本公開的實施例總體涉及用于飛行器的陣風補償系統(tǒng)和方法，并且涉及可以用于機械減小陣風對飛行器的影響的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

飛行器經(jīng)常遇到大氣湍流，諸如空氣的平均或均勻流動在風速和/或方向上的迅速變化。例如，大氣湍流可以包括但不限于，風切變、風梯度、晴空湍流、尾流湍流、氣穴等。大氣湍流可以包括水平和豎直的風切變或陣風。豎直風切變或陣風一般發(fā)生在較高水平的大氣下并且在豎直表面(諸如山脈)以上或者附近。水平切變可以發(fā)生在氣象峰或者沿海區(qū)域附近。只要有可能，飛行員就盡力避免在湍流狀況下飛行。

在飛行期間，商用運輸飛行器經(jīng)常以正常巡航配置操作，該配置最小化或以其它方式減小燃料消耗。在正常巡航配置中，飛行器的各個控制表面可以縮回或處于最小化或以其它方式減小阻力的其它這種位置。然而，巡航配置不可以良好地適于補償機翼和其它飛行器表面上由陣風引起的結構載荷。

空氣動力有效的控制表面配置不可以良好地適于處理陣風。飛行器被要求滿足由聯(lián)邦航空局(FAA)規(guī)定的離散陣風載荷標準。因此，當飛行器遇到陣風時，一個或多個控制表面被偏轉。簡而言之，某些機翼配置優(yōu)選地使陣風載荷重新分布。以此方式，代替通過給飛行器增加結構重量來提供充足的陣風載荷設計裕度，可以在重新配置控制表面以補償陣風載荷時要求更少的結構。然而，雖然用偏轉的控制表面來使飛行器飛行關于陣風載荷在結構上是重量有效的，但是這種陣風配置不是燃料高效的，因為偏轉的表面引起了阻力。

總之，飛行器上的總載荷包括：“1g載荷”，其表示一般在直線水平未加速的飛行中持續(xù)的力和力矩；機動載荷，其是從直線水平未加速的飛行的臨時的飛行員命令偏差的結果；陣風載荷，其是大氣湍流的結果。

進一步地，飛行器可以包括一個或多個監(jiān)視系統(tǒng)，其檢測陣風以便減輕載荷。例如，載荷系數(shù)可以用作陣風的指示符并且用于重新配置飛行器的控制表面。然而，這種信號不可以區(qū)分有意的飛行器機動和陣風。進一步地，使用載荷系數(shù)一般要求飛行器穿過陣風并且在控制表面能夠被重新配置之前響應于陣風。因此，將載荷系數(shù)用作反饋信號不會在峰值載荷之前為待被最優(yōu)重新配置的控制表面提供充足的時間。

因此，需要一種有效地配置飛行器以補償陣風的系統(tǒng)和方法。需要一種抗陣風又不會增加飛行器的總結構重量的系統(tǒng)和方法。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的某些實施例提供陣風補償系統(tǒng)，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷。陣風補償系統(tǒng)可以包括安裝到飛行器上的傳感器子系統(tǒng)。傳感器子系統(tǒng)經(jīng)配置以輸出一個或多個信號。陣風補償系統(tǒng)還可以包括陣風信號子系統(tǒng)，其經(jīng)配置以接收來自傳感器子系統(tǒng)的(多個)信號并且基于對(多個)信號的分析生成陣風信號。陣風估計子系統(tǒng)經(jīng)配置以響應于陣風估計信號輸出陣風信號以移動控制表面。在至少一個實施例中，傳感器子系統(tǒng)可以包括臨近飛行器的前部的第一傳感器，以及經(jīng)配置以輸出第二信號的第二傳感器，其中第一傳感器經(jīng)配置以輸出第一信號。陣風信號子系統(tǒng)經(jīng)配置以接收第一和第二信號并且基于對第一和第二信號的分析生成陣風信號。

本公開的某些實施例提供陣風補償系統(tǒng)，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷。陣風補償系統(tǒng)可以包括臨近飛行器前部的第一傳感器。第一傳感器經(jīng)配置以輸出第一信號。第二傳感器經(jīng)配置以輸出第二信號。第二傳感器可以利用與第一傳感器的感測機制不同的感測機制。陣風信號子系統(tǒng)經(jīng)配置以接收第一和第二信號并且基于對第一和第二信號的分析而生成陣風信號。陣風信號子系統(tǒng)可以經(jīng)配置以輸出陣風信號以響應于陣風信號移動控制表面。在至少一個實施例中，不同的傳感器，諸如預測傳感器或壓力孔傳感器，可以向陣風信號子系統(tǒng)提供信號。在至少一個其它實施例中，不是兩個傳感器，而是單個傳感器可以用于與陣風信號子系統(tǒng)連接。

本公開的某些實施例提供陣風補償系統(tǒng)，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷。陣風補償系統(tǒng)可以包括臨近飛行器的前部的第一傳感器。第一傳感器經(jīng)配置以輸出第一信號。第二傳感器可以位于飛行器的前部的遠側(即，第二傳感器比第一傳感器離飛行器的前部更遠)。第二傳感器經(jīng)配置以輸出第二信號。陣風信號子系統(tǒng)可以經(jīng)配置以接收第一和第二信號并且基于對第一和第二信號的分析而生成陣風信號。陣風信號子系統(tǒng)可以輸出陣風信號以響應于陣風信號超過載荷減輕閾值而修改載荷參數(shù)信號(諸如正常加速信號、攻角信號、載荷信號、壓力信號、升力信號等)。

根據(jù)陣風信號修改的載荷參數(shù)信號可以引起飛行器的控制表面從正常配置改變?yōu)殛囷L載荷減小配置。在至少一個實施例中，該系統(tǒng)可以包括載荷減輕(LA)子系統(tǒng)，其經(jīng)操作耦接到飛行器的一個或多個控制表面。LA子系統(tǒng)可以經(jīng)配置以檢測或生成載荷參數(shù)信號。LA子系統(tǒng)經(jīng)配置以在載荷參數(shù)信號未被陣風信號修改時維持(多個)控制表面處于正常配置(例如，控制表面仍然可用于重新配置，以便移動機動載荷)。例如，在未被陣風信號修改時，正常加速信號仍然可以引起控制表面移動成載荷減輕配置以減小機動載荷。LA子系統(tǒng)經(jīng)配置以響應于載荷參數(shù)信號被陣風信號修改而將(多個)控制表面移動成陣風載荷減小配置。

在至少一個實施例中，第一傳感器可以是風向標，其經(jīng)配置以輸出作為風向標攻角信號的第一信號。第二傳感器可以是慣性傳感器，其經(jīng)配置以輸出作為慣性攻角信號的第二信號。風向標可以臨近飛行器的機頭。慣性傳感器可以被定位在飛行器的機翼上或機翼內(nèi)，或者各種其它方位處。在至少一個實施例中，第一和第二傳感器中的一個或兩個可以包含加速計。

