JPH02254097A - 操縦桿制御装置およびこの制御装置を少なくとも1個有する航空機用飛行制御機構 - Google Patents

操縦桿制御装置およびこの制御装置を少なくとも1個有する航空機用飛行制御機構

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JPH02254097A
JPH02254097A JP2034049A JP3404990A JPH02254097A JP H02254097 A JPH02254097 A JP H02254097A JP 2034049 A JP2034049 A JP 2034049A JP 3404990 A JP3404990 A JP 3404990A JP H02254097 A JPH02254097 A JP H02254097A
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control stick
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stick
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は操縦桿制御装置並びにこのような制御装置を
有する航空機の飛行制御機構に関するものである。
それが専用ではないとしても、これらはより詳しくは航
空機用操樅機構に適用される。なお、より具体的に今後
説明されるけれども、この発明の範囲がそれによって限
定されると言うことはない。
従来の技術 航空機や、ヘリコプタ−や、タンクや、公共事業用機械
などの多くの機械には、乗物の場合には操m士および副
操縦士と呼ばれる2人の離れた作業音によってft縦さ
れる1対の指令台の一方または能力から操作することの
できる1組の制in用要素が設けられている。そして、
それぞれ、いかなる方向l\も回転できるように関節状
に取り付けられたステrツク型の■1郡部材が備えられ
ている。
こitらの制御部材は、制御さ!するべき前記部材に接
続され、−緒に結合されているので、前記1乍業行のそ
れぞれは制(卸されるべき前記部材に対する制御装置の
セットを利用することができ、1人の作業者の前記制御
部材の一つの直接的操作による任意の傾動が他の作業者
の同方向への同一の誘導的傾動を起こすものである。
現在までのところ、作業者によって(ヤ動される操縦桿
と制(ヰされるべき装置との間の制御指令は8!械的に
行われており、前記操縦桿は比較的大型のものであり、
大きな機械的な力に抵抗し、かつ1云達することかて゛
きる。それゆえ、このような操縦桿は、それらの移動の
大きさと範囲がvl械的制御の操作に対して克服される
べき抵抗によって条件づけられているので、前記fヤ業
者の正面に配置され、各作業者に両手で握られ、彼らの
前腕によってft動されるように設けられていた。
しかしながら、機械的制御は、例えば重l、大きさ、維
持、複雑な制御規則などの設置などの関連する多くの面
での利益を有する電気的制御に段々と取って代られて来
ている。その結果、前記操縦桿は、このt!縦桿の位置
の変化を検出する電気的センサに接続および関連づけら
れ、前記センサの指示にしたがって前記制御される装置
を作動する電気的サーボコン1へロールを制御すること
となっている。これらの状態において、訂記操縦桿は非
常に小さな力をf1達するのみで、それらの寸法と機械
的強度は相当に減じられている。かくして、小型の操縦
桿が、1人の作業者によって片手で握られ、作動できる
ミニ操縦桿と呼ばれて設計され、使用されている。
電気的制(卸の使用についての有利さを上述の他にさら
に挙げると、このようなミニ操縦桿は、作業者の正面に
他の制御とのグループ化を容易にするために作業者の正
