CN114180030A - 一种轻型飞机方向舵操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型飞机方向舵操纵装置，包括设置在主副驾驶舱的主驾驶脚踏装置和副驾驶脚踏装置、设置在飞机尾部的方向舵支架，主副驾驶脚踏装置通过钢索系统与方向舵支架连接，主驾驶脚踏装置和副驾驶脚踏装置均包括左脚踏和右脚踏，钢索系统包括与两个左脚踏连接的左钢索、与两个右脚踏连接的右钢索，上述各钢索均与传动轭连接，左钢索能够驱动传动轭逆时针转动，右钢索能够驱动传动轭顺时针转动；传动轭通过机身钢索与方向舵支架连接。本发明通过传动轭及配套使用的各钢索，实现两个驾驶舱内的脚踏联动控制飞机方向舵，保证两个驾驶员均能够操纵方向舵，利于飞机安全性的增强。

Description

一种轻型飞机方向舵操纵装置

技术领域

本发明涉及航天航空技术领域，具体涉及飞机的操纵系统。

背景技术

飞机操纵系统，是指传递驾驶员或自动驾驶仪的操纵指令，驱动舵面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统。根据操纵指令来源，可分为人工操纵和自动控制。人工操纵又可分为主操纵系统和辅助操纵系统，主操纵系统是通过驾驶杆和脚蹬，即中央操纵机构来控制飞机的升降舵、副翼和方向舵的操纵机构来控制飞机飞行轨迹和姿态。辅助操纵系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵机构等，用于控制飞机的运动状态。

主操纵系统包括升降舵操纵系统、副翼操纵系统和方向舵操纵系统，控制飞机升降舵、副翼和方向舵偏转而产生绕飞机三个空间轴的力矩，使飞机按驾驶员的意图进行相应的俯仰、倾斜和偏航运动。辅助操纵系统为方向舵操纵系统，控制襟翼偏转，增加升力。

飞机方向舵的作用是通过踩踏方向舵脚蹬控制方向舵的偏转，从而使飞机产生偏航的运动姿态，其在飞机飞行过程中起着至关重要的作用，方向舵脚蹬控制方向舵的传动方式决定着方向舵的使用性能以及可靠性，对飞机的性能以及安全性都起着决定性作用。

发明内容

轻型飞机一般有两个驾驶舱，本发明所解决的技术问题：提供一种在两个驾驶舱内联动的轻型飞机方向舵操纵装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种轻型飞机方向舵操纵装置，包括设置在主驾驶舱的主驾驶脚踏装置、设置在副驾驶舱的副驾驶脚踏装置、设置在飞机尾部的方向舵支架，主驾驶脚踏装置和副驾驶脚踏装置通过钢索系统与方向舵支架连接，主驾驶脚踏装置包括主驾驶左脚踏和主驾驶右脚踏，副驾驶脚踏装置包括副驾驶左脚踏和副驾驶右脚踏，钢索系统包括与主驾驶左脚踏连接的主驾驶左钢索、与主驾驶右脚踏连接的主驾驶右钢索、与副驾驶左脚踏连接的副驾驶左钢索、与副驾驶右脚踏连接的副驾驶右钢索，主驾驶左钢索、主驾驶右钢索、副驾驶左钢索、副驾驶右钢索均与传动轭连接，主驾驶左钢索和副驾驶左钢索能够驱动传动轭逆时针转动，主驾驶右钢索和副驾驶右钢索能够驱动传动轭顺时针转动；传动轭通过机身钢索与方向舵支架连接。

操作者驱动主驾驶左脚踏，主驾驶左脚踏驱动主驾驶左钢索，主驾驶左钢索驱动传动轭逆时针转动，传动轭通过机身钢索驱动方向舵支架右摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之右摆。

操作者驱动主驾驶右脚踏，主驾驶右脚踏驱动主驾驶右钢索，主驾驶右钢索驱动传动轭顺时针转动，传动轭通过机身钢索驱动方向舵支架左摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之左摆。

操作者驱动副驾驶左脚踏，副驾驶左脚踏驱动副驾驶左钢索，副驾驶左钢索驱动传动轭逆时针转动，传动轭通过机身钢索驱动方向舵支架右摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之右摆。

操作者驱动副驾驶右脚踏，副驾驶右脚踏驱动副驾驶右钢索，副驾驶右钢索驱动传动轭顺时针转动，传动轭通过机身钢索驱动方向舵支架左摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之左摆。

本发明通过传动轭及配套使用的主驾驶左钢索、主驾驶右钢索、副驾驶左钢索、副驾驶右钢索，实现两个驾驶舱内的左脚踏和右脚踏联动控制飞机方向舵，保证两个驾驶员均能够操纵方向舵，利于飞机安全性的增强。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为轻型飞机方向舵操纵装置的示意图；