載荷減輕閾值可以包括載荷大小，其超過由飛行器的有意機動引起的施加在飛行器的機翼上的載荷。例如，載荷大小可以大于由飛行器的有意機動引起(諸如由飛行員引起)的施加在機翼的表面上的力值。在至少一個其它實施例中，可以基于載荷減輕閾值正被超過而成比例地移動控制表面。

陣風信號子系統(tǒng)可以包括可操作地耦接到至少一個存儲器的至少一個控制單元。作為示例，陣風信號子系統(tǒng)可以經(jīng)配置以按照如下等式生成陣風信號：

α_gust＝α_air+(sin^-1((VS-L*q*π/180)/TAS)+β*sinΦ-θ)/cosΦ，

其中α_gust是陣風信號，θ是飛行器的俯仰角，β是飛行器的側滑角，Φ是飛行器的滾轉角，q是飛行器的俯仰率，VS是飛行器的豎直速度，TAS是飛行器的實際空速，以及α_air是風向標攻角。

本公開的某些實施例提供陣風補償方法，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷。陣風補償方法可以包括：用臨近飛行器的前部的第一傳感器檢測飛行器的至少一個參數(shù)(諸如攻角)，從第一傳感器輸出基于(多個)參數(shù)的第一信號，用位于飛行器的前部的遠側的第二傳感器檢測飛行器的(多個)參數(shù)，從第二傳感器輸出基于(多個)參數(shù)的第二信號，使用陣風信號子系統(tǒng)以基于對第一和第二信號的分析生成陣風信號，比較陣風信號與載荷減輕閾值，以及響應于陣風信號超過載荷減輕閾值而根據(jù)陣風信號修改載荷參數(shù)信號。

本公開的某些實施例提供飛行器，其可以包括機身、從機身延伸的第一和第二機翼、至少一個豎直穩(wěn)定器、至少一個水平穩(wěn)定器、可移動地固定到第一和第二機翼、(多個)豎直穩(wěn)定器和(多個)水平穩(wěn)定器中的一個或多個的一個或多個控制表面，以及經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷的陣風補償系統(tǒng)，其中機身包括具有駕駛艙的內(nèi)艙。陣風補償系統(tǒng)可以包括臨近駕駛艙固定的第一傳感器。第一傳感器經(jīng)配置以輸出第一信號。第二傳感器可以位于駕駛艙的遠側。第二傳感器經(jīng)配置以輸出第二信號。陣風信號子系統(tǒng)經(jīng)配置以接收第一和第二信號，并且基于對第一和第二信號的分析生成陣風信號。陣風信號子系統(tǒng)經(jīng)配置輸出陣風信號以響應于陣風信號超過載荷減輕閾值而修改載荷參數(shù)信號。載荷減輕(LA)子系統(tǒng)可以可操作地耦接到(多個)控制表面。LA子系統(tǒng)經(jīng)配置以檢測載荷參數(shù)信號。LA子系統(tǒng)經(jīng)配置以在載荷參數(shù)信號未被陣風信號修改時維持(多個)控制表面處于正常配置。LA子系統(tǒng)經(jīng)配置以響應于載荷參數(shù)信號被陣風信號修改將(多個)控制表面移動成陣風載荷減小配置。

附圖說明

圖1圖示說明根據(jù)本公開的實施例的飛行器的透視俯視圖。

圖2圖示說明根據(jù)本公開的實施例的陣風補償系統(tǒng)的框圖。

圖3圖示說明根據(jù)本公開的實施例的陣風補償系統(tǒng)的框圖。

圖4圖示說明根據(jù)本公開的實施例的用于飛行器的陣風補償方法的流程圖。

圖5圖示說明根據(jù)本公開的實施例的飛行器的透視前視圖。

具體實施方式

當結合附圖閱讀時，可以更好地理解前述內(nèi)容以及下文詳細描述的某些實施例。如本文使用的，以單數(shù)形式敘述和前面有單詞“一”或“一個”的元件或步驟應當被理解為不一定排除元件或步驟的復數(shù)形式。進一步地，參考“一個實施例”不意在解釋為排除同樣合并所述特征的附加實施例的存在。此外，除非明確地聲明表示相反意義，否則“包含”或“具有”一個元件或多個元件(具有特定性質)的實施例可以包括不具有所述性質的附加元件。

本公開的某些實施例提供用于快速且準確地識別飛行器機翼上的陣風或陣風載荷的系統(tǒng)和方法。如果陣風足以要求各個機翼控制表面偏轉，則該系統(tǒng)和方法提供快速響應時間。該系統(tǒng)和方法還提供區(qū)別陣風和飛行員啟動的機動的能力。比現(xiàn)有系統(tǒng)和方法更快地提供所述信息可以減小機翼上的陣風載荷并且因此減少當前用于確保符合FAA規(guī)定的結構量。通過減小總飛行器結構，飛行器的重量被減小并且燃料經(jīng)濟性增加。

各種飛行器包括慣性傳感器，諸如加速計，其例如可以被安裝在機翼上。慣性傳感器用于檢測陣風的發(fā)生。機翼上的載荷可以例如通過在機翼上的陣風載荷達到全部載荷效應之前使部分機翼表面偏轉而被減小。因此，可以從飛行器的前部的一個或多個攻角風向標獲取數(shù)據(jù)以促進陣風的檢測。當例如通過(多個)攻角風向標和/或慣性傳感器提供的信息檢測到陣風時，本公開的實施例可以分析該信息，并且(相比于現(xiàn)有方法)提前偏轉機翼以減小施加在機翼上的載荷。以此方式，預期飛行器的結構重量可以被減小，進而減小燃料消耗，同時仍然符合FAA關于陣風的安全要求。

本公開的某些實施例提供用于估計陣風的方法，該方法可以包括：接收來自至少一個攻角風向標的至少一個輸入，接收來自位于(多個)攻角風向標下游的一個或多個慣性傳感器(諸如一個或多個加速計)的至少一個輸入，使用接收的輸入來計算陣風的大小，以及基于計算的大小偏轉至少一部分飛行器機翼。在至少一個實施例中，攻角風向標可以位于臨近飛行器的機頭。(多個)慣性傳感器可以被安裝在飛行器的機翼上或者各種其它方位處。

本公開的某些實施例提供區(qū)別陣風和飛行員操縱的機動的方法。該方法可以包括：在計算機處接收飛行員操縱的輸入，在計算機處接收至少一個傳感器和至少一個攻角風向標的輸入，確定飛行器機翼上的載荷是否可歸因于飛行員操縱的命令或陣風，以及如果機翼上的載荷被預期是由于陣風引起的，則偏轉飛行器機翼的至少一部分。

