CN105035307B - 双通道耦合的飞机操纵系统 - Google Patents

Abstract

提供一种双通道耦合的飞机操纵系统。该系统包括纵向操纵装置、横向操纵装置、左侧尾舵、右侧尾舵以及机械位移耦合与解耦机构，左侧尾舵与右侧尾舵呈“V”字型布局；纵向操纵装置与机械位移耦合与解耦机构的输入点相连，横向操纵装置与机械位移耦合与解耦机构的输入杆乙相连，左侧尾舵与机械位移耦合与解耦机构的输出杆甲相连，右侧尾舵与机械位移耦合与解耦机构的输出杆乙相连。本发明机构原理简单，驾驶柱与脚蹬的运动相互不影响和制约，且系统易于实现精确设计，尤其适用于新型通用飞机。

Description

双通道耦合的飞机操纵系统

技术领域

本公开涉及飞机操纵系统，尤其涉及一种多通道耦合的飞机操纵系统。

背景技术

在当前飞机设计领域，尤其是一些具有机械操纵机构的小型通用飞机，有很多都模仿世界先进的V型尾翼布局，即两个尾翼互成角度向两侧倾斜，在尾翼的后缘均设置有舵面。而且在航模飞机的使用中，受飞机外形布局方面的原因，将常规的飞机中应具有的升降舵和方向舵合并，在V型尾翼布局中将升降舵和方向舵的功能进行合并，即当两侧的舵面向同一方向偏转时，舵面起到偏航作用，即实现方向舵的作用，当两侧的舵面向做不同方向偏转时，舵面由于V型尾翼布局形式的影响，会对飞机起到俯仰作用，即实现升降舵的作用。作为一种航空爱好者体验式飞行飞机，一般均为小型飞机，均以机械操纵系统为主，但是目前尚未检索到有关此类机械操纵的飞机。在电传飞机中，由于各路均由计算机进行接收与解算，所以不存在此类问题。作为机械操纵的飞机，其困难原因总结如下：1、此类飞机涉及到升降舵和方向舵操纵的耦合，即驾驶柱和脚蹬同时操纵一个舵面，如何将驾驶柱和脚蹬的作用效果进行耦合，使其能够进行有效操纵；2、经过耦合后的操纵指令，如何分解至两个舵面，使其产生不同的偏转效果。

发明内容

本公开旨在提供一种能够将飞机的纵向通道和航向通道进行耦合的双通道耦合的飞机操纵系统。

根据本公开的一方面，提供一种双通道耦合的飞机操纵系统，包括纵向操纵装置、横向操纵装置、左侧尾舵、右侧尾舵以及机械位移耦合与解耦机构，左侧尾舵与右侧尾舵呈“V”字型布局；纵向操纵装置与机械位移耦合与 解耦机构的输入点相连，横向操纵装置与机械位移耦合与解耦机构的输入杆乙相连，左侧尾舵与机械位移耦合与解耦机构的输出杆甲相连，右侧尾舵与机械位移耦合与解耦机构的输出杆乙相连；

其中，机械位移耦合与解耦机构包括输入滑道、输入杆甲、输入杆乙、十字套筒、中间连杆甲、中间连杆乙、输出杆甲、输出杆乙、芯轨、输入管轨、输出管轨、侧轨；输入滑道为槽状滑道，侧边固定有输入点，两侧设置有两组侧轨且输入滑道能够沿侧轨做直线运动；输入杆甲与两组侧轨平行安装，杆体穿过十字套筒的一条套管内，一个端头与输入滑道配合安装并能够沿输入滑道滑动，另一个端头与中间连杆甲和中间连杆乙共铰，中间连杆甲的另一端与输出杆甲铰接，中间连杆乙的另一端与输出杆乙铰接；十字套筒的另外两个端头分别套于芯轨上，并能够沿芯轨做平动，输出杆甲和输出杆乙分别穿过两个输出管轨，并能够沿两个输出管轨做平动，输入杆乙穿过输入管轨，与十字套筒固连；输入杆甲的运动方向始终与输入杆乙的运动方向垂直，输入管轨、芯轨、输出管轨、侧轨均为固定轨道。

