CN103693204A - 一种航姿系统与飞控系统控制交联方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航姿系统与飞控系统控制交联方法，应用在直升机控制领域。本发明在直升机上取消地平仪及陀螺磁罗盘系统，加装2套航姿系统，通过航姿系统替代地平仪及陀螺磁罗盘系统向飞控系统提供姿态及航向信息，陀螺磁罗盘系统及地平仪的指示功能由航姿系统替代。本文给出了航姿系统的安装、导线敷设、地面通电及试飞的方法。该方法不仅可满足飞控系统的使用要求，同时可以提高飞控系统的稳定性，可靠性，并具有可拓展性，方便飞控系统排故，同时不需飞控系统做适应性更改。

Description

一种航姿系统与飞控系统控制交联方法

技术领域

本发明一种航姿系统与飞控系统控制交联方法应用在直升机控制领域。

背景技术

某型直升机的飞控系统所需的航向及姿态信息由2套陀螺磁罗盘系统及2套地平仪提供，使用上述两个系统提供信号存在如下缺陷：

(1)陀螺磁罗盘系统的精度低，且其易受外界磁场干扰，抗干扰能力低，长时间精度较低，不利于飞控系统的航向精度保持；

(2)地平仪精度较低，不利于飞控系统姿态精度保持，同时在直升机做大坡度飞行时，两套地平仪输出数据易有较大差异，导致飞控系统报警并自动断开，直接导致飞控系统无法使用；

(3)两套系统均无自检测功能，当飞控系统故障时，不能迅速判断故障源，因此不利于飞控系统的故障排除；

(4)交联信号分散，集成度低，不利于直升机维护；

(5)陀螺磁罗盘系统及地平仪均采用国外设备，两套设备维护等方面有困难，且不利于长期的国产化发展；

两套系统均仅能输出模拟信号，不利于直升机数字化的实现。

发明内容

本发明目的：取消机上的地平仪及陀螺磁罗盘系统，安装航姿系统。由航姿系统向飞控系统提供姿态信息及航向信息；同时地平仪及陀螺磁罗盘的指示功能由航姿系统取代；在飞控系统故障时，通过检查航姿系统输出的状态字可迅速定位或排除故障源。

本发明技术方案是：一种航姿系统与飞控系统控制交联方法，本方法采取以下步骤：

1)取消原机安装的地平仪及陀螺磁罗盘系统，加装2套航姿系统[1]，航姿系统[1]包括航姿计算机[2]、磁传感器[3]及备份飞行显示器[4]，航姿计算机[2]解算数据并向飞控系统[5]及备份飞行显示器输出姿态及航向数据[6]，磁传感器

2)航姿计算机安装在直升机机头设备架上，磁传感器安装在直升机尾梁中，备份飞行显示器[4]安装在仪表板上；

3)把航姿系统[1]和飞控系统[5]通过导线连接；

4)导线敷设完毕后，分别对航姿系统[1]和飞控系统[5]通电检查以确定系统可以正常工作；

5)进行试飞验证，飞行过程中检查飞控系统[5]的姿态保持及航向保持功能，如果没有实现上述功能，则查找故障源，排除故障，重复步骤1到5，直至航姿系统[1]满足飞控系统[5]的交联要求。

本发明的有益效果是：航姿系统提供的航向精度高，不宜受外界干扰，可提高飞控系统的航向精度保持；

(1)航姿系统提供的姿态精度高，因此两套航姿系统在直升机大坡度飞行时输出的数据误差小，不会导致飞控系统报警以至自动断开；

(2)航姿系统具有自检测功能，当飞控系统故障时，可通过航姿系统输出的状态字迅速定位或排除故障源，有利于飞控系统的故障排除及维护；

(3)航姿系统可同时实现陀螺磁罗盘及地平仪的功能，减少机上安装设备的数量同时可减少设备维护工作；

(4)国产航姿已有丰富的使用经验，可完全满足直升机的使用要求；且航姿系统的技术为国内拥有，出现问题时维护更加方便，可有利于摆脱国外成品的种种束缚；

(5)航姿系统除具有模拟量接口外，还具有数字量接口且带载能力高，可为直升机数字化打下基础。

附图说明

图1是航姿系统与飞控系统交联原理图

1是航姿系统，2是航姿计算机、3是磁传感器、4是备份飞行显示器，5是飞控系统，6是航向数据，7是实时磁通量，8是姿态有效信号，9是航向有效信号。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施方法对本发明作进一步的详细说明。

