1.本发明涉及在飞行器驾驶舱中由飞行员使用的驾驶设备。本发明特别涉及主动驾驶杆，该主动驾驶杆包括集成的力反馈以辅助飞行员。
背景技术：
2.飞行器驾驶舱中的驾驶设备通常包括驾驶杆，特别地，该驾驶杆具有控制杠杆，该控制杠杆围绕被称为横摇轴线的轴线以及被称为纵摇轴线的轴线旋转地安装，这两个轴线相互正交。“操纵杆”类型的设备是最常遇到的。
3.驾驶设备根据杠杆沿着这两个轴线的位置向飞行器的驾驶组件发送运动指令。
4.在最新的飞行器型号上，飞行器的运动指令是电子的，并且集成到驾驶舱中的驾驶设备可以是“侧杆”类型的。杠杆沿着横摇轴线和纵摇轴线的位置由传感器测量并且转化成运动指令。杠杆没有直接地机械联接到飞行器的移动部分。对于飞行员，杠杆上没有直接的机械反馈。
5.然而，为了飞行安全，希望飞行员在杠杆处感知到机械反馈。驾驶舱信号系统可能不足以使飞行员对飞行期间的意外事件做出足够快的反应。如果驾驶侧杆集成了力反馈(也被称为“触觉反馈”)，则驾驶感觉会好得多。
6.因此，已经提出为侧杆配备被动机械力反馈系统(例如弹簧系统)或主动机电系统。
7.文献fr 3 011 815描述了具有电动马达的主动力反馈设备。在该文献中，飞行器飞行控制设备包括控制杠杆，该控制杠杆安装在板上并且通过传动轴联接到横摇轴线马达和纵摇轴线马达。这两个马达是根据力定律控制的，使得在侧杆的操作期间，例如在超过力阈值时，这两个马达会产生与飞行员施加在杠杆上的力相反的阻力(力反馈)。
8.这种设备被证明能有效地恢复驾驶感觉和提高飞行安全性。然而，在马达中的一个马达发生电气故障或机械故障的情况下，或者在马达控制信号处理链发生故障的情况下，可以删除力反馈。
9.在航空领域，对驾驶设备的可用性方面的要求很高。因此，在电马达或马达的处理链发生故障的情况下，驾驶突然切换到没有力反馈的驾驶模式是不可接受的。
10.此外，现有技术的主动力反馈系统通常包括大量部件，特别地包括横摇马达和纵摇马达，以及离合器、扭矩限制器、齿轮等。这些系统可能是昂贵、笨重的且难以集成到飞行器驾驶舱中。此外，齿轮的引入意味着驾驶杆的动态性能降低，驾驶杆的惯性增大，并且导致人体工程学损失，因为飞行员感受到了由于齿轮的存在而引起的扭矩变化。
11.现有技术没有提供具有有限的空间要求和良好的耐久性的、在力反馈马达发生故障的情况下保持杠杆处的力反馈的合适的解决方案。
技术实现要素：
12.因此，综上所述，需要集成有机械备份通道的驾驶杆，以在发生影响杆的力反馈马
达的电气故障的情况下，防止杠杆自由旋转并且防止飞行员错失所有的力反馈。力反馈马达完全丧失电能供应是这种电气故障的示例。
13.与现有的驾驶杆相比，还需要质量低、空间需求低以及电能消耗低的驾驶杆。
14.还需要集成了如下运行模式的驾驶杆：在该运行模式下，在发生影响力反馈电动机的故障的情况下，杠杆不会完全地固定，并且基于飞行员对杠杆的操作，在杠杆上施加可变的阻力。
15.另外，还需要如下的驾驶杆：在该驾驶杆中，提供力反馈的元件增加了可靠性和令人满意的使用寿命。
16.因此，本发明的第一目的是用于飞行器的驾驶杆的力施加设备，其中，驾驶杆包括控制杠杆，该控制杠杆驱动轴围绕第一轴线旋转，该设备包括磁力制动器，该磁力制动器包括：
17.‑
能磁化的元件，该能磁化的元件连接到轴，
18.‑
磁发射器，该磁发射器与能磁化的元件相对，同时能相对于能磁化的元件围绕第一轴线自由旋转，该磁发射器具有激活状态和去激活状态，在激活状态下，磁发射器被供应电流并且在被能磁化的元件占据的体积处产生磁场，在去激活状态下，磁发射器未被提供电流并且不产生磁场，以防止能磁化的元件相对于磁发射器围绕轴旋转。
19.本发明的力施加设备的磁力制动器在轴上产生力反馈。一旦能磁化的元件被磁化，在施加到能磁化的元件的磁场的作用下，通过静磁相互作用，能磁化的元件相对于磁发射器围绕轴的旋转被制动或阻碍。实际上，在轴相对于磁发射器进行相对运动的情况下，阻力被施加在能磁化的元件上。
20.本发明的磁力制动器的机械复杂性低。此外，轴的制动可以在磁发射器和能磁化的元件之间不接触的情况下实现。在制动器的移动部分之间不存在摩擦力。因此，与机械锁定制动系统相比，本发明的力施加设备具有增加的使用寿命。
21.此外，在能磁化的元件未被磁化的状态下，制动器的移动部件之间没有摩擦，不存在怠速阻力扭矩。
