterhin auf einen Summierknoten 140 und ein Ableitungs-Nachfilter 142.
Der Vergleicher 138 enthält eine Datenbankfunktion 144, in der ein oder mehrere Drehmoment-Grenzsignale gespeichert sind, jeweils zugeordnet zu einem Referenzhöhenwert, und jeweils mit einem oder mehreren verschiedenen Betragsmaximum-Motordrehmomentwerten für ein oder mehrere vorbestimmte Zeitintervalle unterschiedlicher Dauer. Die Beträge der verschiedenen Maximum-Motordrehmomentwerte, die jedem Drehmoment-Begrenzungssignal zugeordnet sind, sind im Wesentlichen umgekehrt proportional zu der Dauer der zugehörigen vorbestimmten Zeitintervalle, so dass der maximale gewünschte Motordrehmomentwert abnimmt, wenn die Zeitdauer zunimmt. Das aktuelle Drehmomentsignal auf der Leitung 136 wird in dem Vergleicher 138 verglichen mit zwei ausgewählten, zeitlich abhängigen Drehmomentgrenzen, die als für die speziellen Flugzeug-Flugprofile anwendbar angesehen werden; die eine Grenze hat eine kürzere Zeitdauer und eine größere Drehmomentwertgrenze, das andere hat eine längere Zeitdauer und eine kleinere Drehmomentwertgrenze.
Das Ist-Drehmomentsignal wird bei 146 und 148 mit der ersten bzw. der zweiten Grenze verglichen, die hier zum Zweck der Beschreibung eine Dauer von zwei bzw. zehn Minuten haben sollen. Die Drehmomentgrenzwerte, welche für diese Zeitintervalle eingerichtet sind, basieren typischerweise auf empirischen Motordaten für bekannte Dichtehöhen-Bedingungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Datenbankfunktion 144 die Relation zwischen dem Dichtehöhen-Wert, aufgezeichnet entlang der Abszisse (oder horizontalen Achse) in Werten zwischen null und sechzehntausend Fuß (16K) in Drehmomentwerten entlang der Ordinate (oder Vertikalachse) zwischen einem Minimumwert von etwa 80% und einem maximalen Drehmoment bis hin zu 140% des Maximum-Drehmoments fest. Die Kurven sind mit Zeitspannen markiert, wobei eine maximale kontinuierliche Kurve als Kurve dargestellt ist, welche niedrigere Betrags-Drehmomentwerte mit niedrigeren Höhenwerten korreliert. Bleibt der sensierte aktuelle Drehmomentwert oberhalb der Zwei oder Zehn- Minuten-Grenzen, so wird dieser Grenzwert der "Wähle Maximalwert"-Funktion 150 angeboten. Die "Wähle Maximalwert"-Funktion sorgt für ein Zeit-aus des zu der zweiminütigen Dauer (beispielsweise) gehörigen Intervalls. Bleibt das aktuelle Drehmoment oberhalb der kurzzeitigen Grenze für dieses Intervall (d. h. wenn die Zeit an der Grenze abläuft), so wird der Drehmomentgrenzwert ausgeblendet, und es wird durch den "Auswählen-Maximum"-Block eine niedrigere Drehmomentgrenze ausgewählt, im vorliegenden Beispiel die zehn Minuten dauernde Zeitgrenze. Die Auswahlfunktion sucht die höchste verträgliche Drehmomentgrenze als ihren Referenz-Grenzwert. Wenn daher das aktuelle Motordrehmoment innerhalb der Drehmomentgrenze bleibt, die durch das Zehn-Minuten-Intervall eingerichtet ist, so liefert der Block "Maximum- Auswahl" die Zehn-Minuten-Intervall-Transferfunktion als die Drehmoment- Referenzgrenze auf die Leitung 152. Im Zustand andauernden Überdrehmoments weist die "Auswahl-Maximum-Funktion" sequentiell sämtliche Intervallzeitdauer-Grenztransfers für ein höheres Drehmoment zurück und richtet den Dauerzeit-Minimum-Drehmomentwert als Grenzbedingung ein. Typischerweise liefert die Dauerzeit-Betriebskurve maximale Drehmomentgrenzen von etwa 80% bei Höhen bis zu 40.000 Fuß und weniger als 80% Drehmoment für Höhen bis hin zu 16.000 Fuß.
Das Referenz-Drehmoment-Grenzsignal auf der Leitung 152 wird von der Verstärkungsfunktion 154 skaliert (z. B. 0,95), um eine Grenze unterhalb der ausgewählten Drehmomentgrenze auf der Leitung 156 zu haben. Die skalierte Grenze wird dann an einem Summierpunkt 140 verglichen mit dem aktuellen Drehmomentsignal auf der Leitung 136, um auf eine Leitung 158 ein Drehmoment-Fehlersignal zu geben, was der Differenz zwischen jenen beiden Signalen entspricht. Das Drehmoment-Fehlersignal wird mit einer negativen Verstärkung 160 (typischerweise -0,1) multipliziert und von einem Integrator 162 integriert, welcher nur arbeitet wenn das IFFS-System eingeschaltet ist, was über 164 signalisiert wird. Das Integral-Ausgangssignal wird auf negative Werte beschränkt. In anderen Worten: Es werden nur Abwärts-Kollektivbefehle von dem Begrenzer 166 vorbeigelassen. Typische Grenzbereiche reichen von -50% bis hin zu 0%. Dies wird über die Leitung 168 an den Summierknoten 170 gegen.
