CN117842344A - 一种双余度襟翼自动控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种双余度襟翼自动控制系统，所述控制系统包括双余度通道，所述控制系统包括：手柄操纵机构；襟翼控制计算机，与所述手柄操纵机构连接；组合阀，与所述襟翼控制计算机连接；襟翼位置输出机构，与所述组合阀连接，所述襟翼位置输出机构用于驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下；其中，所述襟翼控制计算机基于所述手柄操纵机构产生的指令位置信号，控制所述襟翼位置输出机构，同时，所述襟翼控制计算机采集和处理实时襟翼位置信号，当所述实时襟翼位置信号与所述手柄操纵机构产生的指令位置信号一致时，所述襟翼位置输出机构停止工作；本申请还提供了一种双余度襟翼自动控制方法。
Description
技术领域
本申请属于飞机飞行控制系统技术领域，具体涉及一种双余度襟翼自动控制系统和方法。
背景技术
飞机襟翼主要用于增大起飞、着陆时的升力，减小飞机着陆速度和冲击载荷，以及缩短起飞、着陆时的滑跑距离，飞机襟翼使用位置一般包括三个或三个以上。
传统的襟翼控制系统只有在收上或放下的极限位置有自动停止功能，收放襟翼过程中需放到中间某一位置时，需要飞行员手动将操纵开关置于“中立”位置制动襟翼收放机构，因此收放襟翼时，飞行员需一直关注襟翼整个收放过程，工作强度大。
根据襟翼系统的工作状态，飞机起飞和降落时恰恰是飞行机组工作最繁忙的时段，为减轻机组人员工作负荷和适应驾驶舱3人驾驶体制，有必要设计自动化收放襟翼的控制系统，此外襟翼系统还需与众多数字化系统和机上电气线路实现交联，在这种背景下，襟翼控制系统应运而生。
发明内容
发明目的：提供了一种双余度襟翼自动控制系统和方法，用于操纵飞机襟翼偏转。
第一方面，本申请提供了一种双余度襟翼自动控制系统，所述控制系统包括双余度通道，所述控制系统包括：
手柄操纵机构；
襟翼控制计算机，与所述手柄操纵机构连接；
组合阀，与所述襟翼控制计算机连接；
襟翼位置输出机构，与所述组合阀连接，所述襟翼位置输出机构用于驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下；
其中，所述襟翼控制计算机基于所述手柄操纵机构产生的指令位置信号，控制所述襟翼位置输出机构，同时，所述襟翼控制计算机采集和处理实时襟翼位置信号，当所述实时襟翼位置信号与所述手柄操纵机构产生的指令位置信号一致时，所述襟翼位置输出机构停止工作。
优选地，所述手柄操纵机构包括：
襟翼操纵手柄，标有襟翼位置的刻度，以及设置有机械卡槽或档块。
优选地，所述襟翼控制计算机包括：
第一控制计算机，与所述手柄操纵机构连接，所述第一控制计算机用于获取所述手柄操纵机构产生的指令位置信号；
第二控制计算机，与所述手柄操纵机构连接，所述第二控制计算机用于获取所述手柄操纵机构产生的指令位置信号。
优选地，所述组合阀包括：
第一组合阀，与所述第一控制计算机连接；
第二组合阀，与所述第二控制计算机连接；其中，所述第一组合阀与所述第二组合阀相同。
优选地，所述襟翼位置输出机构包括：
第一位置输出机构，与所述第一组合阀、第二组合阀连接；其中，所述第一组合阀和/或所述第二组合阀用于控制所述第一位置输出机构的运动；
第二位置输出机构，与所述第一组合阀、第二组合阀连接；其中，所述第一组合阀和/或所述第二组合阀用于控制所述第二位置输出机构的运动。
优选地，所述第一组合阀包括：
电磁阀，用于接通液压油路；
切断阀，用于切断液压油路。
第二方面，本申请还提供了一种双余度襟翼自动控制方法，所述控制方法包括：
手柄操纵机构产生指令信号；
襟翼控制计算机采集和处理手柄指令信号，向电磁阀发出收放指令信号，控制液压马达的转动方向，驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下；
襟翼控制计算机采集和处理位置输出机构襟翼位置信号；
当位置信号与手柄操纵机构产生的指令信号一致时，向电磁阀发出制动信号，控制液压马达的停止转动，襟翼停止在所述手柄操纵机构控制的位置。
优选地，所述控制方法还包括：