22.本发明的另一个优点是施加在轴上的力对制动器的环境温度的敏感性很小，这提高了制动器的可靠性。
23.根据一种可能的运行模式，制动器被用作力反馈马达的补充，力反馈马达被配置成在飞行期间在轴上施加阻力。在发生影响力反馈马达或力反馈马达的处理链的电气故障(例如，马达的电能供应丧失或计算机故障)的情况下，对力施加设备的磁发射器进行监控，以对能磁化的元件进行磁化。
24.例如，在发生影响马达的电气故障的情况下，提供了对杠杆的完全阻碍，在故障事件发生后，通过静磁相互作用施加在轴上的阻力足够大以阻碍轴。
25.根据另一种可能的运行模式，磁力制动器被配置成根据力定律和/或阻尼定律施加反馈，作为用于任何力反馈马达的补充或替代。因此，磁力制动器被集成到在驾驶杆正常运行中提供的力反馈中。
26.在后一种运行模式中，不需要为驾驶杆配备如下的电动力反馈马达：该电动力反馈马达的尺寸被设计成依靠自身施加在驾驶杆的使用范围内提供的最大的阻力。因此，本发明的力施加设备使得能够减少杆的质量和空间要求。
27.本发明的力施加设备可以进一步具有单独采用的或以任何技术上可能的组合的方式采用的以下特征：
28.‑
轴沿着第一轴线延伸。
29.因此，轴被控制杠杆驱动围绕轴自身的延伸轴线旋转。
30.‑
联接到轴的能磁化的元件被安装在轴上。
31.‑
能磁化的元件包括以下材料中的至少一种材料：铁、钴、不锈钢、硅、硼。
32.‑
磁发射器沿着第一轴线面对能磁化的元件布置。
33.‑
磁发射器是螺线管。
34.‑
磁发射器能够在被能磁化的元件占据的体积处产生具有高于一阈值的感应强度的磁场，该阈值介于0.1特斯拉至10特斯拉之间，优选地，该阈值大于1特斯拉。
35.‑
能磁化的元件被配置成在磁发射器处于激活状态时被磁化，并且在磁发射器处于去激活状态时被退磁。
36.‑
力施加设备进一步包括永磁设备，该永磁设备被配置成在被能磁化的元件占据的体积处产生永磁场，当磁发射器处于激活状态，该永磁场补偿磁发射器的磁场。
37.‑
力施加设备进一步包括机械接合部和力传感器，该机械接合部以围绕第二轴线旋转的方式固定到杠杆，该力传感器被配置成对施加在杠杆上的扭矩进行测量，该扭矩造成机械接合部围绕第二轴线旋转。
38.‑
力施加设备进一步包括机械接合部，该机械接合部以围绕横摇轴线和纵摇轴线旋转的方式固定到杠杆，驾驶杆包括轴，该轴连接到机械接合部，并且轴围绕第一轴线的旋转与机械接合部围绕横摇轴线的旋转相关联，并且驾驶杆包括附加轴，该附加轴连接到机械接合部，并且附加轴围绕附加轴线的旋转与机械接合部围绕纵摇轴线的旋转相关联，力施加设备进一步包括附加磁力制动器，该附加磁力制动器包括：
39.附加能磁化的元件，该附加能磁化的元件被联接到附加轴，
40.附加磁发射器与附加能磁化的元件相对，同时能相对于附加能磁化的元件围绕附加轴线自由旋转，附加磁发射器具有激活状态和去激活状态，在激活状态下，附加磁发射器被供应电流并且在被附加能磁化的元件占据的体积处产生磁场，在去激活状态下，附加磁发射器未被供应电流并且不产生磁场，以防止附加能磁化的元件相对于附加磁发射器围绕附加轴旋转。
41.‑
在后一种情况下，附加能磁化的元件被安装在附加轴上，和/或附加轴沿着附加轴线延伸。
42.根据第二目的，本发明涉及用于飞行器的主动驾驶杆，该主动驾驶杆包括如上所限定的力施加设备，并且该主动驾驶杆进一步包括能围绕第二轴线旋转移动的杠杆，力施加设备的轴围绕第一轴线的旋转与杠杆围绕第二轴线的旋转相关联。
43.以可选择的并且非限制性的方式，该驾驶杆可以进一步具有单独采用的或者以任何技术上可能的组合的方式采用的下列特征：
44.‑
驾驶杆进一步包括：
45.力反馈计算机，
46.力反馈马达，轴对应于马达的驱动轴，马达被配置成在第二轴线上施加力反馈。
47.‑
在杆的运行期间，由力反馈马达施加的扭矩是由计算机发送的控制信号的函数。
48.‑
驾驶杆进一步包括角位置传感器，控制信号是基于由传感器测量的轴围绕第一轴线的角位置来计算的。
49.‑
力施加设备进一步包括备份电能供应单元，该备份电能供应单元被配置成当磁发射器处于激活状态时，向磁发射器提供电能供应，所述电能供应不同于计算机的电能供应。
50.‑
力施加设备的磁发射器被构造成当磁发射器处于激活状态时，接收与计算机的电能供应共用的电能供应。
51.‑