Das Drehmoment-Fehlersignal auf der Leitung 158 wird mit einer negativen proportionalen Verstärkung 172 multipliziert und zusammen mit dem differenzierten Ist-Drehmomentsignal, welches mit einer proportionalen Verstärkung 176 multipliziert wurde, auf einen Summierpunkt 174 gegeben. Das summierte Ergebnissignal des Punkts 174 ist ein Proportional-plus-Raten-Signal, welches über ein Tiefpassfilter 180 auf den Summierpunkt 170 gelangt. Das Summen-Ergebnissignal des Punkts 170 ist dann ein Proportional-plus-Integralplus-Raten-Signal, das über Leitungen 182 auf einen Begrenzer 184 gegeben wird, der nur ein Summensignal-Ergebnis mit einem Betrag zwischen ausgewählten negativen Grenzen bereitstellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Grenzen gewählt zu minus 50% und null Prozent, so dass lediglich Abwärts-Kollektivbefehle durchgelassen werden. Das Abwärts-Kollektivsignal wird dann über einen transientenfreien Schalter 186 gegeben, der von dem diskreten Signal "Drehmomentbegrenzung freigeben" 188 gesteuert wird. Dieses Drehmomentbegrenzungs-Freigabesignal ist wahr (oder eingeschaltet), wenn sowohl der Höhen-Haltezustand als auch der IFFS-Einschaltzustand wahr sind und das Drehmoment-Fehlersignal auf der Leitung 158 größer als null ist. Ist das diskrete Freigabesignal 188 wahr, so gelangt das Abwärts-Kollektivbefehlssignal über die Leitung 190 als Proportional-plus-Integral-plus- Raten-Signal auf den Summierknoten 192.
Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion stellt von sich aus das Abwärts-Kollektivsteuersignal bereit, um das aktuelle Motordrehmoment zu reduzieren, während das Höhen-Haltesystem eine Drehmomentzunahme anweisen kann, um die Einstellpunkt-Höhe zu halten. Um zu verhindern, dass diese beiden Funktionen miteinander in Konkurrenz treten und die Leistungsfähigkeit des jeweils anderen Systems stören, stellt die vorliegende Erfindung ein Löschsignal bereit, welches im Endeffekt das Höhen-Halte-System dann neutralisiert, wenn die Drehmoment-Begrenzungsfunktion freigegeben ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, geschieht dies dadurch, dass das AFSS-Hähen-Rückkopplungssignal 194 multipliziert wird mit einer negativen Proportionalverstärkung (typischerweise minus 1,0) 196, um den gesamten Höhen-Rückkopplungsweg zu beseitigen. Das negative Rückkopplungssignal gelangt dann über eine Ausblendfunktion 198, um Transienten-Signalzustände zu verhindern. Das negative Höhen-Rückkopplungssignal wird einem Summierknoten 200 präsentiert. In ähnlicher Weise wird das AFSS-Höhenraten-Rückkopplungssignal 102 von einer negativen Proportionalverstärkung 203 (typischerweise minus 0,50) multipliziert und über eine ähnliche Ausblendschaltung 206 auf einen zweiten Eingang des Summierknotens 200 gegeben (das AFSS-Höhenratensignal wird nur um 50% beseitigt, im Gegensatz zu den 100% für das Höhen-Rückkopplungssignal). Das Ausgangssignal des Summierknotens 200 wird einem Punkt 192 zugeführt, der das Ausgangs-Summensignal über die Leitung 118 (Fig. 2, 3) als Kollektiv-Vorwärtsbefehl für eine Abwärts-Kollektivsteuer liefert.
Zur weiteren Steigerung der Leistungsfähigkeit zwingt die Drehmoment-Begrenzungsfunktion des vorliegenden IFFS-Systems die AFSS-Modellfolger- Höhenreferenz, der aktuellen gefühlten Höhe zu folgen, wodurch Höhenfehler "ausgewaschen" werden. Dies geschieht dadurch, dass das Höhenfehlersignal 208 mit einer negativen Proportionalverstärkung (typischerweise minus 10,0) 210 multipliziert und das Ergebnis über eine Ausblendschaltung 212 auf die Leitung 85 (Fig. 2, 3) als Höhenfehler-Auswaschsignal gegeben wird.
