CN117485550A - 一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本申请属于飞机伺服作动系统领域，特别涉及一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置。包括：舵面控制模块、伺服控制模块、应急控制模块以及控制器。本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，在飞机飞行时，当系统需要转入应急工作模式时，前缘襟翼驱动装置接收来自控制器的指令信号，通过液压驱动马达驱动旋转作动器工作，带动前缘襟翼翼面偏转，提高飞行的安全性和可靠性，保证飞机着陆的稳定性；完善的模式切换方法，保证了伺服作动系统的安全可靠工作。
Description
技术领域
本申请属于飞机伺服作动系统领域，特别涉及一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置。
背景技术
飞机近几十年来取得了快速的发展，飞机尺寸的变大，飞行速度的大幅度提升，无垂尾、强隐身的气动布局已逐渐成为主流趋势。伺服作动系统是飞机上控制舵面偏转角度的系统，用于控制飞机的平衡、机动运动与飞行方向，是飞机飞行安全最为关键的系统之一。前缘襟翼是飞机常用的用于提高升力的舵面之一，为了适应飞机跨代急剧提高的性能需求，以及舰载机安全稳定的着舰需求，前缘襟翼已成为新一代飞机的关键舵面之一。前缘襟翼的驱动应用广泛的是旋转作动器，但其存在余度难以提高，机械单余度、电气两余度架构可靠性低的问题。基于上述问题，亟需一种新的前缘襟翼驱动装置及工作模式切换方法，完成高可靠、强安全的前缘襟翼伺服作动，实现新一代飞机对伺服作动系统的新需求、新挑战。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，包括：
舵面控制模块，所述舵面控制模块包括与前缘襟翼连接的旋转作动器，所述旋转作动器与液压驱动马达以及制动器；
伺服控制模块，所述伺服控制模块包括功能转换电磁阀、功能转换阀以及伺服阀，所述功能转换电磁阀通过第一管路与所述功能转换阀连接，通过第二管路与所述制动器连接，所述功能转换阀与所述伺服阀连接，所述伺服阀与所述液压驱动马达连接；
应急控制模块，所述应急控制模块包括应急收电磁阀、应急放电磁阀以及应急驱动主控阀，所述应急收电磁阀通过第三管路与所述应急驱动主控阀连接，通过第四管路与所述制动器连接，所述应急放电磁阀通过第五管路与所述应急驱动主控阀连接，通过第六管路与所述制动器连接，所述应急驱动主控阀与所述液压驱动马达连接；
控制器，所述控制器用于控制所述功能转换电磁阀、所述伺服阀、所述应急收电磁阀以及所述应急放电磁阀。
在本申请的至少一个实施例中，所述功能转换电磁阀、所述功能转换阀、所述应急收电磁阀、所述应急放电磁阀以及所述应急驱动主控阀均与液压油管路连接。
在本申请的至少一个实施例中，还包括两个双向阀，第一双向阀以及第二双向阀，其中，
所述第四管路以及所述第六管路分别与第一双向阀的两个进口连接，所述第一双向阀的出口安装第七管路；
所述第二管路以及所述第七管路分别与第二双向阀的两个进口连接，所述第二双向阀的出口通过第八管路与所述制动器连接。
在本申请的至少一个实施例中，所述旋转作动器壳体的最大上偏位置、最大下偏位置分别设置有微动开关，所述控制器用于根据所述微动开关的反馈信号，控制所述功能转换电磁阀、所述伺服阀、所述应急收电磁阀以及所述应急放电磁阀。
在本申请的至少一个实施例中，所述伺服阀与所述应急驱动主控阀之间设置有互斥转换阀。
在本申请的至少一个实施例中，所述前缘襟翼驱动装置具有正常工作模式、地面维护模式、故障保护工作模式以及应急工作模式，所述故障保护工作模式包括故障安全模式以及故障工作模式。
在本申请的至少一个实施例中，所述前缘襟翼驱动装置的各个工作模式的切换方式为：
系统上电后，进行上电机内自检测；
在上电机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过上电机内自检测，则进行飞行前机内自检测；
在飞行前机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过飞行前机内自检测，则进入正常工作模式；
在正常工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出单通道故障，则进入故障工作模式，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
当系统处于地面状态，且收到维护机内自检测指令时，进入地面维护模式；
在地面维护模式时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过维护机内自检测，则进入正常工作模式；
在故障工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
在故障安全模式时：
当收到应急工作指令时，进入应急工作模式；
在应急工作模式时：
应急工作到位后，进入故障安全模式。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，具有应急驱动功能，能够完成高可靠、强安全的前缘襟翼伺服作动。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置正常工作模式原理图；
图2是本申请一个实施方式的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置应急工作模式原理图；
图3是本申请一个实施方式的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置行程位置示意图；
图4是本申请一个实施方式的具有应急驱动功能的应急工作模式流程图；
图5是本申请一个实施方式的应急收SOV控制逻辑图；