力施加设备进一步包括永磁设备，该永磁设备被配置成在被力施加设备的能磁化的元件占据的体积处产生永磁场，当磁发射器处于激活状态，该永磁场补偿磁发射器的磁场。
52.本发明另外的目的是对用于飞行器驾驶杆的力施加设备进行机械备份监控的方法，该方法使用如上所限定的驾驶杆来执行，所述杆包括力反馈马达，该方法包括以下步骤：
53.对力反馈马达的处理链上的故障进行检测，
54.向力施加设备的磁发射器发送用于磁发射器的激活信号或去激活信号，
55.可选地，激活杆的力驾驶模式。
56.本发明的另一个目的是按照阻尼定律对用于飞行器驾驶杆的力施加设备进行监控的方法，该方法使用如上所限定的驾驶杆来执行，并且包括以下步骤：
57.对杠杆的位置和/或速度进行检测，
58.产生用于力施加设备的磁发射器的激活信号，该激活信号包括磁场设定点，该磁场设定点根据预定的定律、基于杠杆的位置和/或速度来确定，激活信号被发送到磁发射器。
附图说明
59.通过以下仅为说明性的并且非限制性的、并且应当参照附图来阅读的描述，本发明的其它特征、目的以及优点将显现，在附图中：
60.图1功能性地示出了包括根据本发明的一个实施例的驾驶杆的驾驶系统的总体架构。
61.图2是图1的驾驶系统的杠杆和机械接合部的透视图。
62.图3是根据本发明的一个实施例的集成有力施加设备的驾驶杆的示意图，该力施加设备包括磁力制动器。
63.图4a示意性地示出了图3的力施加设备的磁力制动器，在该磁力制动器中，磁发射器处于激活状态，并且能磁化的元件具有第一位置。
64.图4b示意性地示出了图3的力施加设备的同一磁力制动器，在该磁力制动器中，磁发射器处于激活状态，并且能磁化的元件具有第二位置。
65.图5是用于对本发明的呈机械备份方式的力施加设备进行监控的方法的步骤的流程图。
66.图6是用于按照阻尼定律对本发明的力施加设备进行监控的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
67.接下来将描述与飞行器驾驶杆有关的示例，该飞行器驾驶杆能沿着横摇轴线以及沿着纵摇轴线旋转移动。然而，本发明的力施加设备与如下的驾驶杆结合使用具有同样的优点：该驾驶杆能够沿着不同于横摇旋转轴线或纵摇旋转轴线的一个或多个移动轴线移动。
68.在下文中，磁力制动器的“阻尼定律”表示杠杆沿着旋转轴线的旋转位置与通过制动器抵抗围绕所述轴线的旋转运动而产生的阻力之间的关系。此外，“力定律”表示杠杆的位置与返回到杠杆的总的力之间的关系，该返回到杠杆的总的力可以是阻力或者动力(该总的力考虑了一个或多个机械制动器的作用，还可能考虑到一个或多个力反馈马达或其他元件的作用)。
69.在所有的附图中和下文的描述中，相似的元件具有相同的附图标记。
70.图1示出了飞行器驾驶系统的功能架构，特别地，沿着横摇轴线和纵摇轴线驾驶该飞行器。特别地，所示出的驾驶系统包括驾驶侧杆，该驾驶侧杆的示例将在下文中详细描述。侧杆通常布置在飞行器的驾驶舱中。
71.在该图中，两个功能单元之间较粗的线条对应于机械联接。箭头联接是可以传输数据的电子联接。
72.该系统包括控制杠杆1，该控制杠杆被安装在机械接合部2上，例如安装在机械接合部的板上。杠杆可围绕杠杆的横摇轴线x和纵摇轴线y旋转地安装，这两个轴线是正交的。机械接合部2可以安装在飞行器的壳体上，壳体固定到飞行器的地板。飞行员作用于杠杆以控制飞行器的移动部分。
73.通常，由与横摇轴线x相关联的角杠杆位置传感器4a以及与纵摇轴线y相关联的角杠杆位置传感器4b获取的电子杠杆位置信号被传送到飞行控制单元8或fcs(flight control system，飞行控制系统)。可选地，传感器4a和4b还传送关于杠杆1沿着这些轴线的旋转速度的信息。杠杆位置/速度信息被控制单元8转换成用于飞行器的移动部分的驾驶控制信号。
74.图1所示的驾驶杆进一步包括用于在杠杆的横摇轴线和纵摇轴线上施加力的设备。力施加设备的一个功能是：作为对力马达的补充或通过取代力马达，确保在杆上的力反馈以响应飞行员对杠杆1的操作。
75.在本示例中，力施加设备包括与具有轴线a的驱动轴相关联的电动马达3a，该具有轴线a的驱动轴联接到杠杆的横摇轴线x。“联接到轴线”表示在具有轴线a的轴和接合部2的元件之间存在运动传递。因此，当杠杆沿着轴线x枢转时，马达3a的驱动轴被旋转驱动。同样地，设备包括与具有轴线b的驱动轴相关联的电动马达3b，该具有轴线b的驱动轴联接到杠杆的纵摇轴线y。马达3a和3b是力反馈马达。