Die bisherige Beschreibung der vorliegenden IFFS-Systemfunktionen bezog sich auf funktionelle Blockdiagramme unter Verwendung der Frequenzdomänen-Schreibweise. Der Fachmann erkennt aber, dass diese Funktionen in ihrer offenbarten Form entweder in Spezial-Hardwareverschaltung realisiert werden können oder - vorzugsweise - als programmierte Software-Routinen, die in einer Elektronik-Steuerungs-Ausführungsform auf Mikroprozessorbasis ausgeführt werden können. Nach Fig. 4 werden bei einer beispielhaften Ausführungsform einer Steuerung 214 auf Mikroprozessorbasis, geeignet zur Implementierung der IFFS-Systemsteuer-Modulfunktionen, die Eingangssignalleitungen 28, 30, 34 und 70 von dem Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel 18, der Seitenarmsteuerung 20, den Sensoren 32 und der Feuer-Steuerung 68 an einem Eingangsport 216 aufgenommen, das Analog-Digital-Wandler (nicht dargestellt), einen Frequenz-Digital-Wandler (nicht dargestellt) und andere derartige Signalkonditionierfunktionen enthalten kann, so wie sie der Fachmann als notwendig erkennt zum Umwandeln des aktuellen IFFS-Signalformats in digitales Signalformat.
Das Eingangsport ist über einen Bus 218 an eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 220, an einen Speicher 222 und an ein Ausgangsport 224 angeschlossen. Wie bekannt, sorgt der Bus für einen Signaltransfer zwischen den Elementen der Mikroprozessorsteuerung. Die CPU 220 kann irgendein Typ eines bekannten Mikroprozessors mit Leistungsmerkmalen sein, die dem Fachmann geeignet erscheinen für Ausführung der Erfindung in der beschriebenen Weise. in ähnlicher Weise ist der Speicher 222 von bekanntem funktionellen Typ, ist beispielsweise ein RAM, ein UVPROM oder ein EEPROM, wie es dem Fachmann geeignet erscheint. Das Ausgangsport 224 liefert: die PFSS-Ausgangssignale über Leitungen 52 an die Rotormischfunktion, das Rücklaufsignal von dem PFSS zu dem Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel über Leitungen 28, die Rückkehrsignale von dem AFSS zu der Seitenarmsteuerung über Leitungen 30, und die ausgetauschten Nachrichten zwischen dem IFFS und der Feuer- Steuerung über Leitungen 70. Das Ausgangsport kann (nicht gezeigte) Digital- Analog-Wandler, (nicht gezeigte) Parallel-Serien-Wandler und einen (nicht gezeigten) diskreten Ausgangstreiber enthalten.
Das IFFS gemäß der Erfindung schafft eine vierachsige Steuerung (Nicken, Rollen, Gieren und Kollektiv oder Hub). Die IFFS-Steuergesetze sind mit den hochentwickelten Flugsteuergesetzen des grundlegenden Drehflüglers integriert. Diese Steuergesetzmäßigkeiten werden in der Nick-, der Roll-, der Gier- und in der Kollektiv-Steuerachse implementiert. Im Allgemeinen erzeugen die IFFS-Steuergesetze Rumpfachsen-Winkelgeschwindigkeits- (oder Vertikalgeschwindigkeits-)Befehle, welche Befehlsmodelle in dem IFFS treiben, außerdem Vorwärtsbefehle, die auf die AFSS-Ausgangsbefehle summiert werden.
Die Kollektivachse der IFFS-Steuergesetze unterstützt die Abfeuerung sowohl von geführten als auch von ungeführten Waffen, indem sie eine Motordrehmoment-Begrenzung vornimmt. Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion reduziert die Kollektivsteuerung dann, wenn das angeforderte Motordrehmoment das verfügbare Drehmoment übersteigt. Die Drehmoment-Begrenzungsfunktion bildet eine Schnittstelle zu dem Modellfolger-Höhen-Halte-Modus, so dass dann, wenn die Funktion "Höhe-halten" nicht eingeschaltet ist, der Drehmoment-Begrenzungsmodus inaktiv ist. Der Pilot kann diese Funktionen dadurch übersteuern, dass er den Verlagerungs-Kollektivsteuerknüppel auf die linke Seite des Cockpits bewegt. Der Pilot kann den Kollektivsteuerknüppel gegen die Trimmung bewegen, während er das kollektive AFSS eingeschaltet lässt, oder der Pilot kann die Steuerknüppeltrimmung und das Vertikal-AFSS durch Drücken eines Kollektiv-Trimm-Freigabeschalters sperren (das ist der Auslöseschalter unter dem Kollektivsteuerknüppel-Griff).
Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit deren bester Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, so erkennt der Fachmann dennoch, dass verschiedene Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen bezüglich Form und Einzelheiten der offenbarten Ausführungsform möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche festgelegt wird.