面の空間を自由にし、各ミニ操縦桿は前記作業音に対し
てill側に配置される。
さらに、特に、2個の作業者の司令台が平行である時(
乗物においては一般的であり、前記司令台は1符方を向
けて配置される。)、前方司令台間を通る1IIll線
に関して8!械の対称性に応じるために、ミニ操縦桿の
一方は左側作業者の左に配置され、他、汀は行側作業者
の右に配置される。この場合には、したが−)で、左側
作業者は関連するミニ操縦桿をそのw手でUることとな
り、これに対し、右側作X =&はその右手で握ること
となる。
発明が解決しようとする課題 このような既知のミニti樅桿が航空機の制御に適用さ
れる時には、前から後、後から前への傾動は縦揺れ(昇
降)の制御に用いられるのに対し、左から右、右からt
への傾動は梯揺iしにおける飛行機の制御に用いられて
いる。しかしながtl、他のミニ操縦桿の動きが閾揺れ
(方向)のためにf11用されていない。それゆえ、電
気的飛行制御を有する既知の航空機において、1扁揺れ
υ制御は従来のラダー杆を用いて機械的に行われている
この発明の目的は、この欠陥を克服し、特に、ミニ操縦
桿からの航空機の電気的偏揺れ制御を可能とすることで
あり、すなわち、航空機からラダー杆を廃止することで
ある。
課題を解決するための手段 このために、この発明は、作業所の片手によ−)で作動
され、操縦桿を積切る少なくとも1本の軸線の周りに回
動するように装着された操縦桿であって、ニュートラル
位置の両側に前記軸線の周りl\の前記操縦桿の傾きを
表わす電気信号を発する少なくとも1個の位置センサと
関連する操縦桿からなり、前記電気信号が機械の少なく
とも1個の部材を制御する少なくとも1個のアクチュエ
ータに指令する機械の部材を制御するための装置におい
て、前記操縦桿がその長軸軸線の周りに回転するように
装着されたこと、および前記操縦桿のニュートラル位置
の両側への回転を表わす他の電気信号を発する少なくと
も1個の他の位置センサを含み、曲の電気信号が前記機
械の少なくとも1個の他の部材を制御する少なくとも1
個のアクチュエータに指令することにおいて順著なもの
である。
かくして、他の位置センサは前記t!縦桿の傾きによっ
ては制御されなかった機械の1g以上のM加的部材を制
御することができる。
操縦桿が、交差しその操縦桿を横切る第1軸線および第
2軸線の周りに回動するように装着されて、操縦桿が前
記第1および第2軸線の交点の周りに回動でき、この第
1および第2軸線の周りの操縦桿の傾きをそれぞれ表わ
す第1および第2電気信号を発する少なくとも第1およ
び第2位置センサを設けてなる上述の既知の場合におい
て、この発明の装置は、その軸線の周りの回転シャフト
の回転を表わす第3電気信号を発する少なくとも1個の
第3位置センサと関連づけられている回転シャフトを含
むことと、前記操縦桿が、前記第1および第3軸線の前
記交点の周りに回動できるように前記回転シャフトに関
節状に取りl=tけられていることで顕著である。
かくして、航空機の制位口に対する特別の適用において
、前記第1および第2軸線周りの前記操縦桿の傾動はM
1揺れおよび横揺れにおける航空機の制郭に使用され、
操縦桿の回転は(4揺れにおける航空機の制御に使用す
ることができる。そして、こめ目的のために提供されて
いる通常のラダー杆の省略を可能とすることができる。
有利な実施例において、操縦桿と回転シャフトとはユニ
バーサルジヨイントによって関節結合され、回転シャフ
トは、その軸線に平行に動くことを防止するように装着
され、前記操縦桿は、自身で回転するように、装着され
たスリーブを少しの遊びをもって通り、そして、スリー
ブは前記第1および第2位置センサと協働するプレー1
−または同様のものと固定されている。
ある具体例では、前記回転シャフトが共・袖に装着さ!
