CN106143875A - 一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，包括硬式操纵机构和软式操纵机构，硬式操纵机构和软式操纵机构之间通过过渡摇臂连接，过渡摇臂固定在过渡摇臂支座上，过渡摇臂支座安装在座舱段。过渡摇臂包括过渡摇臂臂体、第一叉耳接头和第二叉耳接头，拉杆末端设有耳环，耳环与过渡摇臂臂体连接。第一叉耳接头和第二叉耳接头分别安装于过渡摇臂臂体的两端，低头操纵钢索通过第一叉耳接头与过渡摇臂臂体连接，抬头操纵钢索通过第二叉耳接头与过渡摇臂臂体连接。本发明公开的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，将传统的软式操纵机构和硬式操纵机构相结合，大大降低系统制造成本和安装维护难度，提高了操纵机构的性能和安全性。

Description

一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统

技术领域

本发明属于飞机飞行操纵控制系统技术领域，具体涉及一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统。

背景技术

现有飞机的机械操纵系统的机构形式主要分为硬式操纵机构和软式操纵机构两类。其中硬式操纵机构的传动部件主要由拉杆、摇臂等刚性元件组成，所以传动刚度好，可靠性高，且仅需一条传动线路即可传递双向载荷，对空间的要求相对较低，但其单个传动环节的传动距离有限。软式操纵机构的传动部件则主要由钢索、滑轮等柔性部件组成，由于钢索只承受单向拉伸载荷，不存在失稳问题，比较适合长距离的传动；但同样因为钢索只承受单向拉伸载荷，若要实现双向传动则必须成对布置钢索，与硬式操纵机构相比在实现相同传动功能的情况下需要占据的空间更多。此外，软式操纵机构在传动刚度方面与硬式操纵机构亦存在一定差距，虽通过添加钢索张紧装置等措施能够提高传动刚度，但也将使得系统复杂度和占用的空间重量进一步增大。

发明内容

本发明所要解决的是现有飞机机械操纵机构存在的技术问题，提供一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，将硬式和软式两种机械操纵机构结合，取长补短，既保证了操纵性能，又使得系统结构简单，制造安装维护方便。

为了解决本发明的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，包括硬式操纵机构和软式操纵机构，所述硬式操纵机构安装在座舱段，所述软式操纵机构安装在后机身段；所述硬式操纵机构包括驾驶杆1和拉杆3，所述驾驶杆1安装在所述驾驶杆支座2上；所述软式操纵机构包括抬头操纵钢索7、低头操纵钢索6、平尾支座8、平尾摇臂9和平尾10；所述平尾摇臂9安装在所述平尾支座8上，所述平尾摇臂9相对所述平尾支座8自由转动，所述平尾摇臂9与所述平尾10固联，所述硬式操纵机构和软式操纵机构之间通过过渡摇臂5连接；所述过渡摇臂5固定在过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂支座4安装在座舱段；所述过渡摇臂5包括过渡摇臂臂体51，所述过渡摇臂臂体51安装在所述过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂臂体51相对过渡摇臂支座4自由转动；所述拉杆3末端设有耳环31，所述耳环31与所述过渡摇臂臂体51连接，所述拉杆3相对过渡摇臂臂体51自由转动；所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71分别安装于所述过渡摇臂臂体51的两端，所述低头操纵钢索6一端通过所述第一叉耳接头61与所述过渡摇臂5连接，另一端与所述平尾摇臂9连接；所述抬头操纵钢索7一端通过所述第二叉耳接头71与所述过渡摇臂5连接，另一端与所述平尾摇臂9连接。

优选地，所述低头操纵钢索6与第一叉耳接头61之间设有钢索调节器Ⅰ62；所述抬头操纵钢索7与第二叉耳接头71之间设有钢索调节器Ⅱ72，用于调节钢索的长度和预紧力。

优选地，所述过渡摇臂臂体51中心设有臂体轴承511，所述过渡摇臂臂体51通过所述臂体轴承511固定在所述过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂臂体51相对过渡摇臂支座4自由转动。

优选地，所述耳环31通过螺栓与过渡摇臂臂体51连接，所述耳环31上安装有拉杆轴承32，所述拉杆3通过拉杆轴承32与所述过渡摇臂臂体51连接，所述拉杆3相对所述过渡摇臂臂体51自由转动。

优选地，所述过渡摇臂臂体51两端分别设有耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ，所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71分别通过耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ与所述过渡摇臂臂体51连接，所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71相对所述过渡摇臂臂体51自由转动，耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ的存在，相对于单纯的软式操纵机构减小了系统的摩擦力，并避免了钢索的弯曲带来的各种问题。