Claims

1. Integrierte Feuer- und Flugsteuer-(IFFS-)Vorrichtung (10) zum Steuern des Ansprechverhaltens eines mit Waffen ausgerüsteten Drehflüglers auf durch vom Piloten betätigbare Steuerungen vorgegebene Manöver, wobei die Steuerungen einen kollektiven Verlagerungsknüppel (18) zum Vorgeben einer Änderung der gesteuerten Drehflügler-Flächen und einen oder mehrere durch den Piloten betätigbare Schalter zur Schaffung einer auswählbaren Aktivierung von IFFS-Betriebsarten, einschließlich einer Höhenhaltebetriebsart und einer Waffenabfeuerbetriebsart aufweisen, wobei das Flugzeug Sensoren (32) aufweist, um Sensorsignale bereitzustellen, welche kennzeichnend sind für die aktuellen Werte der Flugzeug-Betriebsparameter, und das Flugzeug außerdem eine Quelle für Waffenlösungs- Befehlssignale enthält, die kennzeichnend sind für Betriebsparameterwerte, die als wünschenswert für die Optimierung des Flugzeugbetriebs in der Waffenabfeuerbetriebsart angesehen werden, umfassend:

eine Flugsteuereinrichtung (12, 14, 16), die ansprechend auf die vom Piloten betätigbaren Steuerungen, auf die Sensorsignale und auf ihr präsentierte Feuer-Steuersignale arbeitet und eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinrichtung zum Speichern von Signalen enthält, die repräsentativ sind für einen oder mehrere Flugsteueralgorithmen, die laufende Sollwerte von ausgewählten Flugzeugbetriebsparametern ansprechend auf laufende Werte der Sensorsignale und des Feuer-Steuersignals vorschreiben, wobei die Flugsteuereinrichtung (12, 14, 16) Flugsteuersignale liefert zum Modifizieren von durch den Piloten vorgegebenen Änderungen bezüglich der gesteuerten Drehflügler-Flächen in Abhängigkeit der laufenden Sollwerte der Flugsteueralgorithmen; und

