CN109720589B - 一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警系统，其特征在于：水舵控制计算机(101)采集反馈传感器实时采集水舵偏转角度、反馈传感器(102)采集水舵的偏转角度、GPS系统(103)采集飞机实时的地速信号、大气数据计算机(105)采集空速信号、无线电高度表(106)采集飞机地面或水面的高度、起落轮载信号器(107)采集起落架前起轮载信号、告警灯(108)用于告警视觉指示、显示器(109)显示水舵偏转角指示和最大限偏角度、机内通话系统(110)用于听觉指示、组合液压阀(111)用于驱动水舵动作提供动力、操纵作动器(112)用于操纵水舵的收放与偏转、系统处理机(104)接收水舵控制计算机(101)的数据获取水舵偏转角度和当前速度下水舵偏角限制角度。
Description
技术领域
本发明涉及航空电子系统设计领域，尤其涉及一种大型水陆两栖飞机的水面滑行时使用的水舵操纵系统的指示与告警系统。
背景技术
水舵操纵系统是飞机在水面滑行时用于控制方向的操纵装置，水舵操纵系统应能控制水舵按照预定的偏转规律在脚蹬控制下进行偏转，且保持与前轮转弯、方向舵的动作一致性，左脚蹬前蹬，水舵左偏；右脚蹬前蹬，水舵右偏。在水舵操纵系统断电时，系统能够自动回到中立位置并锁定；在飞机地速超过70km/h后，水舵操纵系统不响应脚蹬操作指令，自动回中并锁定。
在水舵操纵系统出现电气器件故障后，水舵系统应自动回中并锁定；水舵操纵系统接受GPS速度信号，在不同速度下限制水舵的最大可偏转角度；在不同的飞机速度下，均需要操纵脚蹬至脚蹬最大操纵行程的90％才可将水舵操纵到该速度下的最大可偏角度。且水舵从中立位置到最大偏转位置±25°时间不超过8s。
水陆两栖飞机在水面阶段通常会执行水面搜索、救援和探测等特殊任务。而水面环境通常较陆上机场恶劣，飞行员专注于水面环境的观察和飞机安全状态的监控需要耗费很多精力，且水舵在水面滑行时是主要的操纵装置，故操纵水舵的可靠性指示变得十分必要。且中国民用航空规章25部672条a条对出现故障情况下提出了必须设置告警要求：航空规章25部672条a条在增稳系统或任何其他自动或带动力的操纵系统中，对于如驾驶员未察觉会导致不安全结果的任何故障，必须设置警告系统，该系统应在预期的飞行条件下无需驾驶员注意即可向驾驶员发出清晰的警告。水舵操纵系统功能故障时自动回中功能丧失时和水舵控制功能丧失时都需要及时告知飞行员，故告警亦变得尤为重要。
因此，一种适用于水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警是十分必要的。
发明内容
本发明提出一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示和告警系统，能够在满足相关适航规章对操纵系统的告警指示要求的同时解决水陆两栖飞机在水面执行任务时使用水舵偏转角度指示和出现故障时能及时告知飞行员的问题。
本发明提供一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警系统，包括：水舵控制计算机101、反馈传感器102、GPS系统103、系统处理机104、大气数据计算机105、无线电高度表106、起落轮载信号器107、告警灯108、显示器109、机内通话系统110、组合液压阀111和操纵作动器112。
本发明所述系统处理机104和水舵控制计算机101是本发明实施例的核心处理单元，该系统处理机104与大气数据计算机105、无线电高度表106、起落架轮载信号器107和水舵控制计算机101交联。水舵控制计算机101与操纵作动器112、反馈传感器102、组合液压阀111交联。系统处理机104通过接收大气数据计算机105、无线电高度表106和起落架轮载信号器107、水舵控制计算机101的数据可以实时获取飞机指示和告警系统所需要的飞机、水舵状态及告警等各项参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的水舵的偏转角度指示和系统状态。系统处理机104与告警灯108、显示器109和机内通话系统110交联，可将处理结果以通过适当的信号格式分别驱动告警灯108、显示器109和机内通话系统，为飞行机组提供水舵的偏转角度和系统状态的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。
本发明所述大气数据计算机105实时采集计算空速信号，无线电高度表106实时采集无线电高度信号，经修正计算后发送系统处理机104用于系统处理机104判定飞机处于空中和地面的判断依据。
本发明所述水舵控制计算机101采集的GPS系统实时解算的地速信号，用于判定允许操纵水舵的最大速度。
本发明所述告警灯108由系统处理机104驱动，当系统处理机104识别到水舵操纵系统功能故障时自动回中功能丧失时和水舵控制功能丧失时，告警状态时点亮，为机组提供发动机启动告警的主视觉指示；机内通话系统接收系统处理机104的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
具体方案如下：
一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警系统，包括：水舵控制计算机101、反馈传感器102、GPS系统103、系统处理机104、大气数据计算机105、无线电高度表106、起落轮载信号器107、告警灯108、显示器109、机内通话系统110、组合液压阀111和操纵作动器112；所述系统处理机104和水舵控制计算机101是核心处理单元，其与大气数据计算机105、无线电高度表106、起落架轮载信号器107和水舵控制计算机101交联；水舵控制计算机101与操纵作动器112、反馈传感器102、组合液压阀111交联；系统处理机104通过接收大气数据计算机105、无线电高度表106和起落架轮载信号器107、水舵控制计算机101的数据实时获取飞机指示和告警系统所需要的飞机、水舵状态及告警状态的参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的水舵的偏转角度指示和系统状态；系统处理机104与告警灯108、显示器109和机内通话系统110交联，将处理结果以通过适当的信号格式分别驱动告警灯108、显示器109和机内通话系统，为飞行机组提供水舵的偏转角度和系统状态的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。