L、前記第1および第2位置センサが周囲に装着された
ブロックを有し、前記ユニバーサルジヨイントが前記ブ
ロックの外側へ突出する回転シャフトの一端部に設けら
れ、これに対し第3センサまたは各センサが前記回転シ
ャフトの反対端に設けられる。かくして、装置は小型で
軽量となる。
好適には、前記スリーブは前記回転シャフトの軸線の周
りに回転するのを防止されている。
ミニ揉樅桿制御装置において、それ自体知られている方
法である力感知装置が、前記第1および第2軸線の周り
の操縦桿の傾動に関連し、作業者によるミニ操縦桿の発
動にある抵抗を提供しようとする場合に、これらの力感
知装置をブロックに固着することが有利である。同様に
、ミニ操縦桿の回転に関連して少なくとも1個の力感知
装置を設けることも有利である。この力感知装置もまた
ブロックに固着することができる。
この発明は、また、縦揺れ@部面、横揺れM腎部および
偏揺れ制御面を有する航空機の飛行制御機構に関するも
のである。この発明によれば、このようなI!111は
、交差し、操縦桿を横切る第1および第2軸線の周りに
傾動するように装着された操縦桿を存し、その操縦桿は
前記第1および第2軸線の交点の周りに傾動することが
でき、少なくとも第1および第2位置センサが前記第1
および第2軸線の周りの操縦桿の傾きをそれぞれ表わす
第1および第211電気信号を発するために設けられて
いる上述の型の少なくとも1個の制御装置を含む機構に
おいて、この発明の機構は、少なくとも1関の第3位置
センサと関連づけられている回転シャフトと、その#i
線の周りの回転シャフトの回転を表わす第3電気信号を
発することができることと、前記操縦桿が第1および第
2軸線の交点の周りに傾動できるように前記回転シャフ
トに関節状に取り付けられていることと、そして、縦揺
れおよび横揺れ制御面が前記第1および第2位置センサ
によって制御され、これに対し、偏揺れ制御面が前記第
3位置センサによって制御されることにおいて顕著であ
る。
このような飛行制御n1tiは1個以上の飛行用コンピ
ュータを設けた型のものが有利であり、それは全ての制
御n面に対する制御指令が電気的に行われるからである
一般的に、上述の盟では、一方が操縦士、他方が副操縦
士のためというように2個の制御装置が設けられる。こ
の場合には、前記第1.第2および第3信号は2個の制
御装置からやって来て、対応する制御面に1個の制御指
令を送り出す飛行用コンピュータに導かれるものである
実施例 この発明は添f寸図に描かれているところから容易に理
解されるであろう。
図中、同一符号は同一部材を示す。
第1図の斜視図に示される大型輸送機1は、胴体2.1
3、垂直安定板4および水平安定板5からなっている。
X3には、横揺れ制牌のための復縁補助翼6とフラップ
7とが設けられている。垂直安定板4には方向舵8が設
けられ、水平安定板5の後縁に対しては昇降舵9がmi
状に取り付けられている。
第2図には、航空機1の操縦室10の内側が、操縦士の
ためのシート11と副操縦士のためのシート12を含め
て、後から前への透視軸で略図的かつ部分的に示されて
いる。−収約に、操縦士のためのシートは左側であるの
に対し、副操縦士のためめシートは右側である。2つの
禄根席は、スロットルKii御ハンドル14のような多
数の制御と検査装置を有する中央コンソール13によっ
て互いに分けられている。さらに、制御パネル15には
、種々の検査装置が設けられている。第2図に示される
操縦室10において、操縦士と副操縦士の前にそれぞれ
置かれ、両手で握って操1乍されるべき通常の操縦桿が
省かれてしまっていることに注目しなければならない。
これらの大型の通常の操縦桿は、操縦士の左側と副操縦
士の右側にそれぞれ配置された、簡単な枢動ハンドル2
0および21によって代わられて来ている。かくして、
ハンドル20は操縦士の左手によって操作されるだろう
し、ハンドル21は副操縦士の右手によって操作される
だろう1例えば(第3図および第4図を参照して)、航
空機は、縦揺れの際には、航空機の中央長軸平面に平行
なti縦ハンドル20あるいは操縦ハンドル21によっ
て、横断軸X−Xの周りに制御5れ、横揺れの際には、
前記操縦ハンドルの1つを、前記中央長軸平面を措切る
横方向へ、長軸Y−Yの周りへ傾けることによって制御
される。後述されるように、各ハンドルは、ニュートラ
ル位INから、前方(矢印FAV) 、接方(矢印FA
R) 、右方(矢印FD)および左方〈矢印FG)へ傾
けられる。
ハンドル20および21は、“ミニスティック(min