eine Feuer-Steuereinrichtung (68), die auf die vom Piloten betätigbaren Steuerungen, auf die Sensorsignale und auf die Waffenlösungs-Befehlssignale anspricht, um in der Waffenabfeuerbetriebsart das Feuer-Steuersignal an die Flugsteuereinrichtung (12, 14, 16) zu liefern, um die derzeitigen Sollwerte und die Flugsteuersignale in Abhängigkeit der Waffenlösungs- Befehlssignale zu verändern;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensorsignale das Ist-Motordrehmoment und die Ist-Höhe beinhalten;

die Flugsteuersignale ein Kollektivachsen-Befehlssignal zum Modifizieren von durch den Piloten vorgegebenen Änderungen der Flugzeug-Kollektivachse ansprechend auf einen laufenden Soll-Höhenwert beinhalten, wobei die Feuer-Steuereinrichtung (68) eine Referenzquelle für Drehmoment-Begrenzungssignale aufweist, die jeweils einen maximalen Drehmomentwert für einen zugehörigen Höhenwert kennzeichnen, wobei die Feuer-Steuereinrichtung (68) die Sensorsignale für das Ist-Drehmoment und die Ist-Höhe vergleicht mit dem Drehmoment-Begrenzungssignal der entsprechenden Höhe und, wenn ein Drehmoment-Ist-Signalwert größer ist als das Drehmoment-Begrenzungssignal, die Feuer-Steuersignale präsentiert, um auf diese Weise das Kollektivachsen-Befehlssignal derart zu modifizieren, dass es die Ist-Höhe des Flugzeugs verringert.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei dem die Flugsteuereinrichtung (12, 14, 16) aufweist:

eine Primärflugsteuersystem-(PFSS-)Einrichtung (12), die auf die vom Piloten betätigbaren Steuerungen und auf die Flugsteuersignale anspricht, um vom Piloten vorgegebene Änderungen der gesteuerten Flächen des Drehflüglers in Abhängigkeit des Kollektivachsen-Befehlssignals zu modifizieren; und

eine automatische Flugsteuersystem-(AFSS-)Einrichtung (14), welche die erwähnten Flugsteueralgorithmen enthält, um das Kollektivachsen-Befehlssignal an die PFSS-Einrichtung (12) zu geben,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Flugsteueralgorithmen eine Modellfolger-Transferfunktion verkörpern, um die laufenden Sollwerte ansprechend auf die Sensorsignale bereitzustellen.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der die Modellfolger-Transferfunktion eine Z-Transformation beinhaltet.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei der

die AFSS-Einrichtung (14) in einer Höhenhaltebetriebsart das Kollektivbefehlssignal gemeinsam ansprechend auf die laufenden Sollwerte und ein Höhenfehlersignal, das proportional ist zu der Differenz aus dem Betrag des aktuellen Höhen-Sensorsignals und einen Referenz-Höhensignalwert, liefert; und

die Feuer-Steuereinrichtung in der Höhenhaltebetriebsart weiterhin die Feuer-Steuersignale in einer solchen Weise liefert, dass der Betrag des Höhenfehlersignals im Wesentlichen minimiert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Feuer-Steuersignale außerdem ein Höhen-Auswaschsignal enthalten, welches den Betrag Höhenfehlersignals im Wesentlichen minimiert.

6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der:

die Referenzquelle für Drehmoment-Begrenzungssignale auf das aktuelle Höhen-Sensorsignal anspricht, um ein oder mehrere der Drehmoment-Begrenzungssignale für jeden aus einer Mehrzahl von Referenz-Höhenwerten bereitzustellen, wobei jedes genannte Drehmoment-Begrenzungssignal in Verbindung mit einem gemeinsamen Referenz-Höhenwert einen oder mehrere Maximal-Drehmomentwerte aufweist, jeweils in Verbindung mit einer anderen vorbestimmten Zeitintervall-Dauer; und wobei

die Feuer-Steuereinrichtung (68) das aktuelle Drehmoment-Sensorsignal in im Wesentlichen Echtzeit-Abtastintervallen mit solchen Drehmoment- Begrenzungssignalen vergleicht, die zu Referenz-Höhenwerten gehören, welche dem tatsächlichen Höhenwert nahe kommen, und die Feuer-Steuersignale derart bereitstellt, dass das Kollektivachsen-Befehlssignal ansprechend darauf modifiziert wird, dass der aktuelle Drehmoment-Sensorsignalbetrag größer ist als der maximale Drehmomentwert für eine Zeitdauer, die gleich oder größer ist als das vorgegebene Zeitintervall, welches zu dem maximalen Drehmomentwert gehört.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, bei der der Betrag der Maximum- Drehmomentwerte für einen gemeinsamen Referenz-Höhenwert sich etwa umgekehrt proportional zu der Dauer des zugehörigen vorbestimmten Zeitintervalls ändert.