图2为主驾驶脚踏装置10的示意图；

图3为传动轭50的爆炸图；

图4为传动轭50与主驾驶脚踏装置10、副驾驶脚踏装置20的连接示意图；

图5为传动轭50与方向舵支架30的连接示意图。

图中符号说明：

10、主驾驶脚踏装置；11、主驾驶左脚踏；12、主驾驶右脚踏；13、卧式钢管；131、后立板；132、前立板；14、左横杆；151、左连杆；152、右连杆；16、左脚踏轴；160、拉簧；171、左S管；172、右S管；18、调节座；181、调节插销；182、调节索；183、调节手柄；19、液体泵；191、储液罐；

20、副驾驶脚踏装置；

30、方向舵支架；31、方向舵底座；

41、主驾驶左钢索；410、钢索尾端配件；42、主驾驶右钢索；43、副驾驶左钢索；44、副驾驶右钢索；45、回位弹簧；46、主驾驶滑轮；47、副驾驶滑轮；48、聚四氟乙烯管；

50、传动轭；51、上支架；52、下支架；53、传动轴；54、传动轭主体；55、左上销；56、右上销；57、左下销；58、右下销；

60、机身钢索；61、机身钢索连接装置；62、机身钢索导管；

70、控制舱壁；71、地板。

具体实施方式

结合图1、图3、图4，一种轻型飞机方向舵操纵装置，包括设置在主驾驶舱的主驾驶脚踏装置10、设置在副驾驶舱的副驾驶脚踏装置20、设置在飞机尾部的方向舵支架30，主驾驶脚踏装置和副驾驶脚踏装置通过钢索系统与方向舵支架连接，主驾驶脚踏装置包括主驾驶左脚踏11和主驾驶右脚踏12，副驾驶脚踏装置包括副驾驶左脚踏和副驾驶右脚踏，钢索系统包括与主驾驶左脚踏连接的主驾驶左钢索41、与主驾驶右脚踏连接的主驾驶右钢索42、与副驾驶左脚踏连接的副驾驶左钢索43、与副驾驶右脚踏连接的副驾驶右钢索44，主驾驶左钢索、主驾驶右钢索、副驾驶左钢索、副驾驶右钢索均与传动轭50连接，主驾驶左钢索和副驾驶左钢索能够驱动传动轭逆时针转动，主驾驶右钢索和副驾驶右钢索能够驱动传动轭顺时针转动；传动轭通过机身钢索60与方向舵支架连接。

主驾驶左钢索41经过主驾驶滑轮46后与传动轭50连接，副驾驶右钢索44经过副驾驶滑轮47后与传动轭50连接。主驾驶滑轮46、传动轭50、副驾驶滑轮47安装在控制舱壁70上。

主驾驶左钢索41、主驾驶右钢索42、副驾驶左钢索43、副驾驶右钢索44包裹有聚四氟乙烯管48，聚四氟乙烯管对相应钢索具有导向作用。

实际操作中，操作者驱动主驾驶左脚踏11，主驾驶左脚踏驱动主驾驶左钢索41，主驾驶左钢索驱动传动轭50逆时针转动，传动轭通过机身钢索60驱动方向舵支架30右摆，安装在方向舵支架30上的方向舵随之右摆。其中，方向舵支架30铰接在方向舵底座31上，方向舵底座安装在机身上。

操作者驱动主驾驶右脚踏12，主驾驶右脚踏驱动主驾驶右钢索42，主驾驶右钢索驱动传动轭50顺时针转动，传动轭通过机身钢索60驱动方向舵支架30左摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之左摆。

操作者驱动副驾驶左脚踏，副驾驶左脚踏驱动副驾驶左钢索43，副驾驶左钢索驱动传动轭50逆时针转动，传动轭通过机身钢索60驱动方向舵支架30右摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之右摆。

操作者驱动副驾驶右脚踏，副驾驶右脚踏驱动副驾驶右钢索44，副驾驶右钢索驱动传动轭50顺时针转动，传动轭通过机身钢索60驱动方向舵支架30左摆，安装在方向舵支架上的方向舵随之左摆。

如图3，传动轭50包括安装在机身(具体为控制舱壁70)上的上支架51和下支架52、通过传动轴53活动安装在上支架和下支架之间的传动轭主体54，传动轭主体呈梯形，梯形传动轭主体的左上角设置左上销55，梯形传动轭主体的右上角设置右上销56，梯形传动轭主体的左下角设置左下销57，梯形传动轭主体的右下角设置右下销58；主驾驶左钢索41与左上销连接，主驾驶右钢索42与左下销连接，副驾驶左钢索43与右下销连接，副驾驶右钢索44与右上销连接。传动轭主体54的梯形设计，能够使主驾驶左钢索41、副驾驶左钢索43驱动其逆时针转动，能够使主驾驶右钢索42、副驾驶右钢索44驱动其顺时针转动。