isticks)”と呼ばれ、陵で明らかにされるよう
に、電気的に接続され、航空機はそれらの一方からでも
他方からでも、あるいは両方からでも操縦されることが
できる。
第3図に示されるように、各ハンドル20.21はそれ
ぞtL機1122.23に関連づけられている。各機1
’1l122.23は、固定プロ25をケース24内に
有している。このブロックは、ベアリング27と28に
支持されてブロック25に対してその軸線Z−Zの周り
に回転することはできるが、そのブロックに対して移動
J−ることは特に軸方向停止片29と30にJニー)で
防止されている、その中を通るシャフト26を有してい
る。そのレヤフ1−28の端部の一つは、ハンドル20
あるいは21を固着している補助軸32に対してユニバ
ーサルジヨイント31によって接続されている。ジヨイ
ント31の関節点33は、軸線X−X、YYおよびZ−
Zの交点として融りしている。
補助軸32は、ベアリング35および36上でスリーブ
34に対して回転できるように、スリーブ34によって
収り巻かれている。このスリーブ34は、ブロック25
と向き合って、平面x、x−z、zおよびY、Y−Z、
Zにおいてそれぞれ軸線z−7の周りに2個づつ対称的
に配置された位置センサ38〜41と1(働できるよう
に、プレート状、十字状あるいは同様の部材37に固定
されている。
位置センサ38〜41は、例えばプランジャー芯体を有
する変換型であり、プランジャー芯木はスプリング43
によってf1勢されたニードル42に固定されている。
かくして、位置センサ38がら41の二ドル42の先端
は・、補助軸32とハンドル20あるいは21に向き会
う、プレート状、十字状または′fIi似の形状の部材
37の面を支持する。ハンドル20まなは21のニュー
トラル位iNにおいて、位置センサ38から41は信号
を発しないように調節されている。
これらの位置センサには電力が供給され、それらが出そ
うとする信号は、ゲース24に固着され、各位置センサ
が導体45によって接続されているプラグ44を通じて
送り出される。
さらに、部材37は、軸線X−XおよびY−Yの周りに
傾動するのを防止することなく、軸線Z−Zの周りに回
動するのを滑動接続5日によって防止されている。
ブロック25と部N37との間には、2−2軸線の周り
に2gづつ対称的に、例えば4@のスプリング装置がス
プリング懸架装置として配設されている。このような懸
架装置の目的は、ハンドル2021の傾動による力の感
覚を、それが解放されてニュートラル位置に戻された時
も同様にその感覚を引き入れることである。
第3図および第5図に見られるように、シャフト26の
ジヨイント3Iと反対側の端部は、その軸線Z−7の周
りの軸の回転(矢印FRGとF RD )の大きさと方
向を表わす信号を供給することができる0例えば位置セ
ンサ38から41と同じ型の2個の位置センサ50およ
び51と協働している。例えば、このために、ブレード
52は、それを横断する方向にシャフト26に固着され
、これらのセンサ50と51は、スプリング43によっ
て1す勢されたニードルによって、ブレード52の反対
面を支持している。
力の感知装置53と54は、例えばスプリングて1・を
勢され、その軸線Z−7の周りの随意的回転にある抵抗
を与え、自動的にシャフトをそグ)回転のニュートラル
位置に戻すものである。
勿論、センサ50と51は、力惑知装、?1f53およ
び54と同様に、ブロック25によって支持される。セ
ンサ50と51とは電力供給と信号送り出しワイヤ55
によってプラグ44に接続されている。
スリーブ34を取り巻く柔軟な覆い56は、スリーブ3
4とそのスリーブの通るゲース24の上部プレート57
間の密封を提供している。
第6図に例示される飛行制御システムの線図において、
飛行用コンピュータ60は、制御卸装置22゜23のプ
ラグ44に接続される回線62と63によってそれらの
制御装置22.23に接続されるように設けられている
。さらに、電気的サーボコントロール64が縦揺れ制御
面9をfft制御するために設けられ、電気的サーボコ
ントロール65と66は、それぞれ、補助翼6と横揺れ
フラップ7を制御するために設けらlし、そして、電気
的サーボコントロール67は方向舵8を制御するために
設けられている。電気的サーボコントロール64.65
.66および67(ま、それ/、が17i7tjA88
.69.70および71によってそれぞれ接続されてい
る飛行用コンピュータによって制御されている。