根据一个实施例，在机械位移耦合与解耦机构中，输入管轨、输出管轨、芯轨、侧轨与对应的输入杆、输出杆、十字套筒、输入滑道均可以为间隙配合。

根据一个实施例，输入杆甲的一个端头与输入滑道可以为间隙配合。

根据一个实施例，输入杆甲的一个端头与输入滑道可以为滚轮导槽机构。

根据一个实施例，输入管轨、输出管轨、芯轨、侧轨与对应的输入杆、输出杆、十字套筒、输入滑道配合截面可以为圆形、矩形、三角形或燕尾槽形。

根据一个实施例，机械位移耦合与解耦机构中输入管轨、输出管轨、芯轨、侧轨与对应的输入杆、输出杆、十字套筒、输入滑道之间可以填充有滚珠。

根据一个实施例，机械位移耦合与解耦机构中的中间连杆甲、中间连杆乙与输入杆甲的延长线所成的角度范围可以在30°～75°范围内。

根据一个实施例，中间连杆甲、中间连杆乙与输入杆甲的延长线所成的角度可以分别为45°和45°。

根据本公开的双通道耦合的飞机操纵系统通过使用根据本公开的机械位移耦合与解耦机构实现了驾驶柱和脚蹬同时对“V”型尾翼布局飞机的尾舵进行操纵，从操纵位移信号的耦合，到舵面接到的解耦机械位移信号，最终实现了该种布局下飞机的机械操纵。本发明机构原理简单，驾驶柱与脚蹬的运动相互不影响和制约，且系统易于实现精确设计，同时在设计中无需进行大量的计算，简单的运算即可实现，尤其适用于新型通用飞机。

附图说明

参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。

图1是根据本公开的双通道耦合的飞机操纵系统的结构的原理图。

图2是本公开所采用的机械位移耦合与解耦结构的原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本公开作进一步详细描述，请参阅图1至图2。

根据本公开的实施例，一种用于体验飞行的双通道耦合飞机操纵系统，包括纵向操纵装置201、横向操纵装置202，还包括机械位移耦合与解耦机构100，左侧尾舵203、右侧尾舵204，左侧尾舵203与右侧尾舵204呈“V”字型布局，纵向操纵装置201与机械位移耦合与解耦机构100的输入点101相连，横向操纵装置202与机械位移耦合与解耦机构100的输入杆乙2相连，左侧尾舵203与机械位移耦合与解耦机构100的输出杆甲8相连，右侧尾舵204与机械位移耦合与解耦机构100的输出杆乙9相连。

其中，纵向操纵装置201例如但不限于飞机驾驶柱，横向操纵装置202例如但不限于飞机脚蹬组件。

用于双通道耦合飞机操纵系统的机械位移耦合与解耦机构100包括输入滑道102、输入杆甲1、输入杆乙2、十字套筒3、中间连杆甲6、中间连杆乙7、输出杆甲8、输出杆乙9、芯轨4、输入管轨10、输出管轨5、侧轨103。输入滑道102为槽状滑道，侧边固定有输入点101，两侧设置有两组侧轨103且输入滑道102能够沿侧轨103做直线运动。输入杆甲1与两组侧轨103平行安装，杆体穿过十字套筒3的一条套管内，一个端头与输入滑道102配合安装并能够在沿输入滑道102滑动，另一个端头与中间连杆甲6和中间连杆乙7共铰。中间连杆甲6的另一端与输出杆甲8铰接，中间连杆乙7的另一端与输出杆乙9铰接。十字套筒的另外两个端头分别套于与芯轨4上，并能够沿芯轨4做平动。输出杆甲8和输出杆乙9分别穿过两个输出管轨5，并能够沿两个输出管轨5做平动。输入杆乙2穿过输入管轨10，与十字套筒3固连。输入杆甲1的运动方向始终与输入杆乙2的运动方向垂直。输入管轨10、芯轨4、输出管轨5、侧轨103均为固定轨道。

输入管轨10、输出管轨5、芯轨4、侧轨103与对应的输入杆、输出杆、十字套筒3、输入滑道102均可以为间隙配合。配合精度例如但不限于f7/H8。

输入杆甲1的一个端头与输入滑道102可以为间隙配合，且可以为滚轮导槽机构；

中间连杆甲6、中间连杆乙7与输入杆甲1的延长线所成的角度可以分别为45°和45°。

在一个实施例中，输入管轨10、输出管轨5、芯轨4侧轨103与对应的输入杆、输出杆、十字套筒3、输入滑道102配合截面可以为圆形、矩形，也可以为三角形、亦可以为燕尾槽形。

在一个实施例中，输入管轨10、输出管轨5、芯轨4、侧轨103与对应的输入杆、输出杆、十字套筒3、输入滑道102之间可以填充有滚珠。

在一个实施例中，机械位移耦合与解耦机构100中的中间连杆甲7、中间连杆乙7与输入杆甲1的延长线所成的角度范围可以在30°～75°范围内。

当驾驶柱给输入点101操纵位移信号时，左侧尾舵203和右侧尾舵204 做相向的开合运动，飞机便实现了俯仰姿态的控制；当脚蹬组件给输入杆乙2操纵位移信号时，左侧尾舵203和右侧尾舵204做相同的偏摆运动，飞机便实现了偏航姿态的控制，当驾驶柱和脚蹬同时分别输入点101与输出杆乙2机械位移信号时，左侧尾舵203和右侧尾舵204便产生不同的耦合运动，飞机便同时实现了俯仰和偏航的耦合运动。

