CN105523171B - 一种大飞机混合式横向操纵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞行控制技术领域，特别是涉及一种横向操纵系统。本发明利用带指令的驾驶员主操纵装置，不可逆全助力机电控制一体化作动系统、长线系钢索传动装置，舵面附近回中弹簧等使得机械、电传混合式横向操纵系统实施方案简洁，重量轻、系统集成化程度高，两种不同操纵方式增加余度设计，具有操纵备份功能，提高了飞机的安全性，在机械模式下，飞机的姿态控制容易。

Description

一种大飞机混合式横向操纵系统
技术领域
本发明属于飞行控制技术领域，特别是涉及一种横向操纵系统
背景技术
在航空领域现有飞机的横向操纵系统，均为单纯的操纵方式，一种为纯机械操纵或带增稳控制的机械操纵，如空警200飞机、空警2000飞机，一种为纯电传操纵，如歼10飞机。另外这些飞机均为中型飞机，横向系统既可机械操纵，又能进行全权限电传操纵的大飞机在国内目前是一片空白，国外大飞机横向操纵系统有这种混合式操纵，但在机械模式下缺少舵面的回中机构，横向控制舵面的回中主要依靠座舱内的弹簧载荷机构，而距离座舱非常远的舵面，回中性会受影响。
发明内容
本发明利用带指令的驾驶员主操纵装置，不可逆全助力机电控制一体化作动系统、长线系钢索传动装置，舵面附近回中弹簧等使得机械、电传混合式横向操纵系统实施方案简洁，重量轻、系统集成化程度高，两种不同操纵方式增加余度设计，具有操纵备份功能，提高了飞机的安全性，在机械模式下，飞机的姿态控制容易。
一种大飞机混合式横向操纵系统，系统中：
驾驶员横向主操纵装置为驾驶盘，驾驶员横向机械操纵指令通过驾驶盘与精密齿轮联动，经硬式拉杆摇臂传动以及横向指令感测系统将机械操纵指令同时转换为电压信号以及机械传输指令，其中，
电压信号送给作动器控制器(ACE)，作动器控制器将其转换为数字量并通过GJB289A总线发给主飞控计算机(PFC)，主飞控计算机(PFC)将所有输入信号进行通道间的表决与监控，并进行控制律计算后形成控制指令，再进行通道间的输出指令表决与监控后，通过GJB289A总线将控制指令送给作动器控制器(ACE)；每个作动器控制器(ACE)同时接收主飞控计算机(PFC)发出的指令信号，并对信号进行监控后，将选择的指令转换为模拟量与相应的作动器位置信号综合后，控制作动系统运动，带动舵面偏转；
机械指令通过机械传输线路抵达作动系统的集成控制阀处，控制作动筒运动，带动舵面偏转。
主飞行控制板上有副翼电传/机械转换开关，飞控系统断电或者人为需要时横向操纵系统进入机械操纵模式。
该混合式横向操纵系统包括电传工作模式和机械工作模式，其中，电传工作模式包括正常、降级、模拟备份三级控制模式：
a)当主飞控计算机(PFC)及其外部交联数据有效，操纵系统设备都正常时，系统工作在正常控制模式；
b)当主飞控计算机(PFC)的外部交联数据缺失时，在降级控制模式；
c)当主飞控计算机(PFC)失效或人为选择操纵转换开关后，系统工作在模拟备份控制模式；
d)当飞控系统断电或者人为选择主飞行控制板上副翼电传/机械转换开关，横向操纵系统进入机械工作模式。
与现有技术相比，本发明所具有的优点：
1.多模态控制：横向操纵系统具备正常、降级、模拟备份和应急机械备份四级控制模式，提高了飞机的安全性；
2.长线系传输：单边40余米长线系钢索传动装置运动传输；
3.双指令控制式作动器：舵面前作动器同时接受电指令和机械指令，但仅将输入的一个指令输送至液压作动筒；
4.传动比可变：改变电传操纵和机械操纵的传动比，减轻飞行员操纵负担；
5.自动调节钢索张力：张力可随钢索长度的改变自动调节，提高了钢索寿命，减轻飞行负担；
6.舵面回中效果好：舵面附近布置有回中弹簧，机械操纵模式下舵面回中性好，易于操纵飞机。
附图说明
图1为一种大飞机混合式横向操纵系统的原理图
具体实施方式
驾驶员横向主操纵装置为驾驶盘，驾驶员横向机械操纵指令通过驾驶盘与精密齿轮联动，经硬式拉杆摇臂传动以及横向指令感测系统将机械操纵指令同时转换为电压信号以及机械传输指令，其中，
电压信号送给作动器控制器(ACE)，作动器控制器将其转换为数字量并通过GJB289A总线发给主飞控计算机(PFC)，主飞控计算机(PFC)将所有输入信号进行通道间的表决与监控，并进行控制律计算后形成控制指令，再进行通道间的输出指令表决与监控后，通过GJB289A总线将控制指令送给作动器控制器(ACE)；每个作动器控制器(ACE)同时接收主飞控计算机(PFC)发出的指令信号，并对信号进行监控后，将选择的指令转换为模拟量与相应的作动器位置信号综合后，控制作动系统运动，带动舵面偏转；
机械指令通过机械传输线路抵达作动系统的集成控制阀处，控制作动筒运动，带动舵面偏转，机械传输线路有钢索传动装置、张力调节装置、传动比调节装置以及舵面前回中机构。
钢索传动装置包括常用钢索组件、滑轮、扇形轮等常用部件，飞机设计手册(12册)图1-50的钢索张力调节器可作为本发明所述的张力调节装置，一种类似于汽车变速箱的装置可实现传动比变换功能，可作为本发明所述的传动比调节装置，圆柱形螺旋压缩弹簧机构可作为本发明所述的舵面前回中机构。
作动系统采用门筒分离式机械备份作动器，包括集成控制阀和两个作动筒、一个机械反馈拉杆。
主飞行控制板上有副翼电传/机械转换开关，飞控系统断电或者人为需要时横向操纵系统进入机械操纵模式。
该混合式横向操纵系统包括电传工作模式和机械工作模式，其中，电传工作模式包括正常、降级、模拟备份三级控制模式：
a)当主飞控计算机(PFC)及其外部交联数据、操纵系统设备都正常时，系统工作在正常控制模式，外部交联数据如大气数据计算机、惯导、无线电高度、发动机参数采集等；
b)当主飞控计算机(PFC)的外部交联数据有缺失时，在降级控制模式；
c)当主飞控计算机(PFC)失效或人为选择操纵转换开关后，系统工作在模拟备份控制模式；
d)当飞控系统断电或者人为选择主飞行控制板上副翼电传/机械转换开关，横向操纵系统进入机械工作模式。机械工作模式有两种状态，包括全机械状态和半机械状态，通过主飞行控制板上副翼电传/机械转换开关，可以选择半机械状态以及全机械状态，此时，作动系统的集成控制阀仅接收机械输入指令。
在前三级控制模式下，机械线路仍然工作，传动比为半机械方式，但作动系统的集成控制阀仅接收电压信号来控制两个作动筒的输出。
集成控制阀内含有电磁阀以及机械控制平板阀，电磁阀接收电压信号，机械控制平板阀接收机械指令。在前三级控制模式下，电磁阀接收电压信号，并控制作动筒的输出，机械控制平板阀接受机械线路的指令，但机械控制平板阀无输出。在机械工作模式下，电磁阀无输入信号，机械控制平板阀接受机械线路的指令，并输出机械指令，控制作动筒的运动。