取消原机安装的地平仪及陀螺磁罗盘系统，加装2套航姿系统[1]，航姿系统[1]包括航姿计算机[2]、磁传感器[3]及备份飞行显示器[4]，航姿计算机[2]解算数据并向飞控系统[5]及备份飞行显示器输出姿态及航向数据[6]，磁传感器[3]感应直升机的实时磁通量[7]并向航姿计算机输出实时磁通量[7]，备份飞行显示器[4]负责输出直升机的姿态、航向信息，其中航姿计算机[2]向飞控系统[5]输出直升机的姿态信息、航向信息、姿态有效信号[8]、航向有效信号[9]。

由于光纤陀螺及加速度计为敏感器件，因此航姿计算机[2]应安装在直升机振动较小的部位，故安装在直升机机头设备架上，同时其姿态安装误差通过增减可剥垫片的方式满足姿态误差在±3′以内，航向误差通过调整惯性测量部件与支架的相对安装位置满足航向误差在±6′以内；磁传感器[3]应尽可能安装在磁干扰小的部位，直升机尾梁内无其它电气设备，因此安装在直升机尾梁中，其安装误差满足方式同航姿计算机[2]；为方便飞行员读取姿态、航向信息及方便航姿系统维护，备份飞行显示器[4]安装在仪表板上。

把航姿系统[1]和飞控系统[5]通过导线连接；飞控系统[5]的航向及姿态输入数据形式为ARINC407格式的模拟信号，飞控系统[5]含有2个通道，每个通道分别连接一套航姿系统[1]。通道一需输入俯仰及横滚信号，由航姿计算机[2]提供；通道二需连接俯仰、横滚及航向信号，由航姿计算机2提供。ARINC407格式的模拟信号使用时需要飞控系统[5]和航姿系统[1]的信号保持同步，即使用同一个激磁，因此激磁由飞控系统[5]提供。为保证飞控系统的安全性，只有在航向及姿态信号有效的前提下飞控系统[5]才可接通，需判断姿态及航向信息是否有效，即：两套航姿分别输出姿态及航向的有效信号给飞控系统[5]（有效信号为开关量）。ARINC407格式的模拟信号容易受到干扰，选用三角屏蔽线连接；激磁信号选择双绞线连接；有效信号选择单芯屏蔽导线即可。根据上述要求在直升机上进行导线的敷设。

导线敷设完毕后，需分别对航姿系统[1]及飞控系统[5]进行地面通电检查以确定系统可以正常工作。其中着重检查航姿系统[1]与飞控系统[5]的交联部分，以验证交联是否有效可行。地面通电结果表明，航姿系统[1]可满足飞控系统[5]的使用要求。

进行试飞验证，飞行过程中检查飞控系统[5]的姿态保持及航向保持功能，如果没有实现上述功能，则查找故障源，排除故障，重复步骤1到5，直至航姿系统[1]满足飞控系统[5]的交联要求。

综上，通过加装航姿系统[1]，实现了使用航姿系统[1]替代地平仪及陀螺磁罗盘系统向四轴飞控系统提供信号的功能，提高了飞控系统[1]的稳定性，从而提高直升机的安全性。

Claims (1)

1.一种航姿系统与飞控系统控制交联方法，其特征在于，本方法采取以下步骤：

1)取消原机安装的地平仪及陀螺磁罗盘系统，加装2套航姿系统[1]，航姿系统[1]包括航姿计算机[2]、磁传感器[3]及备份飞行显示器[4]，航姿计算机[2]解算数据并向飞控系统[5]及备份飞行显示器输出姿态及航向数据[6]，磁传感器[3]感应直升机的实时磁通量[7]并向航姿计算机输出实时磁通量[7]，备份飞行显示器[4]负责输出直升机的姿态、航向信息，其中航姿计算机[2]向飞控系统[5]输出直升机的姿态信息、航向信息、姿态有效信号[8]、航向有效信号[9]。

2)航姿计算机安装在直升机机头设备架上，磁传感器安装在直升机尾梁中，备份飞行显示器[4]安装在仪表板上；

3)把航姿系统[1]和飞控系统[5]通过导线连接；

4)导线敷设完毕后，分别对航姿系统[1]和飞控系统[5]通电检查以确定系统可以正常工作；

5)进行试飞验证，飞行过程中检查飞控系统[5]的姿态保持及航向保持功能，如果没有实现上述功能，则查找故障源，排除故障，重复步骤1到5，直至航姿系统[1]满足飞控系统[5]的交联要求。

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