图6是本申请一个实施方式的应急放SOV控制逻辑图；
图7是本申请一个实施方式的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置工作模式切换逻辑图。
其中：
1-液压驱动马达；2-制动器；3-功能转换电磁阀；4-功能转换阀；5-伺服阀；6-应急收电磁阀；7-应急放电磁阀；8-应急驱动主控阀；9-控制器；10-双向阀；11-互斥转换阀。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图7对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，包括：舵面控制模块、伺服控制模块、应急控制模块以及控制器9。
图中各个参数含义如下：PUBIT：上电机内自检测，PBIT：飞行前机内自检测，IFBIT：周期机内自检测，MBIT：维护机内自检测，SOV：电磁阀，RVDT：角位移传感器，EHSV：电液伺服阀。
具体的，如图1-2所示，舵面控制模块包括与前缘襟翼连接的旋转作动器，旋转作动器与液压驱动马达1以及制动器2，前缘襟翼上布置有角位移传感器，液压驱动马达1配置有测速器；伺服控制模块包括功能转换电磁阀3、功能转换阀4以及伺服阀5，功能转换电磁阀3通过第一管路与功能转换阀4连接，通过第二管路与制动器2连接，功能转换阀4与伺服阀5连接，伺服阀5与液压驱动马达1连接，功能转换电磁阀3、功能转换阀4均与液压油管路连接；应急控制模块包括应急收电磁阀6、应急放电磁阀7以及应急驱动主控阀8，应急收电磁阀6通过第三管路与应急驱动主控阀8连接，通过第四管路与制动器2连接，应急放电磁阀7通过第五管路与应急驱动主控阀8连接，通过第六管路与制动器2连接，应急驱动主控阀8与液压驱动马达1连接，应急收电磁阀6、应急放电磁阀7以及应急驱动主控阀8均与液压油管路连接，在应急工作模式时，具备独立的应急控制回路驱动液压马达输出转速和扭矩；控制器9用于控制功能转换电磁阀3、伺服阀5、应急收电磁阀6以及应急放电磁阀7。
本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，还包括两个双向阀10，第一双向阀以及第二双向阀，其中，第四管路以及第六管路分别与第一双向阀的两个进口连接，第一双向阀的出口安装第七管路；第二管路以及第七管路分别与第二双向阀的两个进口连接，第二双向阀的出口通过第八管路与制动器2连接。
在本申请的优选实施方式中，如图3所示，为了实现到位监测控制，在旋转作动器壳体的最大上偏位置、最大下偏位置分别设置有微动开关，控制器9用于根据微动开关的反馈信号，控制功能转换电磁阀3、伺服阀5、应急收电磁阀6以及应急放电磁阀7，当舵面偏转到位触发微动开关后向控制器9发送到微信号，实现触发监测与控制。
在本申请的优选实施方式中，伺服阀5与应急驱动主控阀8之间设置有互斥转换阀11。当因控制器9故障导致前缘襟翼驱动装置同时接收正常工作指令信号与应急工作指令信号时，能够使驱动装置保持在正常工作模式。当系统同时接收到控制器9位置指令信号与应急驱动指令信号时，伺服模态SOV与应急收SOV/应急放SOV同时受到信号，互斥转换阀11中高压控制油液切断应急工作油路，同时在控制油液作用下功能转换阀4切换至打开位置、液压制动器解除制动；此时，伺服阀5EHSV根据控制器9的位置指令信号，向液压马达输出相应的流量，实现同步驱动前缘襟翼偏转。
本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，具有应急驱动功能。如图4所示，在应急工作模式下，控制器9发出应急驱动指令，驱动装置中应急收/应急放SOV打开，在控制油液作用下应急驱动主控阀8打开，液压制动器2解除制动，互斥转换阀11切换至应急工作位置；液压驱动装置根据应急收/应急放SOV指令信号，通过应急收/应急放SOV控制应急驱动主控阀8打开驱动液压马达1输出，当微动开关检测到前襟舵面收起/放下至要求位置时，控制器9切断应急收/应急放SOV控制信号，应急驱动主控阀8切换至关闭位置，液压制动器2制动，使前缘襟翼处于把持状态。
在本申请的优选实施方式中，应急驱动指令分为：主控制率应急收起/放下信号、备份控制率应急收起/放下信号和座舱应急放下信号。当前缘襟翼伺服系统发生电气两通道故障时，系统根据故障状态自动转入应急工作模式，根据控制律指令控制前缘襟翼收起或放下。飞行员操纵飞机着陆时，座舱信号需要飞行员手动控制应急开关控制前缘襟翼进入应急放下模式保证着陆安全稳定。系统通过一定监控逻辑实现控制前缘襟翼驱动装置内SOV的接通与断开，应急工作模式SOV控制逻辑，如图5、图6所示。
本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，具有正常工作模式、地面维护模式、故障保护工作模式以及应急工作模式，故障保护工作模式包括故障安全模式以及故障工作模式。如图7所示，各个工作模式的切换方式为：
系统上电后，进行上电机内自检测；
在上电机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过上电机内自检测，则进行飞行前机内自检测；
在飞行前机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过飞行前机内自检测，则进入正常工作模式；
在正常工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出单通道故障，则进入故障工作模式，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
当系统处于地面状态，且收到维护机内自检测指令时，进入地面维护模式；
在正常工作模式下，两控制通道均可正常接受控制器指令信号驱动前缘襟翼驱动装置工作，同时系统一直进行IFBIT。