8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Referenzquelle für Drehmoment-Begrenzungssignale eine Datenbankeinrichtung aufweist, um eine Mehrzahl der Drehmoment-Begrenzungssignale zu speichern, wobei jedes Drehmoment-Begrenzungssignal einem zugehörigen Wert von mehreren unterschiedlichen Referenz-Höhenwerten zwischen einer Minimum-Höhe bis hin zu einer Maximum-Höhe zugeordnet wird, und jedes Drehmoment-Begrenzungssignal einen anderen Maximum-Drehmomentwert für jedes von verschiedenen vorbestimmten Zeitintervallen aufweist, die zu dem gleichen Referenz-Höhenwert gehören, wobei der Betrag der Maximum-Drehmomentwerte für jedes Drehmoment-Begrenzungssignal sich im Wesentlichen umgekehrt proportional zu der Dauer der zugehörigen vorbestimmten Zeitintervalle ändert, und wobei

die Feuer-Steuereinrichtung (68) den aktuellen Drehmomentwert in Echtzeit mit aufeinander folgenden einzelnen Drehmoment-Begrenzungssignalen vergleicht reichend von dem Wert, der zu einem Referenz-Höhenwert gehört, der der aktuellen Höhe nahe kommt, bis hin zu dem Wert, der zu nachfolgend niedrigeren Referenz-Höhenwerten gehört, und dasjenige der Drehmoment-Begrenzungssignale auswählt, deren Maximum- Drehmomente größer sind als der aktuelle Drehmomentwert während der Dauer ihrer zugehörigen vorbestimmten Zeitintervalle, wobei die Feuer- Steuereinrichtung (68) an die Flugsteuereinrichtung (12, 14, 16) ein Kollektiv-Abwärtssignal liefert, um eine Verringerung der Flugzeughöhe um einen Betrag zu veranlassen, der proportional ist zu dem Differenz-Höhenwert zwischen der aktuellen Höhe und demjenigen Referenz-Höhenwert, der zu dem ausgewählten Drehmoment-Begrenzungssignal gehört.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, bei der

die Referenzquelle ein Standard-Drehmoment-Begrenzungssignal bereitstellt, welches ein Drehmomentwert mit minimalem Betrag und einer durchgehenden vorbestimmten Zeitintervalllänge aufweist;

die Steureinrichtung ansprechend darauf, dass der aktuelle Drehmoment größer ist als die maximalen Drehmomentwerte für jedes Drehmoment- Begrenzungssignal, das Standard-Drehmoment-Begrenzungssignal auswählt.

10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, bei der die kontinuierliche vorbestimmte Zeitintervalllänge des Standard-Drehmoment-Begrenzungssignals einen Maximum-Drehmomentwert aufweist, der im Wesentlichen 80% des maximalen Motor-Nenndrehmoments bei Höhen von etwa bis zu 4000 Fuß und weniger als 80% des maximalen Motor-Nenndrehrnoments für Höhen im Wesentlichen bis hin zu 16.000 Fuß aufweist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Flugsteuereinrichtung (68) das Kollektiv-Abwärtssignal in der Höhenhaltebetriebsart bereitstellt.

12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Drehmoment-Begrenzungssignale von einer Minimum-Referenzhöhe von etwa null Fuß mit einem Maximum-Drehmomentwert von etwa gleich 140% des maximalen Motor-Nenndrehmoments bis hin zu einer maximalen Referenzhöhe von im Wesentlichen 16.000 Fuß bei einem maximalen Drehmomentwert von etwa 80% des maximalen Motor-Nenndrehmoments reichen.

13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, bei dem die Feuer-Steuereinrichtung das Kollektivachsen-Befehlssignal nicht erhöht, um die Höhe des Flugzeugs über jene Höhe hinaus zu steigern, die durch die Höhenhaltebetriebsart gefordert wird.