CN112798271B - 一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于主飞控驾驶舱操纵系统技术领域，涉及一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法，测试设备包括四个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶杆角度测试装置，其中，任意两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左侧驾驶盘的左右握点处，另外两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在右侧驾驶盘的左右握点处，两个驾驶杆角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶杆的转轴处，本发明的优点在于即不对产品进行补加工也不使用假件来代替，而是使用了曲面设计来对驾驶盘测试夹具块A、驾驶盘测试夹具块B进行设计，使其与驾驶盘紧密连接，保证了系统测试的真实性。
Description
技术领域
本发明属于主飞控驾驶舱操纵系统技术领域，涉及一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法。
背景技术
操纵装置，飞行员驾驶指令通过模块四余度RVDT转化为电信号并输出至飞控计算机，实现对飞机姿态的控制。同时由于飞机舵面气动载荷不会反传至驾驶舱操纵机构，故须由模块内扭簧组件为飞行员提供操纵力感与回中功能，并通过阻尼电机提供阻尼效应。配平作动器为模块杆力组件提供锚定支点，在操纵过程中根据飞行员指令对支点进行配平，减轻或消除飞行员操纵力感。
以往类似的测试方法需对产品进行补加工来保证其安装接口，但此类方法破坏了产品本身结构，对系统刚度、强度会产生影响，故而无法真实反映系统特性。
同时，也有一些测试方法将4驾驶盘等不便于连接的部件使用假件进行替代，但假件与产品本身具有结构差异，故而无法真实反映系统特性。
目前缺少主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法，无法对俯仰通道各项性能指标进行验证。未检索到关于主飞控驾驶舱装置技术领域的公开文献。
发明内容
本发明的目的是：提出一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法，以测试和调节驾驶舱操纵系统的操纵特性，改善驾驶舱操纵系统的操纵品质。
本发明的技术方案：
一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备，包括四个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶杆角度测试装置，其中，任意两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左侧驾驶盘(4)的左右握点处，另外两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在右侧驾驶盘(4)的左右握点处，两个驾驶杆角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶杆的转轴处。
进一步，所述的驾驶盘杆力测试装置包括测试力传感器组件(1)、驾驶盘测试夹具块A(2)、柔性保护层(3)、驾驶盘(4)、驾驶盘测试夹具块B(5)，所述的驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)分别固定在驾驶盘(4)任一握点的前后端面，形成驾驶盘测试夹具，所述的柔性保护层(3)设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘(4)之间，所述的测试力传感器组件(1)设置在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧。
进一步，所述四个驾驶盘杆力测试装置的驾驶盘测试夹具安装曲面曲率以及曲率半径均不相同，目的是为了分别与左右驾驶盘左右握点处的外形面相适配。
进一步，所述柔性保护层(3)是毛毡。
进一步，所述柔性保护层(3)是硅胶垫。
进一步，所述的测试力传感器组件(1)包括力传感器(13)、连接支座(14)、操纵手柄(15)，所述的力传感器(13)分别与连接支座(14)、操纵手柄(15)螺纹连接，便于调整力传感器(13)的相位。
进一步，所述的驾驶杆角度测试装置包括驾驶杆测试夹具块C(6)、驾驶杆测试夹具块D(7)、连接板(8)、连接轴(9)、RVDT安装支座(10)、测试RVDT(11)、联轴器(12)，所述的驾驶杆测试夹具块C(6)、驾驶杆测试夹具块D(7)设置在驾驶杆转轴两侧，所述的驾驶盘测试夹具块D(7)通过连接板(8)与连接轴(9)连接，所述的测试RVDT(11)安装在RVDT安装支座(10)上，所述的连接轴(9)、测试RVDT(11)通过联轴器(12)连接。
一种测试设备的测试方法，包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(15)，对主飞控驾驶舱装置的俯仰通道进行操纵，另一侧驾驶盘(4)随动，左、右侧驾驶盘(4)从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后后拉操纵手柄(15)，使左、右侧驾驶盘(4)从前极限位置拉至后极限位置，最后前推操纵手柄(15)，使左、右侧驾驶盘(4)回至中立位置；
在上述过程中，通过力传感器(13)读取俯仰通道操纵力，通过测试RVDT(11)读取俯仰通道驾驶杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(15)，从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT(11)读取的杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的振荡曲线，继而得到俯仰操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶杆进行锚定，模拟右侧驾驶杆卡死，然后继续操纵左侧驾驶杆，此时俯仰操纵处于超控状态，在此过程中，通过力传感器(13)读取俯仰操纵力，通过测试RVDT(11)读取俯仰操纵杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到俯仰操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试。
