基于状态的设计有两个主要好处,它解决了配置更改的问题,这些问题被详细描述为一些倾转旋翼机事故的因果因素。
状态/轨迹控制可以消除飞行员在纵向和垂直轴上进行配置转换的控制策略变化。
基于状态的控制可以促进配置更改的自动化,消除对短舱/塔架手动控制的需要,并将垂直和纵向任务减少到只有两个飞行控制。
然而,正如作者在FAAVE和其他仿真研究中发现的那样,这些现代控制概念有其自身的问题,总结如下。
在传统飞机中,飞行员执着于姿态/轴控制,必须在回路状态/矢量控制中学习飞行员的新观点,这可能涉及各种与Inceptor输入没有明显相关性的姿态调整,以实现指令轨迹。
为了获得良好的攻击性和精确性,横向和纵向控制最好映射在同一个Inceptor上,这在基于状态的设计和配置更改中经常会发生冲突:
-飞机模式下的俯仰和横滚
-垂直起降模式下的横向和纵向平移
更高的自动化涉及几个平衡(如下图),当理解这些平衡时,将推动评估指标。
-工作量可能在身体和认知之间变化,或转移到不同的飞行阶段——飞行员意图的解释可能会对分散注意力的操作产生不利影响
-对模式感知的要求更高,对飞行显示器上集成飞行控制提示的依赖性也更大
-基于反向轴的控制失败意味着更大的风险和驾驶培训要求。
空对地飞行控制逻辑变化至关重要,特别是对于地面滑行、短距起降(STOL)或常规起降(CTOL)。
许多候选设计在垂直和水平纵轴上采用基于状态的控制,但在横向和方向轴上依赖于姿态/轴控制。然而,一些eVTOL设计提出将方向控制集成到侧杆Inceptor上,随之而来的是轴之间的控制污染问题。
基于状态的飞行控制设计新的新型Inceptor和Inceptor映射出现的潜在影响尚未完全清楚,但FAA和NASA正在集中精力更好地了解与这些飞行控制概念相关的风险。这些控制创新与电动推进相结合,代表了FAA在飞机认证方面的陡峭学习曲线,但在与潜在申请人密切协商后,FAA正试图接受这一创新,同时避免倾转旋翼机调查中强调的不成熟设计造成的事故。

基于状态的控制如何模糊分层现代先进飞行控制设计的界限