76.可替代地，马达3a可以被布置成通过联接到接合部2的旋转轴直接作用在横摇轴线x上，并且马达3b可以被布置成通过联接到接合部2的旋转轴直接作用在纵摇轴线y上。
77.为了确保对由马达3a和3b提供的力进行控制，驾驶杆包括计算机70，该计算机被配置成产生并向马达发送包括力设定点(例如由马达施加的扭矩设定点)的控制信号。控制单元8被配置成基于杠杆的位置/速度信息和/或基于其他数据来确定力设定点。例如，力设定点是根据预定的力定律来计算的。计算机70包括电子接口，该电子接口用于接收包括所
述位置信息的信号并且将该信息发送到控制单元8。
78.可替代地，计算机70可以被配置成根据杠杆的位置/速度信号和/或根据其他数据自主地确定力设定点，并且根据力设定点产生马达控制信号。
79.力施加设备进一步包括联接到轴线a的第一磁力制动器5a以及联接到轴线b的第二磁力制动器5b。在本示例中，这些制动器分别直接地布置在马达3a的具有轴线a的轴上和马达3b的具有轴线b的轴上。
80.每个磁力制动器包括能磁化的元件和与该能磁化的元件相对的磁发射器，下文描述了磁发射器的结构的详细示例。磁发射器具有激活状态和去激活状态，在激活状态下，磁发射器在被能磁化的元件占据的体积处发射磁场，在去激活状态下，磁发射器不发射所述磁场。如将在下文中看到的，在磁发射器和能磁化的元件之间的静磁相互作用可能会制动或阻碍与磁力制动器相关联的轴的旋转。“能磁化的元件”表示全部或部分由以下材料制成的元件：该材料能够响应施加到该材料的磁场而被磁化。优选地，如果在被能磁化的元件占据的体积处，总的磁场被抵消，则所述元件的材料所获得的磁性消失。
81.根据与图1的示例相对应的第一变型，磁力制动器5a和5b的磁发射器被控制成选择性地切换到激活状态或去激活状态。
82.在此，制动器5a和5b的磁发射器各自具有与计算机70的电能供应不同的相应的备份电能供应单元71a和71b。磁发射器的激活状态或去激活状态的选择性控制由备份电能供应单元来执行。
83.一个优点是：在发生影响计算机70的故障(例如计算机的电能供应中断，阻碍了力反馈马达的可靠运行)的情况下，磁力制动器保持处于控制之下。
84.在该示例中，驾驶系统的控制单元8确保了对备份电能供应单元的控制，从而确保了对供应到制动器5a和5b的磁发射器的电流供应的控制。
85.根据在附图中未示出的第二变型，当磁发射器处于激活状态时，磁力制动器的磁发射器被配置成接收与计算机70的电能供应共用的电能供应。例如，磁发射器直接通过电脑70供电。
86.在后一种变型中，磁发射器的激活状态或去激活状态可能无法选择性地控制。因此，激活状态起因于计算机70的正常电能供应，而去激活状态起因于计算机70的电能供应中断或电能供应故障。可替代地，计算机70选择性地对磁发射器切换到激活状态或去激活状态进行控制。
87.应该注意，如果保持了被构造成作用于横摇轴线和纵摇轴线的制动器5a和5b，则马达3a和3b可以从驾驶系统中省略。因此，制动器5a和5b可以被控制以施加阻力，该阻力根据阻尼定律、基于杠杆1的位置和/或速度来确定。
88.可选地，驾驶系统还包括分别对沿着轴线x和沿着轴线y枢转地施加在杠杆上的扭矩进行测量的力传感器6a和6b。这些力传感器可以是所有已知类型的力传感器，例如电容式传感器、压电式传感器或电阻式传感器。
89.如果驾驶系统包括力驾驶模式，这种传感器特别有用。在该模式下，杠杆1被固定，并且控制单元8基于飞行员施加在杠杆1上的力来确定用于飞行器的移动部分的控制信号。
90.图2示出了根据按照图2的架构的示例性实施例的驾驶杆。杠杆1被布置在固定到壳体9的机械接合部2上，该壳体固定到飞行器的框架。接合部能沿着轴线x和y相对于壳体
旋转移动。马达3a和3b(在附图中不可见)从杠杆偏置。制动器5a和5b也从杠杆偏置。
91.杠杆1在一个端部处是自由的，并且在另一个端部处固定到接合部2的第一板11。第一板11能沿着轴线x和轴线y旋转移动，并且联接到接合部2的第二板10。轴线x联接到第一板11，使得第一板11围绕轴线y的枢转使轴线x围绕轴线y枢转。
