不同eVTOL整机的飞行操纵方案比较

eVTOL 2025-08-24 18:32
报名-2025垂直起降变革技术研讨会(深圳,8月29日)

动力升降机eVTOL飞机为飞行控制工程师带来了一系列新的机遇和挑战。具体来说,这种飞机是旋翼和固定翼飞机的混合体,在起飞和着陆阶段能够像直升机一样悬停,并在巡航阶段过渡到固定翼模式,最终提高巡航效率,并提供完成远程任务的能力。然而,其中存在无缝统一两种飞机配置的挑战,特别是固定翼飞机和旋翼飞机的飞行控制系统具有截然不同的控制方案。传统固定翼飞机的控制输入使用:(1)用于横滚和俯仰控制的单个控制杆(INCEPTOR),(2)用于方向舵控制的脚踏板,以及(3)用于控制推力输出的油门杆。相反,旋翼飞机使用:(1周期杆,(2)反扭矩踏板和(3总距杆作为其三个主要的飞行控制输入。新的动力升降飞机系列具有这两种飞机的一些特点,这使得它们的设计和飞行具有挑战性。

由于其商业竞争性,各种eVTOL飞机飞行控制方案的信息有限。下表对不同eVTOL飞机使用的一些Inceptor控制方案进行了深入的比较。


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上表每架飞机采用不同的飞行控制输入和逻辑,为飞行员带来了截然不同的飞行体验。然而,一个共同点是,所有四种飞行控制方案都消除了用于偏航方向控制的传统脚踏板:一些将偏航控制重新分配给主(右侧)inceptor。四种飞行控制方法的另一个共同趋势是,优势侧(右手)至少控制三个轴,而非优势(左手)则只控制一个轴或没有轴。此外,每种控制输入方法的飞行控制器逻辑因每架飞机而异。例如,拉回右侧Inceptor会使Beta ALIA 250飞机向上倾转,而这一动作会改变Joby S4飞机的高度,而不会改变其姿态。这是通过其飞行控制器系统内的高度自动化实现的。


Joby:采用基于F-35B喷气式战斗机的统一飞行控制系统。该设计得到了30年研究的支持,并考虑了Harrier Jet的传统经验教训。他们的设计也通过与美国空军敏捷Prime计划合作,从军事飞行员那里获得反馈而得到改进。


Archer:其飞行控制也受到了F-35B的启发。值得注意的是,有人提到包括人为因素(HF)专家作为设计团队的一部分。考虑的一些HF包括(1)认证,(2)显示器的可用性,(3)控制和系统逻辑,(4)飞行员工作量和态势感知,5)入口和出口,以及(6)紧急出口。有人强调,他们的设计过程包括多试点系统可用性评估,以改进设计迭代。除了安全性,设计还需要考虑业务方面——一种允许为各种类型客户进行无缝定制的设计。




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