本发明的有益效果：
提出一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法，以测试和调节驾驶舱操纵系统的操纵特性。
本发明的优点在于即不对产品进行补加工也不使用假件来代替，而是使用了曲面设计来对驾驶盘测试夹具块A、驾驶盘测试夹具块B进行设计，使其与驾驶盘紧密连接，保证了系统测试的真实性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是驾驶盘杆力测试装置安装结构示意图；
图3是驾驶杆角度测试装置安装结构示意图；
其中，1－测试力传感器组件、2－驾驶盘测试夹具块A、3－柔性保护层、4－驾驶盘、5－驾驶盘测试夹具块B，6－驾驶杆测试夹具块C、7－驾驶杆测试夹具块D、8－连接板、9－连接轴、10－RVDT安装支座、11－测试RVDT、12－联轴器、13－力传感器、14－连接支座、15－操纵手柄。
具体实施方式
下面对照附图1－3，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
本发明的第一个实施例：
一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试设备及测试方法，包括四个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶杆角度测试装置，其中，任意两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左侧驾驶盘4的左右握点处，另外两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在右侧驾驶盘4的左右握点处，两个驾驶杆角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶杆的转轴处。
驾驶盘杆力测试装置包括测试力传感器组件1、驾驶盘测试夹具块A2、柔性保护层3、驾驶盘4、驾驶盘测试夹具块B5，所述的驾驶盘测试夹具块A2与驾驶盘测试夹具块B5分别固定在驾驶盘4的前后端面，形成驾驶盘测试夹具，所述的柔性保护层3设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘4之间，所述的测试力传感器组件1设置在驾驶盘测试夹具块A2外侧。
驾驶杆角度测试装置包括驾驶杆测试夹具块C6、驾驶杆测试夹具块D7、8连接板、连接轴9、RVDT安装支座10、测试RVDT11、联轴器12，所述的驾驶杆测试夹具块C6、驾驶杆测试夹具块D7设置在驾驶杆转轴两侧，所述的驾驶盘测试夹具块D7通过连接板8与连接轴9连接，所述的测试RVDT11安装在RVDT安装支座12上，所述的连接轴9、测试RVDT11通过联轴器12连接。
本发明第二实施例：
所述四个驾驶盘杆力测试装置中驾驶盘测试夹具的安装曲面的曲率和曲率半径均不相同，目的是为了分别与左右侧驾驶盘4左右握点处的外形面相适配，所述柔性保护层3是毛毡或硅胶垫，毛毡和硅胶垫具有良好的柔韧性，可以更好的保护驾驶盘4表面，所述的测试力传感器组件1包括力传感器13、连接支座14、操纵手柄15，所述的力传感器13分别与连接支座14、操纵手柄15螺纹连接，便于调整力传感器13的相位。
本发明的第三实施例：
测试设备的测试方法，包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘4上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄15，对主飞控驾驶舱装置的俯仰通道进行操纵，另一侧驾驶盘4随动，左、右侧驾驶盘4从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后后拉操纵手柄15，使左、右侧驾驶盘4从前极限位置拉至后极限位置，最后前推操纵手柄15，使左、右侧驾驶盘4回至中立位置；
在上述过程中，通过力传感器13读取俯仰通道操纵力，通过测试RVDT11读取俯仰通道驾驶杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘4上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄15，从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT11读取的杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的振荡曲线，继而得到俯仰操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶杆进行锚定，模拟右侧驾驶杆卡死，然后继续操纵左侧驾驶杆，此时俯仰操纵处于超控状态，在此过程中，通过力传感器13读取俯仰操纵力，通过测试RVDT11读取俯仰操纵杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到俯仰操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试。
本发明的第四实施例是：
本发明的测试方法是：
首先，对左侧驾驶盘杆力测试装置进行安装：1)将驾驶盘测试夹具块A2、驾驶盘测试夹具块B5通过螺钉安装至驾驶盘4；2)驾驶盘表面4使用柔性保护层3进行漆面保护；3)将测试力传感器组件1安装至驾驶盘测试夹具块A2上。同理，对右侧驾驶盘测试装置进行安装，此时俯仰操纵杆力测试装置安装完成。
然后，对左侧驾驶杆角度测试装置进行安装：1)将驾驶杆测试夹具块C6、驾驶杆测试夹具块D7安装至驾驶杆上；2)将连接板8、连接轴9通过螺钉连接至驾驶杆测试夹具块D7；3)将RVDT安装支座10通过螺钉固定至飞机下船体横梁上；4)将测试RVDT11安装至RVDT安装支座10；5)通过联轴器12将连接轴9与测试RVDT11连接起来。同理，对右侧驾驶杆角度测试装置进行安装，此时俯仰操纵杆位移测试装置安装完成；
俯仰操纵杆力、杆位移测试装置安装完成后，对飞控驾驶舱装置俯仰通道进行操纵。