本公開的某些實施例提供經(jīng)配置以減小由離散陣風相遇導致的飛行器結構載荷的系統(tǒng)和方法。例如，本公開的某些實施例可以提供基于攻角以及其它空氣和慣性數(shù)據(jù)參數(shù)的陣風檢測系統(tǒng)，以及被設計以提供結構載荷減輕的控制表面偏轉子系統(tǒng)。

本公開的某些實施例提供陣風補償系統(tǒng)和方法，其經(jīng)配置以通過比較風向標攻角和慣性攻角(其可以被確定為俯仰姿態(tài)和基于飛行器的整體運動的飛行路徑角之間的差)來估計陣風。在各種飛行器中，整體運動受機翼和水平尾翼上方的氣流的影響。風向標具有相對低的慣性。因而，風向標可以對局部氣流的改變做出即時反應。進一步地，風向標一般位于飛行器的機頭，進而在機翼和尾翼穿過陣風之前提供感測陣風的超前時機。當風向標和慣性攻角顯著不同時，所述差指示還未影響飛行器運動的氣動擾動。換句話說，本公開的實施例可以經(jīng)配置以在完全遇到陣風之前檢測陣風。

本公開的實施例可以利用各種其它類型的傳感器來檢測陣風。例如，可以使用光探測和測距(LIDAR)傳感器、德爾塔壓力傳感器等。

本公開的實施例提供可以經(jīng)配置以檢測超過特定閾值的陣風的系統(tǒng)和方法。例如，機翼表面重新配置可以適于超過特定閾值的陣風。檢測閾值可以被調節(jié)以最大化節(jié)能清潔的機翼配置的利用，同時在產(chǎn)生結構重量的益處的情形下保持結構載荷改進。

圖1圖示說明根據(jù)本公開的實施例的飛行器100的透視俯視圖。飛行器100可以包括控制表面，諸如(例如但不限于)襟副翼或副翼104、升降舵106、鴨翼108、擾流片等。升力生成控制表面(諸如襟副翼或副翼104)可以是附接到固定翼飛行器的機翼后緣的鉸接的控制表面。襟副翼或副翼104可以控制飛行器的滾轉或傾斜(繞縱向軸線旋轉的角度)。在至少一個實施例中，每個機翼上的襟副翼104可以一起降低以與專用的襟翼組幾乎相同的方式起作用。在其它實施例中，每個機翼上的副翼104可以被區(qū)別致動，諸如一個副翼向下而另一個副翼向上以控制飛行器100的滾轉。

升降舵106和鴨翼108可以用于控制飛行器100的俯仰運動，并且被稱為俯仰控制表面。升降舵106可以位于飛行器的尾部并且?guī)椭刂骑w行器100的豎直移動。可以存在兩個升降舵106，其中每個升降舵附接到機身的每一側。進一步地，升降舵106控制飛行器100的機頭的位置和機翼的攻角。鴨翼108被安裝在飛行器100的前部，以類似于升降舵106的方式操作。

如下文解釋的，飛行器100可以包括陣風補償系統(tǒng)，其可以作為經(jīng)配置以減小飛行器對湍流112的響應的主動飛行器控制系統(tǒng)。術語湍流可以與短語陣風互換使用。主動飛行器控制系統(tǒng)在飛行期間遇到湍流112時是隨時可用的。例如，氣象預報可能不準確，現(xiàn)有雷達警告可能未檢測到湍流(除非存在水分)，并且躲避可能是不及時或不可能的，從而使飛行器100飛入湍流112。在感測湍流112時，陣風補償系統(tǒng)可以與許多不同的設備協(xié)作操作，生成飛行器飛行控制命令，和/或致動直接的升力控制表面和俯仰控制表面，所述設備可以用于感測和測量湍流。

飛行器100可以包括風向標110，其可以位于臨近飛行器100的機頭113。風向標110可以經(jīng)配置作為攻角傳感器并且用于測量關于飛行器100的縱向參考面114的局部氣流角。

飛行器100還可以包括一個或多個慣性傳感器120。例如，慣性傳感器120可以是加速計或包括加速計。慣性傳感器120可以被安裝到飛行器100的機翼122。因此，安裝在機翼122上的慣性傳感器120可以經(jīng)配置以檢測機翼122的攻角。

如圖所示，風向標110可以被定位在慣性傳感器120的上游(即，先于慣性傳感器120遇到氣流的位置)。風向標110可以位于飛行器100上比慣性傳感器120更接近機頭113的位置。以此方式，風向標110可以在慣性傳感器120之前遇到陣風。

可選地，飛行器100可以包括附加風向標和來自機翼上游的其它傳感器。進一步地，飛行器100可以包括比所示更多或更少的慣性傳感器120。進一步地，慣性傳感器120可以被定位在飛行器100的各種其它區(qū)域。例如，慣性傳感器120可以被定位在機翼的上游但是在風向標110的下游(例如，位于機頭113的遠側)。在至少一個實施例中，一個或多個慣性傳感器120可以安裝到飛行器100的尾翼124。

在操作中，空氣信號(諸如風向標攻角信號)由諸如風向標110的第一傳感器輸出，并且被陣風補償系統(tǒng)的(圖1中未示出的)控制單元接收。類似地，一個或多個慣性信號(諸如慣性攻角信號)被諸如慣性傳感器120的一個或多個第二傳感器輸出，并且由控制單元接收。然后，控制單元分析空氣信號和慣性信號以確定陣風的存在，如下文解釋的。

圖2圖示說明根據(jù)本公開的實施例的陣風補償系統(tǒng)200的框圖。陣風補償系統(tǒng)200可以包括通過一種或多種有線或無線連接與風向標110和(多個)慣性傳感器120通信的陣風信號子系統(tǒng)202。代替風向標，(多個)傳感器110可以是各種其它類型。例如，(多個)傳感器110可以是或者包括前視傳感器、安裝在機翼或機體上的壓力孔、反應傳感器(諸如加速計)等中的一個或多個。陣風信號子系統(tǒng)202可以進而可操作地耦接(諸如通過一種或多種有線或無線連接)到載荷減輕(LA)子系統(tǒng)204。LA子系統(tǒng)204可以用于減輕與1g飛行飛行器機動和陣風相關的載荷。LA子系統(tǒng)204可以包括具有豎直陣風抑制(VGS)系統(tǒng)的機動載荷減輕系統(tǒng)。