かくして、もしも、操縦士(図示されていない)が波の
左手で操縦桿20と補助環32とを軸線X−Xの周りを
前方(矢印FAV)へ傾けるならば、操縦桿は交点33
の周りに軸回転し、補助環32はそれにベアリング35
および36によって機械的に接続されているスリーブ3
4を傾けることとなる。したがつて、部材37が力感知
装置46の弾性的(?用に抗して軸線X−Xの周りに傾
いて、センサ38のニードル42を動かす。センサ3S
は、それから、操縦桿20と補助環32の傾きを表わす
信号を出力し、この信号は導体45、プラグ44および
回線62を通って飛行用コンピュータ60に伝えられる
3この信号によって、コンピュータ60は、回&168
によって電気的サーボコントロール64に伝えられる縦
揺れ制御面()に対する降下制御信号を提供する。
今、説明されたことから、制御面9に対する機首上げ制
御信号が、操縦桿20、補助環32を軸線XXの周りを
後方に(矢印FAR)に傾けることによって、部材37
とセンサ39のIIjJ!11を経て同様に得られるこ
とが容易に理解されるで+(’)ろう。
同様に、コンピュータ60によって補助翼や横揺れフラ
ップ7の電気的サーボコントロール65および/′また
は66に導かれる、左や右に対する横揺れ制御信号は、
操縦桿20、補助環32を軸線Y−Yの周り(矢印PG
およびFD)へ傾けることによって得ることができる。
この場合には、操縦桿20、補助環32によって傾けら
れるスリーブ34に接続された部材37が、四線62に
よってコンピュータ60に導かれる横揺れ信号を発する
ために、センサ40および41と協働する。そして、操
縦桿20、補助環32を傾けて、航空R1の*aれや横
揺れをM御することが可能であることを理解することが
できる。
さて、操縦士がハンドル20を回動させると、補助環3
2がスリーブ34に対して回動し、スリーブ34はシャ
フト・26を軸線Z−Zの周りに回動させる。
したがって、ブレード52は、力怒知装置53または5
4の−−−)の作用に抗して前記軸線Z−7の周りに回
転し、センサ50または51の一つのニードル42を動
かず、この回転に対応する信号は、前記センサによって
発せられ、導体55、プラグ44、回線62を経てコン
ピュータ60に導かれる。
コン・ピユータ60(ま、それから、回線71を経て電
気的サーボコントロール67に導かれている方向(珊揺
れ)制御信号を前記信号から形成する。左または右への
慣揺れ程度は、それぞれハンドル20の両方向く矢印F
RGおよびFRD)の回転に関連づけられている。
それゆえ、制御装置22は飛行機を偏揺れにおいて制御
することも可能としている。
操縦士と副1!縦士とが、ハンドル20および21の同
時作動によって、コンピュータ60に同時に制御信号を
送る場合には、コンピュータ60は、これらの信号から
、コンピュータにおいて予め記録されたプログラムにし
たがって形成され、対応する電気的コン)−ロール64
から67に導かれる単一の指令信号を発するものである
発明の効果 この発明によれば、軽量でコンパクトな操縦桿、III
I御装置を得ることができ、航空機の全ての運動性を制
御することができることを理解される。′この制御装置
は、小量の自由な動きと低摩擦とを有し、その部材は荷
重を消すためにプレストレスをかけた状郊で装着される
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、特に横揺れ、縦揺れ、(H揺れ制御面を例示
する大型輸送機の斜視図、第2図は、第1図の航空機の
操縦室の内側の部分的な斜視図、第3図はこの発明によ
るミニ操縦桿制御装置の具体例の軸方向断面図、第4図
は、粟軟な密封用覆いを仮に取り払った、第3図のII
+’−■線断面図、第5図は第3図V−V線に沿う簡略
化された断面図、第6図は、この発明による第1図の航
空機のための飛行制(31システムの線図である。 l−輸送機、2・・・刷本、3・・・翼、6・・・鋪助
翼、7・・・フラップ、8・・ラダー、9・・昇降舵、
10・・・操縦室、11  操縦上席、12・・・副操
縦士席、20.21・・・t’aN桿(ハンドル)、2
5・・ブロック、26・・・回転シャツI−,27,2
8・・・ベアリング、29.30・・停止片、31・・
・ユニバーサルジヨイント、32・・・補助軸、33・
・交点、34  スリーブ、35.36・・・ベアリン
グ、37・・部N(プレート状”) 、 38.39.
40.41・・・位置センサ、42・・ニー1?ル、4
4・・・プラグ、50.51・・・位置センサ、53.