根据本公开的双通道耦合的飞机操纵系统通过使用根据本公开的机械位移耦合与解耦机构实现了驾驶柱和脚蹬同时对“V”型尾翼布局飞机的尾舵进行操纵，从操纵位移信号的耦合，到舵面接到的解耦机械位移信号，最终实现了该种布局下飞机的机械操纵。本发明机构原理简单，驾驶柱与脚蹬的运动相互不影响和制约，且系统易于实现精确设计，同时在设计中无需进行大量的计算，简单的运算即可实现，尤其适用于新型通用飞机。

以上，仅为本公开的具体实施例，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

附图标记列表

1-输入杆甲；2-输入杆乙；3-十字套筒；4-芯轨；5-输出管轨；6-中间连杆甲；7-中间连杆乙；8-输出杆甲；9-输出杆乙；10-输入管轨；101-输入点；102-输入滑道；103-侧轨；100-机械位移耦合与解耦机构；201-纵向操纵装置；202-横向操纵装置；203-左侧尾舵；204-右侧尾舵。

Claims (8)

1.一种双通道耦合的飞机操纵系统，包括纵向操纵装置(201)、横向操纵装置(202)、左侧尾舵(203)、右侧尾舵(204)以及机械位移耦合与解耦机构(100)，所述左侧尾舵(203)与所述右侧尾舵(204)呈“V”字型布局；所述纵向操纵装置(201)与所述机械位移耦合与解耦机构(100)的输入点(101)相连，所述横向操纵装置(202)与所述机械位移耦合与解耦机构(100)的输入杆乙(2)相连，所述左侧尾舵(203)与所述机械位移耦合与解耦机构(100)的输出杆甲(8)相连，所述右侧尾舵(204)与所述机械位移耦合与解耦机构(100)的输出杆乙(9)相连；

其中，所述机械位移耦合与解耦机构(100)包括输入滑道(102)、输入杆甲(1)、所述输入杆乙(2)、十字套筒(3)、中间连杆甲(6)、中间连杆乙(7)、所述输出杆甲(8)、所述输出杆乙(9)、芯轨(4)、输入管轨(10)、输出管轨(5)、侧轨(103)；所述输入滑道(102)为槽状滑道，侧边固定有所述输入点(101)，两侧设置有两组侧轨(103)且所述输入滑道(102)能够沿侧轨(103)做直线运动；输入杆甲(1)与所述两组侧轨(103)平行安装，杆体穿过十字套筒(3)的一条套管内，一个端头与输入滑道(102)配合安装并能够沿输入滑道(102)滑动，另一个端头与中间连杆甲(6)和中间连杆乙(7)共铰，中间连杆甲(6)的另一端与输出杆甲(8)铰接，中间连杆乙(7)的另一端与输出杆乙(9)铰接；十字套筒的另外两个端头分别套于芯轨(4)上，并能够沿芯轨(4)做平动，输出杆甲(8)和输出杆乙(9)分别穿过两个输出管轨(5)，并能够沿两个输出管轨(5)做平动，输入杆乙(2)穿过输入管轨(10)，与十字套筒(3)固连；输入杆甲(1)的运动方向始终与输入杆乙(2)的运动方向垂直，输入管轨(10)、芯轨(4)、输出管轨(5)、侧轨(103)均为固定轨道。

2.如权利要求1所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，在所述机械位移耦合与解耦机构(100)中，所述输入管轨(10)、输出管轨(5)、芯轨(4)、侧轨(103)与对应的输入杆、输出杆、十字套筒(3)、输入滑道(102)均为间隙配合。

3.如权利要求2所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，所述输入杆甲(1)的一个端头与所述输入滑道(102)为间隙配合。

4.如权利要求3所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，所述输入杆甲(1)的一个端头与所述输入滑道(102)为滚轮导槽机构。

5.如权利要求1所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，所述输入管轨(10)、输出管轨(5)、芯轨(4)、侧轨(103)与对应的输入杆、输出杆、十字套筒(3)、输入滑道(102)配合截面为圆形、矩形、三角形或燕尾槽形。

6.如权利要求1所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，所述机械位移耦合与解耦机构(100)中输入管轨(10)、输出管轨(5)、芯轨(4)、侧轨(103)与对应的输入杆、输出杆、十字套筒(3)、输入滑道(102)之间填充有滚珠。

7.如权利要求2至4中任一项所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，所述机械位移耦合与解耦机构(100)中的中间连杆甲(6)、中间连杆乙(7)与输入杆甲(1)的延长线所成的角度范围在30°～75°范围内。

8.如权利要求5所述的双通道耦合的飞机操纵系统，其中，中间连杆甲(6)、中间连杆乙(7)与输入杆甲(1)的延长线所成的角度分别为45°和45°。