92.两个传动装置(每个传动装置包括通用接合部)将杠杆分别沿轴线x、沿轴线y的旋转运动分别转换为沿着轴线a延伸的轴a1(在附图中不可见)的旋转运动、沿着轴线b延伸的轴a2(在附图中不可见)的旋转运动。马达3a和磁力制动器5a与轴a1相关联，轴a1是马达3a的驱动轴。马达3b和磁力制动器5b与轴a2相关联，轴a2是马达3b的驱动轴。
93.因此，马达3a和3b直接接合在机械接合部2上，并且可以响应于飞行员施加到杠杆1的枢转运动，根据力定律或预定的阻尼定律来传递阻力或动力。
94.关于接合部2的结构以及在该接合部与马达3a和3b之间的机械联接的更多细节，可以参照文献fr 3 011 815的图1及其相关描述。
95.力施加设备的磁力制动器
96.图3示意性地示出了按照图1的总体架构的驾驶杆的示例。
97.驾驶杆包括力施加设备，该力施加设备旨在当杠杆分别围绕其横摇轴线x以及围绕其纵摇轴线y枢转时，将力施加在由杆的杠杆1旋转驱动的轴a1和a2上。力施加设备机械地补充和/或备份横摇马达3a和纵摇马达3b。
98.制动器5a关于横摇马达3a与机械接合部2相对地布置，制动器5b关于纵摇马达3b与机械接合部2相对地布置。制动器的这种布置的一个优点是能够使制动器相对于接纳杠杆1的机械接合部2偏置，使得可以在驾驶舱中节省空间，杠杆附近的空间被清空。
99.作为变型，制动器可以被直接布置在接合部2附近，例如布置在马达和接合部之间。制动器5a可以布置成直接作用于沿横摇轴线x延伸的轴，而不是作用于轴a1，轴a1围绕轴线a1的旋转与接合部围绕轴线a的旋转相关联。制动器5b还可以被布置成直接作用于纵摇轴线y。
100.以下描述涉及力施加设备的磁力制动器5a的结构，该磁力制动器与杠杆的横摇轴线x相关联并且与马达3a相关联；具有类似结构和操作的磁力制动器5b可以用于杠杆的纵摇轴线y。
101.在此，力施加设备包括与横摇轴线x相关联的磁力制动器5a。杠杆围绕轴线x的旋转与轴a1围绕轴线a的旋转相关联。换言之，当杠杆围绕轴线x枢转时，杠杆旋转地驱动轴a1。
102.优选地，杠杆1安装在机械接合部2上，该机械接合部以围绕轴线x旋转的方式固定到杠杆。例如，机械接合部遵照图2中所示出的机械接合部，并且接合部2的万向接头连接件传递轴线x和轴线a之间的旋转运动。
103.可替代地，杠杆可以直接驱动轴a1而不穿过机械接合部。
104.应当注意，在此，轴a1和包括作为驱动轴的所述轴的马达3a被集成到力施加设备中。
105.磁力制动器5a包括：
106.‑
能磁化的元件50a，该能磁化的元件联接到轴a1，使得轴围绕轴线a的旋转使得能磁化的元件围绕同一轴线旋转，
107.‑
与能磁化的元件50a相对的磁发射器51a，该磁发射器能相对于能磁化的元件50a围绕轴线a自由旋转。
108.磁发射器51a具有激活状态和去激活状态，在激活状态下，磁发射器被供应电流并且在被能磁化的元件占据的体积处产生磁场(例如预定的稳定感应磁场)，在去激活状态下，磁发射器未被供应电流并且不产生该磁场。
109.例如，如果磁发射器是螺线管，则激活状态可能对应于在螺线管的端子处电流的流动，并且去激活状态可能对应于在螺线管的端子处没有电流。
110.能磁化的元件50a包括能够响应于施加到其上的磁场、在此响应于磁发射器51a的激活或去激活而被磁化的材料。例如，能磁化的元件全部或部分由顺磁性材料组成；因此，能磁化的元件的微粒获得磁力矩，该磁力矩沿着与由能磁化的元件所占据的体积所经受的总磁场的方向相同的方向定向，因此，能磁化的元件获得磁化，如果总磁场被抵消，则该磁化消失。可替代地，能磁化的元件可以由抗磁性材料组成。
111.例如，能磁化的元件包括单独采用或组合采用的、铁、钴、不锈钢、硅或硼中的全部或一部分。例如，能磁化的元件是固定到轴a1的一个端部的金属部件，通常是以轴a1的轴线a为中心的金属盘。
112.轴a1沿着轴线a延伸。因此，轴线a构成轴a1的延伸轴线。在此，能磁化的元件50a沿着轴线a被安装在轴a上。
113.在此，磁发射器51a面对能磁化的元件50a、沿着轴线a布置。磁发射器51a与能磁化的元件50a相对。作为该布置的结果，磁发射器的激活或去激活引起在由能磁化的元件所占据的体积处总磁场的变化。
114.在此，磁发射器51a和能磁化的元件50a沿着轴a1的轴线a彼此分隔开空气间隙距离e。