与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：

本发明公开的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，针对轻型飞机结构和空间的特点，将传统的软式操纵机构和硬式操纵机构相结合，大大降低系统制造成本和安装维护难度。对于轻型飞机而言，其座舱段的尺寸较小，在安装大量必需的设备后，留给操纵机构的空间较为有限，因此为节约空间考虑布置硬式操纵环节。而后机身段安装的设备较少，有足够空间用于布置软式操纵机构，同时后机身段的传动距离较长，若采用硬式操纵机构则不得不布置多个传动环节，增加了成本的同时亦使系统摩擦力和间隙增加，传动性能下降；而采用软式操纵机构则能仅用单个传动环节就完成整个长距离的传动，使得传动性能改善，系统制造成本和安装维护难度亦大大降低。

利用硬式操纵环节和软式操纵环节的合理结合，进一步提高操纵机构的传动性能和可靠性。采用硬式操纵环节中过渡摇臂与拉杆的连接方式来代替滑轮和扇形轮，低头操纵钢索和抬头操纵钢索的两端分别连接在过渡摇臂和平尾摇臂上，连接处安装有耳环轴承用以提供过渡摇臂和钢索间的旋转自由度。机构运动时，过渡摇臂与钢索间的相对旋转发生在轴承处，从而减小了摩擦力，同时钢索本身不会发生弯曲，而将一直保持直线状态，避免了钢索弯曲带来的种种问题，提高了操纵机构的性能和安全性。

附图说明

图1为一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统原理图。

图2为过渡摇臂结构示意图。

附图标记：1、驾驶杆；2、驾驶杆支座；3、拉杆；31、耳环；32、拉杆轴承；4、过渡摇臂支座；5、过渡摇臂；51、过渡摇臂臂体；511、臂体轴承；52、耳环轴承Ⅰ；53、耳环轴承Ⅱ；6、低头操纵钢索；61、第一叉耳接头；62、钢索调节器Ⅰ；7、抬头操纵钢索；71、第二叉耳接头；72、钢索调节器Ⅱ；8、平尾支座；9、平尾摇臂；10、平尾。

具体实施方案

下面结合附图，对实施例进行详细说明。

参见附图1和附图2，一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，包括硬式操纵机构和软式操纵机构，所述硬式操纵机构安装在座舱段，所述软式操纵机构安装在后机身段；所述硬式操纵机构包括驾驶杆1和拉杆3，所述驾驶杆1安装在所述驾驶杆支座2上；所述软式操纵机构包括抬头操纵钢索7、低头操纵钢索6、平尾支座8、平尾摇臂9和平尾10；所述平尾摇臂9安装在所述平尾支座8上，所述平尾摇臂9相对所述平尾支座8自由转动，所述平尾摇臂9与所述平尾10固联，所述硬式操纵机构和软式操纵机构之间通过过渡摇臂5连接；所述过渡摇臂5固定在过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂支座4安装在座舱段；所述过渡摇臂5包括过渡摇臂臂体51，所述过渡摇臂臂体51安装在所述过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂臂体51相对过渡摇臂支座4自由转动；所述拉杆3末端设有耳环31，所述耳环31与所述过渡摇臂臂体51连接，所述拉杆3相对过渡摇臂臂体51自由转动；所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71分别安装于所述过渡摇臂臂体51的两端，所述低头操纵钢索6一端通过所述第一叉耳接头61与所述过渡摇臂5连接，另一端与所述平尾摇臂9连接；所述抬头操纵钢索7一端通过所述第二叉耳接头71与所述过渡摇臂5连接，另一端与所述平尾摇臂9连接。

进一步地，所述低头操纵钢索6与第一叉耳接头61之间设有钢索调节器Ⅰ62；所述抬头操纵钢索7与第二叉耳接头71之间设有钢索调节器Ⅱ72，用于调节钢索的长度和预紧力。

进一步地，所述过渡摇臂臂体51中心设有臂体轴承511，所述过渡摇臂臂体51通过所述臂体轴承511固定在所述过渡摇臂支座4上，所述过渡摇臂臂体51相对过渡摇臂支座4自由转动。

进一步地，所述耳环31通过螺栓与过渡摇臂臂体51连接，所述耳环31上安装有拉杆轴承32，所述拉杆3通过拉杆轴承32与所述过渡摇臂臂体51连接，所述拉杆3相对所述过渡摇臂臂体51自由转动。

进一步地，所述过渡摇臂臂体51两端分别设有耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ，所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71分别通过耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ与所述过渡摇臂臂体51连接，所述第一叉耳接头61和第二叉耳接头71相对所述过渡摇臂臂体51自由转动，耳环轴承Ⅰ52、耳环轴承53Ⅱ的存在，相对于单纯的软式操纵机构减小了系统的摩擦力，并避免了钢索的弯曲带来的各种问题。