所述大气数据计算机105实时采集计算空速信号，无线电高度表106实时采集无线电高度信号，经修正计算后发送系统处理机104，用于系统处理机104判定飞机处于空中和地面的判断依据。
所述水舵控制计算机101采集的GPS系统实时解算的地速信号，用于判定允许操纵水舵的最大速度。
所述告警灯108由系统处理机104驱动，当系统处理机104识别到水舵操纵系统功能故障时自动回中功能丧失时和水舵控制功能丧失时，告警状态时点亮，为机组提供发动机启动告警的主视觉指示；机内通话系统接收系统处理机104的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
该系统具有以下有益效果：
1)解决大型水陆两栖飞机在水面状态下进行水舵操纵的偏转角度指示问题；
2)在水陆两栖飞机执行水面任务时，当水舵操纵系统出现故障时，能及时告知飞行员，
避免飞行员在不知情的情况下操纵飞机，飞机产生侧偏危险。
附图说明
图1是系统组成结构。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提出一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示和告警系统，能够在满足相关适航规章对操纵系统的告警指示要求的同时解决水陆两栖飞机在水面执行任务时使用水舵偏转角度指示和出现故障时能及时告知飞行员的问题。
参见图1，是本发明提供的一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示和告警系统的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示和告警系统，系统组成包括：水舵控制计算机101、反馈传感器102、GPS系统103、系统处理机104、大气数据计算机105、无线电高度表106106、起落轮载信号器107、告警灯108、显示器109、机内通话系统110、组合液压阀111和操纵作动器112。
水舵控制计算机101通过反馈传感器102实时采集水舵偏转角度，并将偏转角度信号发送至系统处理机104，同时，水舵控制计算机101接收GPS系统103发送的地速信号，根据飞机地速计算水舵在当前速度下的最大偏角，通过水舵控制计算机101对组合液压阀111的控制信号限制水舵在飞机当前速度下的最大偏角。组合液压阀111接收水舵控制计算机101的控制信号后驱动操纵作动器112实现水舵的偏转和限偏。
系统处理机104通过接收水舵控制计算机101的数据获取水舵偏转角度和当前速度下水舵偏角限制角度；通过接收无线电高度表106数据获取飞机高度；通过接收大气数据计算机105数据获取飞机空速。系统处理机104结合飞机空速和无线电高度综合判断飞机状态，当认为飞机处于空中状态时不显示水舵指示组件，当识别飞机处于水面状态时显示水舵指示组件。显示器109接收系统处理机104处理后的水舵指示信息，当飞机处于水面状态时在系统画面上以电子表盘的形式实时显示水舵偏转角度和最大限偏角度。
当飞机地速超过70km/h且飞机处于水面状态时，若水舵未处于回中位置，则系统水舵控制计算机101判定触发“水舵未回中”告警，并通过系统处理机104驱动显示器109、告警灯108和机内通话系统110向飞行员发出告警指示。
当飞机处于水面状态时，若水舵系统发生故障，则系统水舵控制计算机101判定触发“水舵系统故障”告警，并通过系统处理机104驱动显示器109、告警灯108和机内通话系统110向飞行员发出告警指示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种大型水陆两栖飞机的水舵操纵系统的指示与告警系统，其特征在于：包括：水舵控制计算机(101)、反馈传感器(102)、GPS系统(103)、系统处理机(104)、大气数据计算机(105)、无线电高度表(106)、起落轮载信号器(107)、告警灯(108)、显示器(109)、机内通话系统(110)、组合液压阀(111)和操纵作动器(112)；所述系统处理机(104)和水舵控制计算机(101)是核心处理单元，系统处理机(104)与大气数据计算机(105)、无线电高度表(106)、起落架轮载信号器(107)和水舵控制计算机(101)交联；水舵控制计算机(101)与操纵作动器(112)、反馈传感器(102)、组合液压阀(111)交联；系统处理机(104)通过接收大气数据计算机(105)、无线电高度表(106)和起落架轮载信号器(107)、水舵控制计算机(101)的数据实时获取飞机指示和告警系统所需要的飞机、水舵状态及告警状态的参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的水舵的偏转角度指示和系统状态；系统处理机(104)与告警灯(108)、显示器(109)和机内通话系统(110)交联，将处理结果以适当的信号格式分别驱动告警灯(108)、显示器(109)和机内通话系统，为飞行机组提供水舵的偏转角度和系统状态的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示；所述告警灯(108)由系统处理机(104)驱动，当系统处理机(104)识别到水舵操纵系统功能故障时自动回中功能丧失时和水舵控制功能丧失时，告警状态时点亮，为机组提供发动机启动告警的主视觉指示；机内通话系统接收系统处理机(104)的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述大气数据计算机(105)实时采集计算空速信号，无线电高度表(106)实时采集无线电高度信号，经修正计算后发送系统处理机(104)，用于系统处理机(104)判定飞机处于空中和地面的判断依据。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述水舵控制计算机(101)采集的GPS系统实时解算的地速信号，用于判定允许操纵水舵的最大速度。
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