115.当能磁化的元件50a被磁化时，由于磁发射器51a的激活或去激活，通过能磁化的元件50a的磁场和磁发射器51a的磁场之间的相互作用，能磁化的元件50a相对于磁发射器51a的旋转被制动或阻碍。
116.优选地，磁发射器51a联接到壳体9；在图3的示例中，发射器51a被布置在能磁化的元件50a和壳体9之间。因此，在能磁化的元件50a被磁化之后，轴a1相对于壳体9的运动被制动或阻碍。当飞行员试图使杠杆沿着横摇轴线x相对于飞行器的固定部分枢转时，他会感觉到力反馈。
117.上文限定的磁力制动器有很多优点。该磁力制动器的机械复杂性低。此外，不同于通过机械锁定(例如通过齿式离合器)运行的制动系统，轴的制动可以在磁发射器和能磁化的元件之间不接触的情况下实现。实现对杠杆的运动进行机械锁定的部件将遭受高的摩擦力，并且因此可能会很快磨损。在此，由于没有接触，能磁化的元件50a和磁发射器51a的磨损非常少。
118.此外，在能磁化的元件未被磁化时，制动器的移动部件之间没有摩擦，不存在怠速阻力扭矩。
119.能磁化的元件和磁发射器之间的静磁相互作用也基于磁力制动器介质的温度而略微可变。
120.最后，磁发射器和能磁化的元件之间的静磁相互作用可以被监控，使得当飞行员
在杠杆上施加高的力时，这些部件之间可能发生相对运动，在这种情况下，轴a1可以相对于磁发射器枢转。与根据机械锁定原理运行的制动器不同，以上限定的磁力制动器不需要增加扭矩限制器来承受飞行员施加的高的力。在此，磁力制动器用作自然扭矩限制器。
121.有利地，力施加设备包括第二磁力制动器5b，第二磁力制动器包括联接到第二轴a2的能磁化的元件50b以及优选地联接到壳体9的磁发射器51b。因此，由制动器施加在横摇轴线和纵摇轴线上的阻力可以被独立地监控。
122.在第一实施例中，能磁化的元件50a在磁发射器的去激活状态下(即在不存在由磁发射器发射的磁场的情况下)未被磁化(或可忽略地被磁化)。因此，能磁化的元件50a被配置成在磁发射器51a处于激活状态下时被磁化，并且在磁发射器51a处于去激活状态下时被退磁。
123.该模式与使用制动器5a作为力反馈马达的机械备份和对阻尼定律进行模拟兼容。
124.该模式特别对应于这样的情况：与由在激活状态下的能磁化的元件50a产生的磁场相比，位于能磁化的元件附近的所有其他磁场源具有可忽略的磁场。
125.该实施例的一个优点是磁发射器产生的磁场不与另一个永磁场相互作用。可以精确地知道在能磁化的元件处的总磁场。
126.图4a和图4b示出了根据对应于该第一实施例的一个示例的磁力制动器5a。
127.在该示例中，磁发射器51a是固定到壳体9(未示出)的螺线管，并且该螺线管具有作为对称轴线的轴线d。优选地，轴线d与轴a1的轴线a对齐，能磁化的元件50a固定到轴a1。
128.在此，能磁化的元件是以轴a1的轴线a为中心的金属盘。轴a1是磁力制动器5a的输出轴。在磁力制动器被用作力马达的补充或备份的情况下，轴a1是力马达的驱动轴(或者联接到所述驱动轴)。盘被布置在轴a1的端部处，并且在距螺线管51a空气间隙e的距离处、面对螺线管51a布置。
129.在没有电流在螺线管的端子处流动的情况下，金属盘50a的材料未被磁化。盘50a和轴a1能相对于螺线管围绕轴线a自由旋转。
130.在螺线管的激活状态下，电流在螺线管的端子处流动。例如该电流是由备份电能供应单元71a根据飞行器的控制单元8的指令来提供。
131.下文描述了根据该示例的制动器的运行的一个示例。
132.如果磁力制动器用作横摇马达3a的机械备份，则优选地，在杆的标称运行中，螺线管处于去激活状态。
133.图4a示出了紧接着在激活时刻之后盘50a的第一位置，在激活时刻，螺线管切换到激活状态。电流i在螺线管的端子处流动。
134.处于激活状态下的螺线管在图的左侧有北磁极，在图的右侧有南磁极。因此，螺线管产生稳定的磁场。在盘的体积处的磁场由图4a中的磁场线l示出。
135.能磁化的元件的微粒获得剩余磁化。由于该磁化，盘产生了与螺线管的磁场相互作用的磁场。图4a示出了磁化后的盘的南极区域和北极区域之间的界面52。界面52基本上垂直于轴的轴线。
136.只要螺线管处于激活状态，盘在激活时刻之后获得的磁化就会保持不变。因此，在盘50a围绕轴的轴线进行枢转运动期间，北极区域和南极区域之间的界面52也跟随盘的运动而进行枢转。