若两个通道的指令信号输出一致，给相应的电磁阀通电；
若两个通道的指令信号输出不一致，或任一通道超过规定的门限值，该通道故障，停止工作，由另外一个正常的通道控制襟翼的收上或放下。
本申请的有益技术效果：
本申请用于操纵飞机的襟翼，增大起飞、着陆时的升力，以及缩短起飞、着陆时的滑跑距离；驾驶员将手柄放置相应位置或卡槽处，无需一直关注襟翼整个收放过程，控制系统会精确地控制执行部件带动襟翼到达所需的位置后自动停止，达到驾驶员无忧操纵。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种襟翼控制系统总成示意图；
图2是本申请实施例提供的一种襟翼操纵系统电气原理图；
图3是本申请实施例提供的一种襟翼控制计算机基本功能及接口框图；
图4是本申请实施例提供的一种襟翼控制计算机与系统各部件的接口示意图。
具体实施方式
本申请提供了了一种适用于大中型飞机的一种双余度襟翼自动控制的系统和方法，具体地说，是关于采用闭环式电气双语度控制，其控制部件除标明刻度外，还根据襟翼使用的几个固定位置，在相应位置设置机械卡槽或档块。
请参阅图1，驾驶员将控制部件上手柄放置相应位置或卡槽处，无需一直关注襟翼整个收放过程。控制系统会将襟翼收放位置指令发送给计算机，计算机会结合位置反馈部件提供的襟翼位置，精确地驱动执行部件带动襟翼到达所需的位置。采用组合电磁阀，当发生非指令运动时，采用自动或人工的方式切断液压油路，使襟翼可靠停止，具有较好的任务可靠性和系统安全性。
在本申请实施例中，提供的一种双余度襟翼自动控制系统工作原理具体情况如下：
手柄操纵机构中的传感器将手柄发出的机械指令信号转变为电指令信号送给襟翼控制计算机。左、右侧位置输出机构中位置传感器将两侧襟翼位置反馈信号转变为电信号送给襟翼控制计算机，手柄操纵机构除标明刻度外，还根据襟翼使用的几个固定位置，在相应位置设置机械卡槽或档块。见图1。
其中，组合阀是襟翼控制计算机的被控对象，组合阀采用切断阀和换向阀构成两级阀，切断阀常开，襟翼控制计算机通过接收手柄操纵机构发出0°、15°、25°、35°四个位置的指令信号和采集左右位置输出机构的反馈信号，经实时采集、处理、运算和比较后控制组合阀中的换向阀收起、放下或停止来控制襟翼的运转和保持，见图2和图3。当发生襟翼非指令运动时，由计算机发出自动超控指令关闭切断阀或由人工超控开关发出人工超控指令关闭切断阀，切换液压油路，使襟翼可靠停止。
襟翼控制计算机正常工作时，将左、右襟翼位置信息和系统中各部件故障信息以总线信号形式输出至EICAS系统，显示两侧襟翼位置和故障信息。飞机起飞时襟翼应处于15°±2°位置，故当襟翼不在15°±2°位置时，送出起飞告警信号；当襟翼大于34°位置时，向近地告警系统输出襟翼着陆构型信号。襟翼系统出现故障时，输出系统故障告警信号，见图4。
襟翼控制系统采用余度设计，具备一次故障工作，二次故障安全的能力，当襟翼控制系统单通道故障时，还能有效的控制襟翼收放，当系统双通道故障时，系统故障告警灯点亮，此时驾驶员将工作模式由正常工作模式切换到备用工作模式，使用应急操纵开关通过传统的控制模式来实现襟翼的收放。
本申请用于操纵飞机的襟翼，增大起飞、着陆时的升力，以及缩短起飞、着陆时的滑跑距离；驾驶员将手柄放置相应位置或卡槽处，无需一直关注襟翼整个收放过程，控制系统会精确地控制执行部件带动襟翼到达所需的位置后自动停止，达到驾驶员无忧操纵。
当发生襟翼停不住故障时，襟翼控制计算机能自动识别并发出保护指令，使襟翼可靠停止。
在本申请其他实施例中，本申请提供的一种双余度襟翼自动控制系统由襟翼操纵手柄、襟翼控制计算机、位置输出机构组成；驾驶员操纵襟翼操纵手柄产生指令信号，襟翼控制计算机采集和处理手柄指令信号，向电磁阀发出收放指令信号，控制液压马达的转动方向，驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下，同时襟翼控制计算机采集和处理左右位置输出机构襟翼位置信号，当位置信号与襟翼操纵手柄位置信号一致时，向电磁阀发出制动信号，控制液压马达的停止转动，襟翼可靠地停止在襟翼操纵手柄控制的位置，见图1；
其中，襟翼操纵手柄标有襟翼位置的刻度，设置有机械卡槽或档块。