陣風信號子系統(tǒng)202可以包括控制單元206和存儲器208。在至少一個實施例中，控制單元206可以包括存儲器208，反之亦然?？蛇x地，控制單元206可以與存儲器208分開并且與存儲器208不同。類似地，LA子系統(tǒng)204可以包括控制單元210和存儲器212。在至少一個實施例中，控制單元210可以包括存儲器212，反之亦然。可選地，控制單元210可以與存儲器212分開并且與存儲器212不同。替換地，單個控制單元和存儲器可以關于陣風信號子系統(tǒng)202和LA子系統(tǒng)204兩者被使用。例如，陣風補償系統(tǒng)200可以包括用于控制陣風估計和載荷減輕兩者的操作的單個控制單元和/或存儲器。

在操作中，LA子系統(tǒng)204可以從(多個)慣性傳感器120接收載荷參數(shù)信號220。載荷參數(shù)信號220可以是或者包括慣性攻角信號224、載荷指示(無論是估計的、測量的還是預測的)、升力指示(無論是估計的、測量的還是預測的)、壓力指示、側滑角信號、橫向加速度信號或者輸出到陣風信號子系統(tǒng)202的類似信號中的一個或多個。載荷參數(shù)信號220可以包括法向加速度信號，其與垂直于飛機的長度(諸如垂直于(圖1中示出的)飛行器100的中心縱向平面114)的飛行器的加速度有關。法向加速度可以垂直于飛行器100的長度(例如，施加到機翼的下表面上的方向向上的陣風，或者施加在機身和豎直穩(wěn)定器上的方向向側面的陣風)?；谳d荷參數(shù)信號220，控制單元210可以確定在(多個)慣性傳感器120位于的飛行器的區(qū)域處遇到的陣風的存在?？刂茊卧?10可以基于對載荷參數(shù)信號220的分析重新配置飛行器的控制表面(諸如副翼、襟副翼、升降舵、鴨翼、擾流片等)。例如，載荷參數(shù)信號220可以表示法向施加到(多個)慣性傳感器120位于的機翼表面上的陣風力。通過分析載荷參數(shù)信號220，控制單元210可以確定陣風的存在。用于操作LA子系統(tǒng)204的指令可以存儲在存儲器212內(nèi)。

注意，載荷參數(shù)信號220基于例如施加在機翼上的陣風力。因此，當陣風施加在機翼上時，機翼的控制表面可以響應于陣風通過分析載荷參數(shù)信號220由LA子系統(tǒng)重新配置。然而，在通過載荷參數(shù)信號220對陣風進行檢測的初始時間和控制表面重新配置的隨后時間之間可能存在時間延遲。陣風信號子系統(tǒng)202用于在陣風施加到機翼上或機翼內(nèi)之前估計、測量或預測陣風，以便在例如陣風被施加到機翼內(nèi)之前(和/或在峰值載荷被施加到機翼內(nèi)之前)重新配置控制表面。

陣風信號子系統(tǒng)202接收來自諸如風向標110的第一傳感器的空氣信號(諸如風向標攻角信號222)和來自(多個)慣性傳感器120的慣性信號(諸如慣性攻角信號224)。雖然第一傳感器被示為風向標110，但是應當理解第一傳感器可以可選地為各種其它類型的傳感器?？刂茊卧?06比較風向標攻角信號222與慣性攻角信號224。如果風向標攻角信號222和慣性攻角信號224相等或在預限定的范圍內(nèi)，則控制單元206可以抑制向LA子系統(tǒng)204輸出陣風信號。然而，如果風向標攻角信號222不同于慣性攻角信號(例如，差異大于預限定的范圍)，則陣風信號子系統(tǒng)202可以向LA子系統(tǒng)204輸出陣風信號226，然后LA子系統(tǒng)204可以基于陣風信號226重新配置飛行器的控制表面。在至少一個實施例中，陣風信號226可以用于修改載荷參數(shù)信號220，該載荷參數(shù)信號220被LA子系統(tǒng)204用于將飛行器的一個或多個控制表面從正常配置操作成陣風載荷減小配置。

在至少一個實施例中，陣風信號子系統(tǒng)202可以分析從諸如風向標110的第一傳感器和諸如至少一個慣性傳感器120的第二傳感器接收的信號。陣風信號子系統(tǒng)202可以通過俯仰姿態(tài)或角度、豎直速度、實際空速、滾轉姿態(tài)或角度、俯仰率、側滑角、風向標攻角等中的一個或多個來確定陣風信號226。作為示例，陣風信號子系統(tǒng)202的控制單元206可以按照如下等式確定陣風信號226：

α_gust＝α_air+(sin^-1((VS-L*q*π/180)/TAS)+β*sinΦ-θ)/cosΦ，

其中α_gust是陣風信號226，θ是俯仰角度數(shù)，β是側滑角度數(shù)，Φ是滾轉角度數(shù)，q是每秒度的俯仰率，VS是每秒英尺的豎直速度，TAS是每秒英尺的實際空速，以及α_air是風向標攻角。替換地，控制單元206可以通過使用其它公式和/或方法來確定陣風信號226。

風向標在慣性傳感器之前響應于陣風，因為攻角立即改變，同時慣性傳感器等待機翼上的升力變化。因此，陣風信號226可以比載荷參數(shù)信號220更快地確定。因而，陣風信號226允許LA子系統(tǒng)204在例如機翼或慣性傳感器120位于其上或內(nèi)的其它區(qū)域遇到陣風之前重新配置飛行器的控制表面。以此方式，控制表面可以例如在峰值陣風載荷被施加到機翼內(nèi)之前被重新配置成陣風載荷減小配置。用于操作陣風信號子系統(tǒng)202的指令可以被存儲在存儲器208中。

如所述的，風向標110提供經(jīng)配置以輸出第一信號的第一傳感器，而每個慣性傳感器120提供經(jīng)配置以輸出第二信號的第二傳感器。第一和第二信號被分析以確定陣風信號。例如，第二信號可以從第一信號中減去以確定差，該差可以用作初始陣風信號。

替換地，代替風向標110，第一傳感器可以是可以用于確定空氣信號(諸如攻角信號)的各種其它類型的傳感器。例如，第一傳感器可以是加速計、LIDAR傳感器、德爾塔壓力傳感器等，其可以在第二傳感器的上游，第二傳感器可以是慣性傳感器，諸如附加加速計。在至少一個其它實施例中，該系統(tǒng)可以包括比所示傳感器更多或更少的傳感器。例如，系統(tǒng)200可以包括耦接到陣風信號子系統(tǒng)202和LA子系統(tǒng)204的單個傳感器。

如所述的，陣風信號子系統(tǒng)202分析風向標110和(多個)慣性傳感器120輸出的攻角信號?？蛇x地，陣風信號子系統(tǒng)202可以分析攻角之外的飛行器的各種參數(shù)。例如，傳感器可以是壓力傳感器，并且陣風信號子系統(tǒng)202可以經(jīng)配置以分析空氣壓力信號。在至少一個其它實施例中，傳感器可以是空速傳感器，并且陣風信號子系統(tǒng)202可以經(jīng)配置以分析空速信號。