137.紧接着在激活时刻之后，图4a中盘50a的位置对应于杠杆1在其围绕横摇轴线x运动时的中立点。螺线管的磁场和磁化的盘的磁场之间的相互作用倾向于抵抗相对于该中立点远离盘的任何运动，并且因此倾向于抵抗相对于该中立点远离杠杆的任何运动。
138.因此，图4b示出了盘50a从中立点偏移的第二位置。盘50a相对于图4a中的第一位置通过围绕轴的轴线向右枢转而到达该位置。
139.因此，界面52偏移，使得界面的前部部分在图4b中向右偏移。盘50a的南磁极和北磁极从螺线管51a的南磁极和北磁极成角度地偏移。
140.由螺线管51a产生的磁场与盘50a的磁化之间的相互作用阻碍磁化的盘的极从螺线管的磁极的这种偏移。阻力扭矩被施加到盘上，该阻力扭矩阻碍盘的向右运动。
141.只要螺线管保持处于激活状态，由螺线管51a产生的磁场与盘50a的磁化之间的相互作用就继续阻碍盘相对于中立点的远离。
142.优选地，如果在螺线管的端子处的电流随后被切断，则盘50a的微粒的磁化消失。因此优选地，盘的磁化是暂时的。一个优点是，在螺线管51a去激活后，如果例如通过备份电能供应单元71a，横摇马达3a恢复其功能，则杠杆恢复其标准运行而不朝向中立点偏斜。在横摇马达发生新故障的情况下，盘50a可以通过激活螺线管51a而再次被磁化，该盘可能具有不同于图4a所示的中立点的中立点。
143.在图4b的示例中，施加在盘50a上的阻力扭矩不足以完全阻止盘相对于螺线管进行枢转。因此，在盘相对于图4a中的中立点进行枢转运动时盘被制动，并且在中立点处盘不被阻碍。
144.可替代地，螺线管51a可以被构造成在将盘磁化之后在中立点处完全阻碍盘50a。后一种情况对于驾驶杆的力驾驶是有利的，在力驾驶期间，杠杆1被阻碍，并且根据飞行员沿着轴线x以及沿着轴线y枢转地施加在杠杆上的扭矩对飞行器的移动部分进行监控。
145.在本示例中，对于在盘和螺线管之间的、介于0.05厘米至0.5厘米之间(例如一毫米)的空气间隙距离e，可以使用如下的螺线管来实现将盘完全阻碍在中立点上：该螺线管适合于在中立点处在盘上产生磁场，该磁场的感应强度高于一阈值，该阈值介于0.1特斯拉至10特斯拉之间，例如该阈值等于1特斯拉。
146.应当注意，以已知的方式，由螺线管产生的磁场的感应强度随着行进穿过螺线管的电流的强度而增加。因此，能够控制螺线管以获得根据磁场设定点变化的可变磁场。螺线管可以例如用于产生根据阻尼定律计算的阻力。
147.因此，螺线管也构成了用于通过轴在杠杆上施加被监控的阻力的令人满意的解决方案。
148.在磁力制动器的第二实施例中，能磁化的元件50a在磁发射器51a的去激活状态下(即在没有由磁发射器发射的磁场的情况下)被磁化。例如，除了磁发射器，另一个磁场源被布置在能磁化的元件50a的附近。
149.有利地，如下永磁体被用作附加磁场源：该永磁体被配置成在被能磁化的元件占据的体积处产生永磁场，当磁发射器处于激活状态时，所述永磁场补偿磁发射器的磁场。
150.永磁体由铁磁性材料制成，该永磁体即使在没有任何电流的情况下也发射永磁场。优选地，永磁体的几何形状被选择成使得在轴线d处该永磁体产生的磁场与激活状态下的螺线管产生的磁场的方向相同。
151.在磁力制动器5a被用作横摇马达3a的磁备份的情况下，该第二实施例(未在附图中示出)特别有利。实际上，如果磁发射器51a(例如螺线管，该螺线管类似于以上关于图4a和图4b所描述的螺线管)被配置成接收与计算机70的电能供应共用的电能供应，和/或与横摇马达3a的电能供应共用的电能供应，那么在电能供应中断而造成横摇马达故障的情况下，磁发射器51a自动并且立即去激活。
152.因此优选地，根据该第二实施例的驾驶系统不包括备份电能供应单元。因此，磁发射器受到在横摇马达的处理链上的电能供应中断的影响。
153.在磁发射器为螺线管并且能磁化的元件为盘的情况下，根据该第二实施例的磁力制动器的运行可以按以下方式进行。
154.在驾驶杆的标称运行期间，螺线管处于激活状态。螺线管产生的磁场补偿了永磁体的磁场。盘未被磁化或磁化很少。
155.在影响横摇马达的处理链的电能供应中断的情况下，在螺线管的端子处的电流被切断。因此，在盘所占据的体积处的总磁场变得基本上等于由永磁体产生的磁场。因此，在螺线管被去激活的时刻之后，盘立即被磁化。
156.这样就产生了中立点，该中立点对应于盘在去激活时刻的位置。由永磁体产生的磁场和盘的磁化之间的相互作用在盘处产生了阻力扭矩，该阻力扭矩以与关于图4a和图4b描述的运行类似的方式阻碍盘从中立点远离。