当驾驶员后拉驾驶杆1，意图操纵飞机抬头时，驾驶杆1在驾驶员操纵力作用下绕驾驶杆支座2顺时针偏转，推动拉杆3向左运动。此时过渡摇臂5在拉杆3带动下逆时针旋转，进而在抬头操纵钢索7上产生拉力。此拉力驱动平尾摇臂9逆时针旋转，使得平尾10后缘上偏，进而产生使飞机抬头的气动力。

当驾驶员前推驾驶杆1，意图操纵飞机低头时，驾驶杆1在驾驶员操纵力作用下绕驾驶杆支座2逆时针偏转，推动拉杆3向右运动。此时过渡摇臂5在拉杆3带动下逆时针旋转，进而在低头操纵钢索6上产生拉力。此拉力驱动平尾摇臂9顺时针旋转，使得平尾10后缘下偏，进而产生使飞机低头的气动力。

工作时，驾驶杆1的运动通过拉杆3传递给过渡摇臂5，过渡摇臂5的运动又进一步带动低头操纵钢索6和抬头操纵钢索7，以此完成硬式操纵环节到软式操纵环节的过渡。由于过渡摇臂臂体51两端安装了耳环轴承52，相对于单纯的软式操纵机构减小了系统的摩擦力，亦避免了钢索的弯曲带来的各种问题。

以上列举的仅是本发明的具体实施例之一。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明所要保护的范围。

Claims (5)

1.一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，包括硬式操纵机构和软式操纵机构，所述硬式操纵机构安装在座舱段，所述软式操纵机构安装在后机身段；所述硬式操纵机构包括驾驶杆（1）和拉杆（3），所述驾驶杆（1）安装在所述驾驶杆支座（2）上；所述软式操纵机构包括低头操纵钢索（6）、抬头操纵钢索（7）、平尾支座（8）、平尾摇臂（9）和平尾（10），所述平尾摇臂（9）安装在所述平尾支座（8）上，所述平尾摇臂（9）相对所述平尾支座（8）自由转动，所述平尾摇臂（9）与所述平尾（10）固联，其特征在于：所述硬式操纵机构和软式操纵机构之间通过过渡摇臂（5）连接；所述过渡摇臂（5）固定在过渡摇臂支座（4）上，所述过渡摇臂支座（4）安装在座舱段；所述过渡摇臂（5）包括过渡摇臂臂体（51），所述过渡摇臂臂体（51）安装在所述过渡摇臂支座（4）上，所述过渡摇臂臂体（51）相对过渡摇臂支座（4）自由转动；所述拉杆（3）末端设有耳环（31），所述耳环（31）与所述过渡摇臂臂体（51）连接，所述拉杆（3）相对过渡摇臂臂体（51）自由转动；所述第一叉耳接头（61）和第二叉耳接头（71）分别安装于所述过渡摇臂臂体（51）的两端，所述低头操纵钢索（6）一端通过所述第一叉耳接头（61）与所述过渡摇臂（5）连接，另一端与所述平尾摇臂（9）连接；所述抬头操纵钢索（7）一端通过所述第二叉耳接头（71）与所述过渡摇臂（5）连接，另一端与所述平尾摇臂（9）连接。

2.如权利要求1所述的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，其特征在于：所述低头操纵钢索（6）于第一叉耳接头（61）末端设有钢索调节器Ⅰ（62）；所述抬头操纵钢索（7）于第二叉耳接头（71）末端设有钢索调节器Ⅱ（72）。

3.如权利要求1所述的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，其特征在于：所述过渡摇臂臂体（51）中心设有臂体轴承（511），所述过渡摇臂臂体（51）通过所述臂体轴承（511）固定在所述过渡摇臂支座（4）上，所述过渡摇臂臂体（51）相对过渡摇臂支座（4）自由转动。

4.如权利要求1所述的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，其特征在于：所述耳环（31）通过螺栓与过渡摇臂臂体（51）连接，所述耳环（31）上安装有拉杆轴承（32），所述拉杆（3）通过拉杆轴承（32）与所述过渡摇臂臂体（51）连接，所述拉杆（3）相对所述过渡摇臂臂体（51）自由转动。

5.如权利要求1所述的一种轻型飞机升降舵混合式操纵系统，其特征在于：所述过渡摇臂臂体（51）两端分别设有耳环轴承Ⅰ（52）、耳环轴承（53）Ⅱ，所述第一叉耳接头（61）和第二叉耳接头（71）分别通过耳环轴承Ⅰ（52）、耳环轴承（53）Ⅱ与所述过渡摇臂臂体（51）连接，所述第一叉耳接头（61）和第二叉耳接头（71）相对所述过渡摇臂臂体（51）自由转动。