如图2，主驾驶脚踏装置10相同于副驾驶脚踏装置20。主驾驶脚踏装置10包括安装在驾驶舱地板上的一对上下设置的卧式钢管13、安装在卧式钢管上的伸缩装置、与卧式钢管活动配合的左横杆14和右横杆，左横杆的左端通过左连杆151与左脚踏轴16左端活动连接，右横杆的右端通过右连杆152与右脚踏轴右端活动连接，主驾驶左脚踏11安装在左脚踏轴上，主驾驶右脚踏12安装在右脚踏轴上，主驾驶左脚踏、主驾驶右脚踏与伸缩装置的顶部铰接；主驾驶左钢索41与左连杆的底部连接，主驾驶右钢索42与右连杆的底部连接，左连杆151的顶部与左S管171连接，右连杆152的顶部与右S管172连接，左S管套设在主驾驶左钢索41上，右S管套设在主驾驶右钢索42上。

操作者驱动主驾驶左脚踏11，主驾驶左脚踏围绕其与伸缩装置顶部铰接的铰接轴转动，左脚踏轴16随主驾驶左脚踏11转动。伸缩装置的顶部因受力而下降，主驾驶左脚踏11随伸缩装置顶部下降。由于左连杆151分别与左脚踏轴16和左横杆14铰接，因此，下降兼转动的主驾驶左脚踏11驱动左连杆151转动。由于左横杆14与固定设置的卧式钢管13活动配合，因此，左连杆151驱动左脚踏轴16后移的同时，驱动左横杆14前移。左连杆151的顶部驱动左S管171相对主驾驶左钢索41后移，左连杆151的底部驱动主驾驶左钢索41相对左S管171前移，如此，相对左S管171，主驾驶左钢索41被顺利向前拉动。同理，操作者驱动主驾驶右脚踏12，能够使右连杆152的顶部驱动右S管172相对主驾驶右钢索42后移，右连杆152的底部驱动主驾驶右钢索42相对右S管172前移，如此，相对右S管172，主驾驶右钢索42被顺利向前拉动。

伸缩装置通过调节座18安装在卧式钢管13上。作为一种选择，调节座上设有条形的滑槽，左横杆14的右端可以配合在条形滑槽中，实现左横杆与卧式钢管13的活动配合。或者，左横杆14的右端通过滑块与一对卧式钢管13中任一钢管活动配合，或者，左横杆14的右端通过滑块与一对卧式钢管13活动配合，滑块配合在卧式钢管13上。同理，右横杆的左端可以配合在调节座18的条形滑槽中，实现右横杆与卧式钢管13的活动配合。或者，右横杆的左端通过滑块与卧式钢管13活动配合。

左脚踏轴16与调节座18之间，以及，右脚踏轴与调节座18之间均设有拉簧160，用于控制操作者驱动主驾驶左脚踏11和主驾驶右脚踏12的力度，以及，用于主驾驶左脚踏11和主驾驶右脚踏12的复位。

主驾驶左钢索41的一端与主驾驶右钢索42的一端通过回位弹簧45连接。如果主驾驶左钢索41被向前拉，传动轭50逆时针转动，主驾驶右钢索42被向后拉。如果主驾驶右钢索42被向前拉，传动轭50顺时针转动，主驾驶左钢索41被向后拉。回位弹簧45起到主驾驶钢索41与主驾驶右钢索42之间的联动作用。

伸缩装置包括液体泵19、与液体泵连接的储液罐191，主驾驶左脚踏11、主驾驶右脚踏12与液体泵活塞杆的顶部铰接。例如，主驾驶左脚踏11被踏下，液体泵活塞杆被下压，液体泵19中的液体被挤入储液罐191。主驾驶左脚踏11复位，液体泵活塞杆上升复位，储液罐191中的液体被吸入液体泵19中。

作为一种改进，调节座18活动配合在一对卧式钢管上，调节座上铰接有调节插销181，调节插销与调节索182的一端连接，调节索的另一端与调节手柄183连接，调节手柄配合在后立板131上，后立板与一对卧式钢管13的后端连接，一对卧式钢管的前端与前立板132连接，前立板和后立板固定在驾驶舱的地板上。调节插销位于一对卧式钢管之间，一对卧式钢管中位于下方的钢管分布有能够与调节插销配合的插孔。