157.磁力制动器产生的这种阻力扭矩反映在横摇马达的驱动轴上，从而制动、或者甚至阻碍驾驶杆的由飞行员施加的围绕横摇轴线的运动。
158.用于对机械备份力施加设备进行监控的方法
159.根据一种可能的运行模式，在发生影响所述马达的运行的故障的情况下，与驾驶杆相关联的力施加设备用于替代力反馈马达(优选地电动马达)。力施加设备包括一个或多个磁力制动器，优选地包括与杠杆的横摇轴线相关联的制动器以及与杠杆的纵摇轴线相关联的制动器。
160.图5示出了用于对作为力反馈马达的机械备份的力施加设备进行监控的方法的步骤。
161.该方法例如通过根据上文关于图3的描述的驾驶杆来执行。
162.在步骤100中，对力反馈马达的处理链上的故障进行检测。该故障例如是马达(该马达不再能够在与马达关联的杠杆的枢转轴线上提供足够的力反馈)的机械故障或电能供应丧失、或者在包括力设定点的控制信号的处理或通信中的故障、或者计算机70的电能供应丧失。
163.在步骤200中，向磁发射器发送用于制动器的磁发射器的激活信号或去激活信号。磁发射器被监控使得制动器的能磁化的元件被磁化。
164.特别地，如果磁力制动器符合图4a和图4b所示的实施例，则在检测到故障之后，在步骤200中发送的信号是用于作为磁发射器的螺线管的激活信号。因此，具有非零强度的电流在螺线管的端子处流动。
165.响应于在步骤200中发送的信号，在步骤250中，将磁力制动器的能磁化的元件磁化。优选地，杠杆和制动器的尺寸被设计成使得在步骤250中，在磁化的盘的磁场与磁发射器的磁场、或磁化的盘的磁场与永磁体的磁场之间的相互作用的影响下，杠杆沿着与被检
测到故障的力反馈马达相关联的轴线(例如横摇轴线或纵摇轴线)被枢转地阻碍。
166.优选地，在步骤300中，驾驶系统进入杆的力驾驶模式。在故障事件发生后，由静磁相互作用施加在磁力制动器的轴上的阻力足够大以阻碍轴的旋转。
167.在力驾驶模式下，在杠杆的横摇轴线和纵摇轴线上，横摇力传感器6a和纵摇力传感器6b替代了位置传感器4a和/或速度传感器4b，以驾驶飞行器的移动部分。由控制单元8(fcu)产生的驾驶控制信号是在杠杆上检测到的力的函数。在力驾驶模式持续期间，杠杆保持被阻碍。
168.一旦在与制动器相关联的马达的处理链上的故障被解决，就可以将力驾驶模式去激活。优选地，磁力制动器的能磁化的元件被退磁。
169.应当注意，在磁发射器的电能供应中断造成能磁化的元件的磁化的实施例中，在一些情况下，特别地，如果磁发射器直接连接到力反馈马达的电能供应，向磁发射器发送激活或去激活指令是不必要的。
170.如上所述的机械备份监控的一个优点是侧杆不能切换到飞行员可以自由枢转杠杆的模式。
171.用于按照阻尼定律对力施加设备进行监控的方法
172.图6示出了用于对力施加设备进行监控以模拟阻尼定律的方法的步骤。
173.该方法例如通过根据上文关于图3的描述的驾驶杆来执行。在此，力施加设备的磁力制动器的磁发射器能够根据磁场设定点发射可变的磁场。
174.在这种情况下，磁力制动器不一定与力反馈马达相关联以确保在杠杆上的触觉反馈，该马达的故障期望被消除。在驾驶杆的标称运行期间，磁力制动器参与杠杆上的力反馈。
175.下面的示例涉及杠杆沿横摇轴线x的运动。应当理解，该方法可以被实施为对杠杆沿纵摇轴线或沿任何其他旋转轴线的运动产生阻尼。
176.在步骤400中，例如通过位置和/或速度传感器4a，对杠杆围绕轴线x的位置和/或速度进行检测。
177.在步骤500中，由计算机70产生用于与轴线x相关联的磁力制动器的磁发射器的激活信号。激活信号对应于按照预定的定律、基于杠杆的位置和/或速度确定的磁场设定点。
178.例如，如果磁发射器是螺线管，则激活信号可以对应于由计算机70在螺线管的端子处传输的电流，该电流的电强度取决于由螺线管产生的磁场的期望感应强度。
179.激活信号被发送到磁发射器。在步骤550处，磁发射器的磁场和能磁化的元件的磁场之间的相互作用的效果是：产生阻碍磁力制动器的轴围绕其轴线的旋转运动的阻力。
180.上述按照阻尼定律进行监控的一个优点是：作为可能的力反馈(特别是电动的)马达的补充或替代，磁力制动器参与力反馈。能够减少力马达的尺寸、以及驾驶杆的空间需求和总质量。