Claims (1)

1.一种大飞机混合式横向操纵系统，其特征是，系统中：
驾驶员横向主操纵装置为驾驶盘，驾驶员横向机械操纵指令通过驾驶盘与精密齿轮联动，经硬式拉杆摇臂传动以及横向指令感测系统将机械操纵指令同时转换为电压信号以及机械传输指令，其中，
电压信号送给作动器控制器(ACE)，作动器控制器将其转换为数字量并通过GJB289A总线发给主飞控计算机(PFC)，主飞控计算机(PFC)将所有输入信号进行通道间的表决与监控，并进行控制律计算后形成控制指令，再进行通道间的输出指令表决与监控后，通过GJB289A总线将控制指令送给作动器控制器(ACE)；每个作动器控制器(ACE)同时接收主飞控计算机(PFC)发出的指令信号，并对信号进行监控后，将选择的指令转换为模拟量与相应的作动器位置信号综合后，控制作动系统运动，带动舵面偏转；
机械指令通过机械传输线路抵达作动系统的集成控制阀处，控制作动筒运动，带动舵面偏转；
主飞行控制板上有副翼电传/机械转换开关，飞控系统断电或者人为需要时横向操纵系统进入机械操纵模式；
该混合式横向操纵系统包括电传工作模式和机械工作模式，其中，电传工作模式包括正常、降级、模拟备份三级控制模式：
a)当主飞控计算机(PFC)及其外部交联数据有效，操纵系统设备都正常时，系统工作在正常控制模式；
b)当主飞控计算机(PFC)的外部交联数据缺失时，在降级控制模式；
c)当主飞控计算机(PFC)失效或人为选择操纵转换开关后，系统工作在模拟备份控制模式；
d)当飞控系统断电或者人为选择主飞行控制板上副翼电传/机械转换开关，横向操纵系统进入机械工作模式。
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