54・・力感知装置、X−X・・第1軸線、Y−)′ 
第2軸線、2−2・長軸軸線、60・飛行用コンピュー
タ、 64.65.66・・・電気的サーボコントロー
ル。 Fり3 4γ4 ケ5 ぺ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)操縦者の片手によって操作される操縦桿と、互い
    に交差し、前記操縦桿を横切る第1軸線および第2軸線
    の周りに回動でき、かつその長軸軸線の周りに回転でき
    るように前記操縦桿が装着された装置であって、前記第
    1軸線と第2軸線の周りの前記操縦桿の傾きをそれぞれ
    表わす第1および第2電気信号を発するための第1位置
    センサおよび第2位置センサと前記操縦桿の回転を表わ
    す第3電気信号を発する第3位置センサとを有し、さら
    に、この第3位置センサが関連づけられている、前記操
    縦桿を関節状に取り付けている回転シャフトを含み、前
    記第1および第2電気信号が少なくとも機械の部材の1
    個を制御する少なくとも1個のアクチュエータに指令し
    、前記第3電気信号が少なくとも他の1個の部材を制御
    する少なくとも他の1個のアクチュエータに指令するも
    のであるところの装置とからなる機械の部材を制御する
    ための装置。
  2. (2)スリーブと回転シャフトとがユニバーサルジョイ
    ントによって関節状に取り付けられ、前記回転シャフト
    がその軸に平行方向に動くのを防止されるように装着さ
    れ、前記操縦桿が、回転できるように僅かの遊びをもっ
    て装着されたスリーブを通っており、前記スリーブが前
    記第1および第2位置センサと協働するプレートまたは
    同様のものを固着しているところの請求項(1)記載の
    装置。
  3. (3)前記回転シャフトが中央に装着され、前記第1お
    よび第2位置センサが周囲に装着されたブロックと、前
    記ユニバーサルジョイントが前記回転シャフトのブロッ
    クから外側へ突出する一方の端部に設けられているのに
    対し、第3センサまたは各センサが前記回転シャフトの
    反対端部に設けられていることからなる請求項(2)記
    載の装置。
  4. (4)前記スリーブが前記回転シャフトの軸の周りに回
    転するのを防止されているところの請求項(2)記載の
    装置。
  5. (5)前記第1および第2軸線の周りの前記操縦桿の傾
    動に関連する力感知装置からなり、この力感知装置が前
    記ブロックに固着されているところの請求項(3)記載
    の装置。
  6. (6)ミニ操縦桿の回転に関連する少なくとも1個の力
    感知装置からなる請求項(1)記載の装置。
  7. (7)ミニ操縦桿の回転に関連する前記力感知装置が前
    記ブロックに固着されているところの請求項(6)記載
    の装置。
  8. (8)互いに交差し、前記操縦桿を横切る第1軸線およ
    び第2軸線の周りに回動でき、かつその長軸軸線の周り
    に回転できるように前記操縦桿が装着された制御装置で
    あって、前記第1軸線と第2軸線の周りの前記操縦桿の
    傾きをそれぞれ表わす第1および第2電気信号を発する
    ための第1位置センサおよび第2位置センサと前記操縦
    桿の回転を表わす第3電気信号を発する第3位置センサ
    とを有し、さらに、この第3位置センサが関連づけられ
    ている、前記操縦桿を関節状に取り付けている回転シャ
    フトを含み、前記第1および第2位置センサによつて縦
    揺れおよび横揺れ制御面が制御されるのに対し、前記第
    3位置センサによつて偏揺れ制御面が制御されるもので
    あるところの、縦揺れ制御面、横揺れ制御面および偏揺
    れ制御面を有する航空機用飛行制御機構。
  9. (9)1個以上の飛行用コンピュータと操縦士用と副操
    縦土用の2個の制御装置とからなり、前記2個の制御装
    置からの前記第1、第2および第3信号が、対応する制
    御面に指令信号を発する前記飛行用コンピュータに導か
    れるところの請求項(8)記載の機構。
JP2034049A 1989-02-17 1990-02-16 操縦桿制御装置およびこの制御装置を少なくとも1個有する航空機用飛行制御機構 Pending JPH02254097A (ja)

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