进一步的，襟翼控制计算机设计为两通道，两个通道同时工作，当其中一个通道发生故障时，另外一个通道可正常工作。
为了保证位置控制的准确性，以满足飞机的可靠性要求，每个通道配置了两条控制线路，具有完全相同的控制功能。两个线路的位置输出进行比较，当两者一致时，才给相应的电磁阀通电；只要两者输出不同，或任一个超过规定的门限值时，该通道故障，不再工作，由另外一个正常的通道控制，每一个I/O口向对应组合阀中的换向阀发出收上或放下指令，从而保证了襟翼收放的任务可靠性，见图2和图3。
当发生液压油液污染导致的电磁阀淤塞卡滞或襟翼控制计算机内部继电器粘连导致襟翼停不住故障时，襟翼控制计算机关闭组合阀中的收放电磁阀控制信号，同时，向组合阀中的切断阀发出控制信号，切断液压油路，使液压马达停止转动，襟翼可靠停止，从而保证了襟翼收放的安全性。
Claims (8)
1.一种双余度襟翼自动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括双余度通道，所述控制系统包括：
手柄操纵机构；
襟翼控制计算机，与所述手柄操纵机构连接；
组合阀，与所述襟翼控制计算机连接；
襟翼位置输出机构，与所述组合阀连接，所述襟翼位置输出机构用于驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下；
其中，所述襟翼控制计算机基于所述手柄操纵机构产生的指令位置信号，控制所述襟翼位置输出机构，同时，所述襟翼控制计算机采集和处理实时襟翼位置信号，当所述实时襟翼位置信号与所述手柄操纵机构产生的指令位置信号一致时，所述襟翼位置输出机构停止工作。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述手柄操纵机构包括：
襟翼操纵手柄，标有襟翼位置的刻度，以及设置有机械卡槽或档块。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述襟翼控制计算机包括：
第一控制计算机，与所述手柄操纵机构连接，所述第一控制计算机用于获取所述手柄操纵机构产生的指令位置信号；
第二控制计算机，与所述手柄操纵机构连接，所述第二控制计算机用于获取所述手柄操纵机构产生的指令位置信号。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述组合阀包括：
第一组合阀，与所述第一控制计算机连接；
第二组合阀，与所述第二控制计算机连接；其中，所述第一组合阀与所述第二组合阀相同。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述襟翼位置输出机构包括：
第一位置输出机构，与所述第一组合阀、第二组合阀连接；其中，所述第一组合阀和/或所述第二组合阀用于控制所述第一位置输出机构的运动；
第二位置输出机构，与所述第一组合阀、第二组合阀连接；其中，所述第一组合阀和/或所述第二组合阀用于控制所述第二位置输出机构的运动。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述第一组合阀包括：
电磁阀，用于接通液压油路；
切断阀，用于切断液压油路。
7.一种双余度襟翼自动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
手柄操纵机构产生指令信号；
襟翼控制计算机采集和处理手柄指令信号，向电磁阀发出收放指令信号，控制液压马达的转动方向，驱动襟翼传动线系及襟翼收上或放下；
襟翼控制计算机采集和处理位置输出机构襟翼位置信号；
当位置信号与手柄操纵机构产生的指令信号一致时，向电磁阀发出制动信号，控制液压马达的停止转动，襟翼停止在所述手柄操纵机构控制的位置。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
若两个通道的指令信号输出一致，给相应的电磁阀通电；
若两个通道的指令信号输出不一致，或任一通道超过规定的门限值，该通道故障，停止工作，由另外一个正常的通道控制襟翼的收上或放下。
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