需要调节主驾驶左脚踏11和主驾驶右脚踏12的前后位置，以适应不同的操作者时，操作者可以拉动所述调节手柄183，调节手柄拉动调节索182，调节索拉动调节插销181，铰接在调节座上的调节插销一端翘起，与卧式钢管上的插孔脱离，操作者可以前后移动调节座18。调节座的前后移动，带动其上的伸缩装置前后移动，伸缩装置带动主驾驶左脚踏11、主驾驶右脚踏12、左脚踏轴16、右脚踏轴、左连杆151、右连杆152、左横杆14、右横杆前后移动。调节座18至合适位置后，操作者释放调节手柄183，调节插销181下落，插入相应的插孔中，调节座被锁定。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种轻型飞机方向舵操纵装置，包括设置在主驾驶舱的主驾驶脚踏装置(10)、设置在副驾驶舱的副驾驶脚踏装置(20)、设置在飞机尾部的方向舵支架(30)，主驾驶脚踏装置和副驾驶脚踏装置通过钢索系统与方向舵支架连接，主驾驶脚踏装置包括主驾驶左脚踏(11)和主驾驶右脚踏(12)，副驾驶脚踏装置包括副驾驶左脚踏和副驾驶右脚踏，其特征在于：钢索系统包括与主驾驶左脚踏连接的主驾驶左钢索(41)、与主驾驶右脚踏连接的主驾驶右钢索(42)、与副驾驶左脚踏连接的副驾驶左钢索(43)、与副驾驶右脚踏连接的副驾驶右钢索(44)，主驾驶左钢索、主驾驶右钢索、副驾驶左钢索、副驾驶右钢索均与传动轭(50)连接，主驾驶左钢索和副驾驶左钢索能够驱动传动轭逆时针转动，主驾驶右钢索和副驾驶右钢索能够驱动传动轭顺时针转动；传动轭通过机身钢索(60)与方向舵支架连接。

2.如权利要求1所述的一种轻型飞机方向舵操纵装置，其特征在于：传动轭(50)包括安装在机身上的上支架(51)和下支架(52)、通过传动轴(53)活动安装在上支架和下支架之间的传动轭主体(54)，传动轭主体呈梯形，梯形传动轭主体的左上角设置左上销(55)，梯形传动轭主体的右上角设置右上销(56)，梯形传动轭主体的左下角设置左下销(57)，梯形传动轭主体的右下角设置右下销(58)；主驾驶左钢索(41)与左上销连接，主驾驶右钢索(42)与左下销连接，副驾驶左钢索(43)与右下销连接，副驾驶右钢索(44)与右上销连接。

3.如权利要求1所述的一种轻型飞机方向舵操纵装置，其特征在于：主驾驶脚踏装置(10)相同于副驾驶脚踏装置(20)；主驾驶脚踏装置包括安装在驾驶舱地板上的一对上下设置的卧式钢管(13)、安装在卧式钢管上的伸缩装置、与卧式钢管活动配合的左横杆(14)和右横杆，左横杆的左端通过左连杆(151)与左脚踏轴(16)左端活动连接，右横杆的右端通过右连杆(152)与右脚踏轴右端活动连接，主驾驶左脚踏(11)安装在左脚踏轴上，主驾驶右脚踏(12)安装在右脚踏轴上，主驾驶左脚踏、主驾驶右脚踏与伸缩装置的顶部铰接；主驾驶左钢索(41)与左连杆的底部连接，主驾驶右钢索(42)与右连杆的底部连接，左连杆(151)的顶部与左S管(171)连接，右连杆(152)的顶部与右S管(172)连接，左S管套设在主驾驶左钢索(41)上，右S管套设在主驾驶右钢索(42)上。

4.如权利要求3所述的一种轻型飞机方向舵操纵装置，其特征在于：主驾驶左钢索(41)的一端与主驾驶右钢索(42)的一端通过回位弹簧(45)连接。

5.如权利要求3所述的一种轻型飞机方向舵操纵装置，其特征在于：伸缩装置通过调节座(18)安装在卧式钢管(13)上；调节座活动配合在一对卧式钢管上，调节座上铰接有调节插销(181)，调节插销与调节索(182)的一端连接，调节索的另一端与调节手柄(183)连接，调节手柄配合在后立板(131)上，后立板与一对卧式钢管(13)的后端连接；调节插销位于一对卧式钢管之间，一对卧式钢管中位于下方的钢管分布有能够与调节插销配合的插孔。

6.如权利要求3所述的一种轻型飞机方向舵操纵装置，其特征在于：伸缩装置包括液体泵(19)、与液体泵连接的储液罐(191)，主驾驶左脚踏(11)、主驾驶右脚踏(12)与液体泵活塞杆的顶部铰接。

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