首先，通过操纵任一侧驾驶盘5上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄15，对主飞控驾驶舱装置的俯仰通道进行操纵，另一侧驾驶盘4随动，左、右侧驾驶盘4从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后后拉操纵手柄15，使左、右侧驾驶盘4从前极限位置拉至后极限位置，最后前推操纵手柄15，使左、右侧驾驶盘回至中立位置；
在上述过程中，通过力传感器13读取俯仰通道操纵力，通过测试RVDT11读取俯仰通道驾驶杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
然后，通过操纵任一侧驾驶盘4上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄15，从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT11读取的杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的振荡曲线，继而得到俯仰操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
最后，通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶杆进行锚定，模拟右侧驾驶杆卡死，然后继续操纵左侧驾驶杆，此时俯仰操纵处于超控状态，在此过程中，通过力传感器13读取俯仰操纵力，通过测试RVDT11读取俯仰操纵杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到俯仰操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，使用主飞控驾驶舱装置俯仰操纵测试设备进行，其特征在于：主飞控驾驶舱装置俯仰操纵测试设备包括四个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶杆角度测试装置，其中，任意两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左侧驾驶盘(4)的左右握点处，另外两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在右侧驾驶盘(4)的左右握点处，两个驾驶杆角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶杆的转轴处；
主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(15)，对主飞控驾驶舱装置的俯仰通道进行操纵，另一侧驾驶盘(4)随动，左、右侧驾驶盘(4)从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后后拉操纵手柄(15)，使左、右侧驾驶盘(4)从前极限位置拉至后极限位置，最后前推操纵手柄(15)，使左、右侧驾驶盘(4)回至中立位置；
在上述过程中，通过力传感器(13)读取俯仰通道操纵力，通过测试RVDT(11)读取俯仰通道驾驶杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上两个驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(15)，从中立位置缓慢前推至前极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT(11)读取的杆位移曲线就可以得到俯仰操纵的振荡曲线，继而得到俯仰操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶杆进行锚定，模拟右侧驾驶杆卡死，然后继续操纵左侧驾驶杆，此时俯仰操纵处于超控状态，在此过程中，通过力传感器(13)读取俯仰操纵力，通过测试RVDT(11)读取俯仰操纵杆位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到俯仰操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试。
2.根据权利要求1所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述的驾驶盘杆力测试装置包括测试力传感器组件(1)、驾驶盘测试夹具块A(2)、柔性保护层(3)、驾驶盘(4)、驾驶盘测试夹具块B(5)，所述的驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)分别固定在驾驶盘(4)任一握点的前后端面，形成驾驶盘测试夹具，所述的柔性保护层(3)设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘(4)之间，所述的测试力传感器组件(1)设置在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述四个驾驶盘杆力测试装置的驾驶盘测试夹具安装曲面曲率以及曲率半径均不相同，目的是为了分别与左右驾驶盘左右握点处的外形面相适配。
4.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述柔性保护层(3)是毛毡。
5.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述柔性保护层(3)是硅胶垫。
6.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述的测试力传感器组件(1)包括力传感器(13)、连接支座(14)、操纵手柄(15)，所述的力传感器(13)分别与连接支座(14)、操纵手柄(15)螺纹连接，便于调整力传感器(13)的相位。
7.根据权利要求1所述的一种主飞控驾驶舱装置俯仰操纵的测试方法，其特征在于：所述的驾驶杆角度测试装置包括驾驶杆测试夹具块C(6)、驾驶杆测试夹具块D(7)、连接板(8)、连接轴(9)、RVDT安装支座(10)、测试RVDT(11)、联轴器(12)，所述的驾驶杆测试夹具块C(6)、驾驶杆测试夹具块D(7)设置在驾驶杆转轴两侧，所述的驾驶盘测试夹具块D(7)通过连接板(8)与连接轴(9)连接，所述的测试RVDT(11)安装在RVDT安装支座(10)上，所述的连接轴(9)、测试RVDT(11)通过联轴器(12)连接。
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