在地面维护模式时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过维护机内自检测，则进入正常工作模式；
在故障工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
故障工作(余度降级)：当IFBIT检测到产品出现一个控制通道出现故障时，切入另一正常控制通道工作状态。该模式下，系统单通道伺服阀控制电流加倍，使得产品工作性能不下降。
在故障安全模式时：
当收到应急工作指令时，进入应急工作模式；
故障安全(故障把持)：当IFBIT检测到系统两控制通道均出现故障时，系统处于故障安全状态。当在故障安全状态下，产品液压驱动控制通道将切断驱动系统中SOV电源。
在应急工作模式时：
应急工作到位后，进入故障安全模式。
在本申请的优选实施方式中，当系统处于正常工作模式、故障工作模式或故障安全模式，并接收到应急驱动指令后，系统均可进入应急工作模式，控制器9根据应急驱动指令发出收上/放下信号，控制PDU中的应急收/应急放电磁阀开闭，以控制前缘襟翼收上/放下到预定位置。
本申请的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，在飞机飞行时，当系统需要转入应急工作模式时，前缘襟翼驱动装置接收来自控制器9的指令信号，通过液压驱动马达1驱动旋转作动器工作，带动前缘襟翼翼面偏转，提高飞行的安全性和可靠性，保证飞机着陆的稳定性；完善的模式切换方法，保证了伺服作动系统的安全可靠工作。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，包括：
舵面控制模块，所述舵面控制模块包括与前缘襟翼连接的旋转作动器，所述旋转作动器与液压驱动马达(1)以及制动器(2)；
伺服控制模块，所述伺服控制模块包括功能转换电磁阀(3)、功能转换阀(4)以及伺服阀(5)，所述功能转换电磁阀(3)通过第一管路与所述功能转换阀(4)连接，通过第二管路与所述制动器(2)连接，所述功能转换阀(4)与所述伺服阀(5)连接，所述伺服阀(5)与所述液压驱动马达(1)连接；
应急控制模块，所述应急控制模块包括应急收电磁阀(6)、应急放电磁阀(7)以及应急驱动主控阀(8)，所述应急收电磁阀(6)通过第三管路与所述应急驱动主控阀(8)连接，通过第四管路与所述制动器(2)连接，所述应急放电磁阀(7)通过第五管路与所述应急驱动主控阀(8)连接，通过第六管路与所述制动器(2)连接，所述应急驱动主控阀(8)与所述液压驱动马达(1)连接；
控制器(9)，所述控制器(9)用于控制所述功能转换电磁阀(3)、所述伺服阀(5)、所述应急收电磁阀(6)以及所述应急放电磁阀(7)。
2.根据权利要求1所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，所述功能转换电磁阀(3)、所述功能转换阀(4)、所述应急收电磁阀(6)、所述应急放电磁阀(7)以及所述应急驱动主控阀(8)均与液压油管路连接。
3.根据权利要求2所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，还包括两个双向阀(10)，第一双向阀以及第二双向阀，其中，
所述第四管路以及所述第六管路分别与第一双向阀的两个进口连接，所述第一双向阀的出口安装第七管路；
所述第二管路以及所述第七管路分别与第二双向阀的两个进口连接，所述第二双向阀的出口通过第八管路与所述制动器(2)连接。
4.根据权利要求3所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，所述旋转作动器壳体的最大上偏位置、最大下偏位置分别设置有微动开关，所述控制器(9)用于根据所述微动开关的反馈信号，控制所述功能转换电磁阀(3)、所述伺服阀(5)、所述应急收电磁阀(6)以及所述应急放电磁阀(7)。
5.根据权利要求4所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，所述伺服阀(5)与所述应急驱动主控阀(8)之间设置有互斥转换阀(11)。
6.根据权利要求5所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，所述前缘襟翼驱动装置具有正常工作模式、地面维护模式、故障保护工作模式以及应急工作模式，所述故障保护工作模式包括故障安全模式以及故障工作模式。
7.根据权利要求6所述的具有应急驱动功能的前缘襟翼驱动装置，其特征在于，所述前缘襟翼驱动装置的各个工作模式的切换方式为：
系统上电后，进行上电机内自检测；
在上电机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过上电机内自检测，则进行飞行前机内自检测；
在飞行前机内自检测时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过飞行前机内自检测，则进入正常工作模式；
在正常工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出单通道故障，则进入故障工作模式，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
当系统处于地面状态，且收到维护机内自检测指令时，进入地面维护模式；
在地面维护模式时：
若检测出单通道故障，则进入故障工作模式；
若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
若通过维护机内自检测，则进入正常工作模式；
在故障工作模式时：
根据周期机内自检测指令，进行周期机内自检测，若检测出双通道故障，则进入故障安全模式；
在故障安全模式时：
当收到应急工作指令时，进入应急工作模式；
在应急工作模式时：
应急工作到位后，进入故障安全模式。
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