圖3圖示說明根據(jù)本公開的實施例的陣風補償系統(tǒng)200的框圖。陣風信號子系統(tǒng)202可以包括濾波器300(諸如wash-out濾波器)、閾值開關302和濾波器304(諸如滯后濾波器)。雖然控制單元206被示為獨立的且獨特的元件，但是控制單元206可以替換地包括濾波器300、閾值開關302和濾波器304。替換地，陣風信號子系統(tǒng)202可以不包括濾波器300或304中的一個或多個。

在操作中，陣風信號子系統(tǒng)202可以如上所述確定陣風信號226。例如，控制單元206可以分析(圖2中示出的)風向標攻角信號222和(圖2中示出的)慣性攻角信號224。風向標攻角信號222和慣性攻角信號224中的每一個可以與(圖1中示出的)飛行器100的(圖1中示出的)縱向參考平面114相關。因此，攻角信號222和224中的每一個可以是與飛行器100的縱向參考平面114相關的角度測量值(諸如度數(shù))。可選地，攻角信號222和224可以與例如橫向陣風相關。在至少一個實施例中，控制單元206可以將角度測量值轉換成速度和/或加速度測量值。例如，特定的角度測量值可以與施加到風向標110和(多個)慣性傳感器120位于的飛行器的部分內(nèi)的空氣速度一致。

控制單元206可以確定風向標攻角信號222和慣性攻角信號224之間的差，并且生成陣風信號226。陣風信號226可以被wash-out濾波器300濾波，wash-out濾波器300可以經(jīng)配置以例如移除陣風信號226中的穩(wěn)態(tài)分量。wash-out濾波器300可以經(jīng)配置以拾起(pick up)在限定的載荷頻率范圍內(nèi)的離散陣風，并且忽略不可以被抑制的連續(xù)陣風。替換地，陣風信號子系統(tǒng)202可以不包括wash-out濾波器300。

在被wash-out濾波器300濾波之后，陣風信號226可以被閾值開關302接收。閾值開關302經(jīng)配置以在陣風信號226滿足或超過閾值大小時，向LA子系統(tǒng)204輸出陣風信號226，閾值大小可以存儲在存儲器208中。作為一個非限制性示例，閾值大小可以是10-20ft/s。因此，如果閾值大小超過10-20ft/s，則可以確定施加到機翼內(nèi)的載荷不應歸因于正常的飛行器機動。替換地，閾值大小可以大于或小于10-20ft/s。進一步地，閾值大小可以在不同的單元中測量，諸如角度測量單元或力和/或加速度的單元。如果陣風信號226未超過閾值大小，則陣風信號子系統(tǒng)202抑制向LA子系統(tǒng)204輸出陣風信號226。替換地，陣風信號子系統(tǒng)202可以連續(xù)地輸出陣風信號226。

在至少一個實施例中，閾值大小可以基于飛行員控制輸入而被適應性修改。例如，當飛行員機動操縱飛機時，閾值大小可以基于有意機動而增加或減小。例如，如果飛行員有意操縱飛機上升或下降，則閾值大小可以大于飛行器處于巡航姿態(tài)時的閾值大小。

如果陣風信號226超過閾值大小，則閾值開關302切換到輸出狀態(tài)。輸出狀態(tài)可以是或包括力修改器，諸如陣風偏差。作為一個非限制性示例，力修改器可以是重力的倍數(shù)，諸如0.10-0.20g?？蛇x地，力修改器可以大于或小于0.10-0.20g。因此，陣風信號226可以被力修改器修改并且被滯后濾波器304接收。滯后濾波器304可以用于在陣風信號226被輸出到LA子系統(tǒng)204之前使陣風信號226平穩(wěn)。替換地，陣風信號子系統(tǒng)202可以不包括滯后濾波器304。

如上所述，閾值開關302經(jīng)配置以在兩種狀態(tài)之間切換：陣風信號226未被輸出到LA子系統(tǒng)204的第一狀態(tài)和陣風信號226被力修改器修改并且被輸出給LA子系統(tǒng)204的第二狀態(tài)。被輸出到LA子系統(tǒng)204的陣風信號226可以不與陣風施加到飛行器內(nèi)的力成比例。例如，當超過閾值大小時，無論陣風信號是20ft/s、30ft/s、50ft/s還是類似值，被輸出到LA子系統(tǒng)204的陣風信號226可以相同。以此方式，陣風信號226可以不與施加到飛行器內(nèi)的實際陣風成比例。相反，輸出的陣風信號226可以用于修改載荷參數(shù)信號220。相比之下，載荷參數(shù)信號220可以與施加到飛行器內(nèi)的陣風成比例。陣風信號226可以修改載荷參數(shù)信號220并且用于允許LA子系統(tǒng)204在陣風被實際施加到飛行器的部分(諸如機翼)之前開始偏轉飛行器的某些控制表面。簡而言之，陣風信號226可以用于在陣風作用在飛行器的某些承載表面(諸如機翼)之前搶先偏轉控制表面。替換地，閾值開關302可以經(jīng)配置以向LA子系統(tǒng)204輸出成比例的陣風信號。

當LA子系統(tǒng)204接收陣風信號226時，LZ子系統(tǒng)204可以開始偏轉控制表面以減小陣風的力(例如，陣風載荷)。陣風信號226可以在LA子系統(tǒng)204分析載荷參數(shù)信號220之前被LA子系統(tǒng)接收。因而，LA子系統(tǒng)204通過陣風信號226預料陣風并且在飛行器的部分(諸如機翼)遇到陣風之前開始偏轉飛行器的(多個)控制表面以抑制陣風。

雖然未示出，但是LA子系統(tǒng)204還可以包括各種濾波器。例如，結構陷波濾波器可以被LA子系統(tǒng)204用于對載荷參數(shù)信號220進行濾波。進一步地，非線性濾波器可以用于對組合信號濾波，該組合信號可以包括通過接收的陣風信號226修改的載荷參數(shù)信號。替換地，LA子系統(tǒng)204可以包括比所述更多或更少的濾波器。

參考圖1-3，陣風可以被施加到飛行器100內(nèi)。飛行器的第一傳感器(諸如風向標)檢測陣風并且輸出第一信號。例如，第一信號可以是攻角信號。攻角從存儲的法向加速度信號的變化可以指示陣風。第一傳感器在第二傳感器(諸如慣性傳感器)之前檢測到陣風。然后，陣風信號子系統(tǒng)202基于對從傳感器子系統(tǒng)接收的信號的分析(諸如通過(但不限于)比較從第一傳感器接收的第一信號和從第二傳感器接收的第二信號)計算陣風信號。在至少一個實施例中，陣風信號子系統(tǒng)202可以將第一和第二信號的角度測量值轉換成速度和/或加速度信號。陣風信號子系統(tǒng)202可以比較第一和第二信號以確定兩者間的差。如果差超過閾值大小(諸如陣風偏差激活閾值)，則陣風信號子系統(tǒng)202向LA子系統(tǒng)204輸出陣風信號226。以此方式，輸出的陣風信號226可以表示陣風偏差激活信號，其引起LA子系統(tǒng)204在陣風遇到飛行器的某些表面(諸如機翼)之前將飛行器100的控制表面偏轉成陣風載荷減小配置。因此，LA子系統(tǒng)204在陣風的峰值載荷施加到飛行器的某些表面(諸如機翼)之前過渡到陣風載荷減小配置。

陣風信號子系統(tǒng)202可以用于檢測超過預限定閾值的離散陣風。響應于陣風信號子系統(tǒng)202輸出超過閾值的陣風信號226，LA子系統(tǒng)204將控制表面(諸如副翼、擾流片等)快速地重新配置成陣風載荷減小配置，該陣風載荷減小配置經(jīng)配置以減小飛行器100上的離散陣風載荷。如果僅使用LA子系統(tǒng)204，則陣風信號子系統(tǒng)202更是如此這般地抑制陣風載荷。陣風信號子系統(tǒng)202輸出陣風信號226(當傳感器之間的差超過載荷減輕閾值時)以將陣風偏差添加到載荷參數(shù)信號220，進而快速地實現(xiàn)陣風載荷減小配置。如所述的，(多個)第一傳感器可以位于(多個)第二傳感器(其可以位于機翼上)上游，并且因而可以在陣風到達機翼之前檢測到陣風。

如本文使用的，術語“控制器”、“控制單元”、“單元”、“中央處理單元”、“CPU”、“計算機”等可以包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括使用微控制器、精簡指令集計算機(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路以及能夠執(zhí)行本文所述功能的任何其它電路或處理器的系統(tǒng)。這種術語僅是示例性的，并且因此不意在以任何方式限制這種術語的定義和/或意義。

參考圖2和圖3，(多個)控制單元(諸如控制單元206和210)可以經(jīng)配置以執(zhí)行存儲在一個或多個存儲元件(諸如存儲器208和212)中的指令集以便處理數(shù)據(jù)。例如，每個控制單元可以包含一個或多個存儲器。存儲元件也可以根據(jù)期望或需要存儲數(shù)據(jù)或其它信息。存儲元件可以采用處理機內(nèi)的信息源或物理存儲元件的形式。

指令集可以包括各種命令，其指導(多個)控制單元作為處理機以執(zhí)行具體操作，諸如本文所述主題的各種實施例的方法和過程。指令集可以采用軟件程序的形式。軟件可以是各種形式，諸如系統(tǒng)軟件或應用元件。進一步地，軟件可以采用獨立的程序或模塊的集合、較大程序內(nèi)的程序模塊或部分程序模塊的形式。軟件還可以包括以面向對象程序設計為形式的模塊化程序設計。處理機處理輸入數(shù)據(jù)可以響應于用戶命令，或者響應于先前處理的結果，或者響應于另一處理機發(fā)出的請求。

本文實施例的示意圖可以圖示說明一個或多個控制或處理單元。應當理解，處理或控制單元可以表示電路模塊，其可以被實施為與執(zhí)行本文所述操作的指令(例如，存儲在有形且非臨時性計算機可讀存儲介質(諸如計算機硬盤驅動、ROM、RAM等)上的軟件)相關的硬件。硬件可以包括硬線連接以執(zhí)行本文所述功能的狀態(tài)機電路?？蛇x地，硬件可以包括電子電路，該電子電路包括和/或連接到一個或多個基于邏輯的設備，諸如微處理器、處理器、控制器等?？蛇x地，控制單元可以表示處理電路，諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、(多個)微處理器、量子計算設備等中的一個或多個。在各種實施例中，電路可以經(jīng)配置以執(zhí)行一個或多個算法以實施本文所述的功能。一個或多個算法可以包括本文公開實施例的各個方面，不論是否在流程圖或方法中明確地識別。

如本文使用的，術語“軟件”和“固件”可互換，并且包括存儲在存儲器內(nèi)以便計算機執(zhí)行的任何計算機程序，所述存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPPOM存儲器、EEPROM存儲器和非易失性RAM(NVRAM)存儲器。上述存儲器類型僅是示例性的，并且因此不限于可用于存儲計算機程序的存儲器類型。

圖4圖示說明根據(jù)本公開的實施例的用于飛行器的陣風補償方法的流程圖。在400處，使用第一傳感器(諸如臨近飛行器的機頭的風向標)輸出第一信號(諸如攻角信號)。在402處，使用第二傳感器(諸如位于飛行器的機翼內(nèi)或上或各種其它方位處的慣性傳感器)輸出第二信號(諸如慣性攻角信號)。

第一和第二信號可以被陣風信號子系統(tǒng)接收。在404處，分析第一和第二信號以確定陣風信號。在至少一個實施例中，第一和第二信號可以被輸出為角度測量值，其可以被轉換成相應的風速和/或風加速度。

在406處，確定陣風信號是否引起載荷減輕命令。例如，確定陣風信號是否超過預限定的載荷減輕閾值。載荷減輕閾值可以是諸如風速或載荷的閾值量，其可以大于有意飛行機動期間的風速或施加到飛行器機翼內(nèi)或上的載荷。如果陣風信號未超過載荷減輕閾值，則該方法繼續(xù)到408，其中飛行器的控制表面被維持處于正常配置。然后，該方法返回到404。

然而，如果在406處陣風信號超過預限定的載荷減輕閾值，則該方法繼續(xù)到410，其中LA子系統(tǒng)檢測到的載荷參數(shù)信號被陣風信號修改。然后，在412處，LA子系統(tǒng)基于經(jīng)修改的載荷參數(shù)信號將控制表面偏轉成陣風載荷減小配置。然后，該過程返回到404。

圖5圖示說明根據(jù)本公開的實施例的飛行器500的透視前視圖。飛行器500可以包括推進系統(tǒng)，該推進系統(tǒng)可以包括例如兩個渦扇發(fā)動機512?？蛇x地，推進系統(tǒng)可以包括比所示更多的發(fā)動機512。發(fā)動機512由飛行器500的機翼516攜帶。在其它實施例中，發(fā)動機512可以由機身518和/或尾部520攜帶。尾部520也可以支撐水平穩(wěn)定器522和豎直穩(wěn)定器524。

機翼516、水平穩(wěn)定器522和豎直穩(wěn)定器524可以均包括一個或多個控制表面。諸如風向標的第一傳感器530(或多個第一傳感器)可以被定位在飛行器500的機頭532或者臨近飛行器500的機頭532。諸如慣性傳感器的第二傳感器540(例如，加速計)可以耦接到每個機翼516或各種其它方位。陣風信號子系統(tǒng)和LA子系統(tǒng)可以被定位在機身518內(nèi)，諸如在駕駛艙550或內(nèi)艙的其它部分內(nèi)。陣風信號子系統(tǒng)可以與第一傳感器530和(多個)第二傳感器540通信。LA子系統(tǒng)可以與(多個)傳感器540和陣風信號子系統(tǒng)通信。

參考圖1-5，本公開的實施例提供快速且有效地配置飛行器以補償陣風的系統(tǒng)和方法。本公開的實施例提供抗陣風又不增加飛行器的總結構重量的系統(tǒng)和方法。

在至少一個實施例中，第一和第二傳感器可以檢測陣風?；趯Φ谝缓偷诙鞲衅鬏敵龅男盘柕姆治?，一個或多個控制單元可以生成陣風測量或預測。然后，(多個)控制單元可以計算與陣風測量或預測相關的命令(諸如重新配置一個或多個控制表面的命令)。然后，該命令可以引起控制表面被重新配置以減小陣風載荷。如果(多個)控制單元確定不需要載荷減輕(諸如，如果陣風信號未超過限定的閾值)，則控制表面未被重新配置，并且相反地保持處于最小阻力配置。

本公開的實施例提供陣風補償系統(tǒng)和方法，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器內(nèi)的陣風載荷。例如，當檢測到陣風時，本公開的實施例可以將飛行器的控制表面從正常配置切換到陣風載荷減小配置(其中一個或多個控制表面被偏轉)。

本公開的實施例可以用于減小飛行器的機身、(多個)機翼、尾部等上的載荷。本公開的實施例提供用于減小由于陣風和機動單獨或聯(lián)合引起的載荷的系統(tǒng)和方法?？刂票砻婵梢员粏为毣蚧ハ嘟Y合致動以減小載荷。進一步地，本公開的某些實施例可以用于對飛行器的無意和暫時擾動進行補償，作為控制表面被偏轉成載荷減輕配置的結果。

雖然各種空間和方向術語(諸如頂部、底部、下、中、橫向、水平、豎直、前部等)可以用于描述本公開的實施例，但是應當理解這種術語僅參考附圖中所示的取向被使用。這種取向可以被反轉、旋轉或以其它方式改變，使得上部分被稱為下部分，反之亦然，水平變?yōu)樨Q直等。

如本文使用的，“經(jīng)配置以”執(zhí)行任務或操作的結構、限制或元件特別地在結構上以對應于任務或操作的方式形成、構造或適應。為了清楚且避免疑惑，僅能夠被修改以執(zhí)行任務或操作的對象未“經(jīng)配置以”執(zhí)行本文所使用的任務或操作。

應當理解，以上描述意在是說明性的而非限制性的。例如，上述實施例(和/或其各個方面)可以互相結合使用。此外，可以作出許多修改以使特定情形或材料適應本公開各種實施例的教導，而不脫離其范圍。雖然本文描述的材料的尺寸和類型意在限定本公開的各種實施例的參數(shù)，但是實施例沒有限制意義并且是說明性實施例。在閱讀以上描述的情況下，許多其它實施例對于本領域技術人員將是明顯的。因而，本公開的各種實施例的范圍應當參考隨附權利要求連同這種權利要求授予的等同物的全范圍被確定。在隨附權利要求中，術語“包括”和“其中”被用作相應術語“包含”和“在其中”的簡明英語等同詞。另外，術語“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標記，并且不意在對其對象強加數(shù)字要求。進一步地，隨附權利要求的限制不以手段加功能的格式撰寫并且不意在基于35U.S.C.§112(f)進行解釋，直到這種權利要求限制明確使用術語“手段為”，然后敘述進一步結構的功能失效。

進一步地，本公開包含根據(jù)以下條款所述的實施例：

條款1.一種陣風補償系統(tǒng)200，其經(jīng)配置適應性地減小施加到飛行器100內(nèi)的陣風載荷，所述陣風補償系統(tǒng)包含：

傳感器子系統(tǒng)110/120，其耦接到所述飛行器100，其中所述傳感器子系統(tǒng)110/120經(jīng)配置以輸出一個或多個信號；以及

陣風信號子系統(tǒng)202，其經(jīng)配置以接收所述一個或多個信號并且基于對所述一個或多個信號的分析生成陣風信號226，其中所述陣風信號226子系統(tǒng)202經(jīng)配置以輸出所述陣風信號226以響應所述陣風信號226移動控制表面。

條款2.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述傳感器子系統(tǒng)110/120包含：

第一傳感器110，其臨近所述飛行器100的前部，其中所述第一傳感器110經(jīng)配置以輸出第一信號；以及

第二傳感器120，其位于所述飛行器100的所述前部的遠側并且經(jīng)配置以輸出第二信號，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以接收所述第一和第二信號并且基于對所述第一和第二信號的分析生成所述陣風信號226，并且其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以輸出所述陣風信號226以響應于所述陣風信號226移動控制表面104/106/108。

條款3.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以輸出所述陣風信號226以響應于所述陣風信號226超過載荷減輕閾值而修改載荷參數(shù)信號220。

條款4.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中根據(jù)所述陣風信號226修改的所述載荷參數(shù)信號220引起所述飛行器100的控制表面104/106/108從正常配置改變到陣風載荷減小配置。

條款5.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，進一步包含可操作地耦接到所述飛行器100的一個或多個控制表面104/106/108的載荷減輕(LA)子系統(tǒng)，其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以檢測所述載荷參數(shù)信號220，其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以在所述載荷參數(shù)信號220未被所述陣風信號226修改時維持所述一個或多個控制表面104/106/108處于正常配置，并且其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以響應于所述載荷參數(shù)信號220被所述陣風信號226修改，將所述一個或多個控制表面104/106/108移動成陣風載荷減小配置。

條款6.根據(jù)條款2所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述第一傳感器110包含風向標，其經(jīng)配置以將所述第一信號輸出為風向標攻角信號，并且其中所述第二傳感器120是慣性傳感器，其經(jīng)配置以將所述第二信號輸出為慣性攻角信號。

條款7.根據(jù)條款6所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述風向標臨近所述飛行器100的機頭，并且其中所述慣性傳感器被定位在所述飛行器100的機翼或機身之上或之內(nèi)。

條款8.根據(jù)條款2所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述第一和第二傳感器110/120中的一個或兩個經(jīng)配置以直接測量陣風、測量陣風感應攻角或檢測壓力或力中的一個或多個。

條款9.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述載荷減輕閾值包含載荷大小，其超過由所述飛行器100的有意機動引起的施加在所述飛行器100的機翼上的載荷。

條款10.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202包含可操作地耦接到至少一個存儲器208的至少一個控制單元206。

條款11.根據(jù)條款1所述的陣風補償系統(tǒng)200，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以按如下等式生成所述陣風信號226：

α_gust＝α_air+(sin^-1((VS-L*q*π/180)/TAS)+β*sinΦ-θ)/cosΦ，

其中α_gust是所述陣風信號226，θ是所述飛行器100的俯仰角，β是所述飛行器100的側滑角，Φ是所述飛行器100的滾轉角，q是所述飛行器100的俯仰率，VS是所述飛行器100的豎直速度，TAS是所述飛行器100的實際空速，以及α_air是風向標攻角。

條款12.一種經(jīng)配置以適應性地減小施加到飛行器100內(nèi)的陣風的陣風補償方法，所述陣風補償方法包含：

用臨近飛行器100的前部的第一傳感器110檢測飛行器100的至少一個參數(shù)；

基于來自所述第一傳感器110的所述至少一個參數(shù)輸出400第一信號；

用第二傳感器120檢測所述飛行器100的所述至少一個參數(shù)；

基于來自所述第二傳感器120的所述至少一個參數(shù)輸出402第二信號；

使用404陣風信號子系統(tǒng)202以基于對所述第一和第二信號的分析生成陣風信號226；以及

響應于所述陣風信號226，用所述陣風信號226修改410載荷參數(shù)信號220。

條款13.根據(jù)條款12所述的陣風補償方法，其中所述第二傳感器120位于所述飛行器100的所述前部的遠側，并且其中所述陣風補償方法進一步包含比較406所述陣風信號226與載荷減輕閾值，其中所述修改操作包含響應于所述陣風信號226超過所述載荷減輕閾值，用所述陣風信號226修改所述載荷參數(shù)信號220。

條款14.根據(jù)條款12所述的陣風補償方法，進一步包含響應于所述修改操作，引起412所述飛行器100的控制表面104/106/108從正常配置改變到陣風載荷減小配置。

條款15.根據(jù)條款12所述的陣風補償方法，進一步包含：

用載荷減輕(LA)子系統(tǒng)204處理所述載荷參數(shù)信號220；

當所述載荷參數(shù)信號220未被所述陣風信號226修改時，維持所述控制表面104/106/108處于正常配置；以及

響應于所述修改操作，將所述控制表面104/106/108移動成陣風載荷減小配置。

條款16.根據(jù)條款12所述的陣風補償方法，其中所述載荷減輕閾值包含載荷大小，其超過由所述飛行器100的有意機動引起的施加在所述飛行器100的機翼上的載荷。

條款17.根據(jù)條款10所述的陣風補償方法，其中所述陣風信號226按照如下等式確定：

α_gust＝α_air+(sin^-1((VS-L*q*π/180)/TAS)+β*sinΦ-θ)/cosΦ，

其中α_gust是所述陣風信號226，θ是所述飛行器100的俯仰角，β是所述飛行器100的側滑角，Φ是所述飛行器100的滾轉角，q是所述飛行器100的俯仰率，VS是所述飛行器100的豎直速度，TAS是所述飛行器100的實際空速，以及α_air是風向標攻角。

條款18.一種飛行器500，其包含：

機身518，其包括具有臨近所述飛行器500的機頭的駕駛艙550的內(nèi)艙；

第一和第二機翼516，其從所述機身518延伸；

至少一個豎直穩(wěn)定器524；

至少一個水平穩(wěn)定器522；

一個或多個控制表面104/106/108，其可移動地固定到所述第一和第二機翼516、所述至少一個豎直穩(wěn)定器524和所述至少一個水平穩(wěn)定器522中的一個或多個；以及

陣風補償系統(tǒng)200，其經(jīng)配置以適應性地減小施加到所述飛行器500內(nèi)的陣風載荷，所述陣風補償系統(tǒng)包含：

第一傳感器110，其臨近所述機頭固定，其中所述第一傳感器110經(jīng)配置以輸出第一信號；

第二傳感器120，其位于所述機頭的遠側，其中所述第二傳感器120經(jīng)配置以輸出第二信號；

陣風信號子系統(tǒng)202，其經(jīng)配置以接收所述第一和第二信號并且基于對所述第一和第二信號的分析生成陣風信號226，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以輸出所述陣風信號226以響應于所述陣風信號226超過載荷減輕閾值而修改載荷參數(shù)信號220；以及

載荷減輕(LA)子系統(tǒng)204，其可操作地耦接到所述一個或多個控制表面104/106/108，其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以檢測所述載荷參數(shù)信號220，其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以在所述載荷參數(shù)信號220未被所述陣風信號226修改時維持所述一個或多個控制表面104/106/108處于正常配置，并且其中所述LA子系統(tǒng)204經(jīng)配置以響應于所述載荷參數(shù)信號220被所述陣風信號226修改，將所述一個或多個控制表面104/106/108移動成陣風載荷減小配置。

條款19.根據(jù)條款18所述的飛行器500，其中所述第一傳感器110是風向標，其經(jīng)配置以將所述第一信號輸出為風向標攻角信號，并且其中所述第二傳感器120是固定到機身或所述第一和第二機翼中的一個的慣性傳感器，并且其中所述慣性傳感器經(jīng)配置以將所述第二信號輸出為慣性攻角信號。

條款20.根據(jù)條款18所述的飛行器500，其中所述陣風信號子系統(tǒng)202經(jīng)配置以按如下等式確定所述陣風信號226：

α_gust＝α_air+(sin^-1((VS-L*q*π/180)/TAS)+β*sinΦ-θ)/cosΦ，

其中α_gust是所述陣風信號226，θ是所述飛行器500的俯仰角，β是所述飛行器500的側滑角，Φ是所述飛行器500的滾轉角，q是所述飛行器500的俯仰率，VS是所述飛行器500的豎直速度，TAS是所述飛行器500的實際空速，以及α_air是風向標攻角。

該書面描述使用示例來公開本公開的各種實施例，并且還使得本領域技術人員可以實踐本公開的各種實施例，包括制造和使用任何設備或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何合并的方法。本公開的各種實施例的專利申請范圍由權利要求限定，并且可以包括本領域技術人員容易想到的其它示例。如果各種其它示例具有與權利要求的字面意義相同的結構元件，或者如果各種其它示例包括與權利要求的字面意義無實質區(qū)別的等同結構元件，則這種示例意在權利要求的范圍內(nèi)。