RU2089448C1

RU2089448C1 - Flying vehicle lateral-and-longitudinal control stick

Info

Publication number: RU2089448C1
Application number: RU94003309A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Николаевский; А.П. Вогман
Original assignee: Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: aviation; polar control systems of helicopters and aeroplanes. SUBSTANCE: control stick includes lever 1 with handle 2 secured in cabin floor in gimbal joint with lateral control hinge 3 and longitudinal control hinge 4 whose movable members are connected with rods 13 of linkage. Axis of hinge 3 is inclined forward relative to longitudinal datum line through angle of 15-35 deg at neutral position of stick. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструктивным элементам летательных аппаратов, в частности к системе продольно-поперечного управления вертолетом или самолетом. The invention relates to structural elements of aircraft, in particular to a system of longitudinal-transverse control of a helicopter or aircraft.

Известна ручка управления вертолетом Ми-8 (см. Кн. В. А. Данилов и др. "Вертолет Ми-8", М. "Транспорт", 1979, с. 167, рис. 10.5), которая содержит рычаг с рукояткой, установленный на оси шарнирного узла продольного управления, корпус которого закреплен жестко на поворотном стакане шарнирного узла поперечного управления и соединен посредством тяг и качалок с системой управления летательным аппаратом. Known control stick of the Mi-8 helicopter (see Prince V. A. Danilov and others. "Mi-8 helicopter", M. "Transport", 1979, p. 167, Fig. 10.5), which contains a lever with a handle, mounted on the axis of the hinged node of the longitudinal control, the body of which is fixed rigidly on the rotary glass of the hinged node of the transverse control and is connected by means of rods and rockers to the control system of the aircraft.

Наиболее близким аналогом по конструкции предлагаемой ручке является ручка продольно-поперечного управления летательным аппаратом, содержащая рычаг с рукояткой, закрепленной на полу кабины в карданном узле с шарнирами продольного и поперечного управления, подвижные элементы которых связанны соответствующими тягами проводки, причем ось шарнира поперечного управления расположена наклонно в продольной вертикальной плоскости (см. Патент США N 2427962, кл. В 64 С 13/04, 1947). The closest analogue to the design of the proposed handle is the handle of the longitudinal-transverse control of the aircraft, containing a lever with a handle mounted on the floor of the cockpit in a universal joint with hinges of longitudinal and transverse control, the movable elements of which are connected by the corresponding tie rods, and the axis of the hinge of the transverse control is inclined in a longitudinal vertical plane (see US Patent N 2427962, class B 64 C 13/04, 1947).

При этом ось шарнира поперечного управления наклонена назад по часовой стрелке относительно строительной горизонтали летательного аппарата. The axis of the hinge of lateral control is tilted back clockwise relative to the horizontal construction of the aircraft.

Это является недостатком известной ручки, поскольку траектория движения при поперечном управлении должна проходить строго во фронтальной плоскости, в то время, как траектория естественного движения ручки летчика в поперечном направлении, определяемая биомеханическими ограничениями, представляет собой при виде сверху кривую линию, представляющую собой отрезок спирали (см. ГОСТ В-24951-81, прилож. 1, черт. 1, черт. 17-23, с. 27 42). Это приводит при поперечном управлении к появлению вредных связей поперечного управления с продольным управлением, возникающих в результате непроизвольного отклонения руки от фронтальной плоскости. В результате, летчик вынужден делать дополнительные корректирующие движения в продольном направлении, что усложняет процесс пилотирования, вызывая дополнительную утомляемость. This is a disadvantage of the known handle, since the trajectory of movement during lateral control must pass strictly in the frontal plane, while the trajectory of the natural movement of the pilot's handle in the transverse direction, determined by biomechanical constraints, is a curved line when viewed from above, representing a segment of a spiral ( see GOST B-24951-81, appendix 1, drawing 1, drawing 17-23, p. 27 42). In lateral control, this leads to the appearance of harmful relations of lateral control with longitudinal control arising as a result of involuntary deviation of the arm from the frontal plane. As a result, the pilot is forced to make additional corrective movements in the longitudinal direction, which complicates the piloting process, causing additional fatigue.

Задачей изобретения является облегчение процесса пилотирования и снижение утомляемости летчика, благодаря освобождению его от необходимости выполнять дополнительные корректирующие движения ручкой в продольном направлении при осуществлении им поперечного управления. The objective of the invention is to facilitate the piloting process and reduce fatigue of the pilot, by freeing him from the need to perform additional corrective movements with the handle in the longitudinal direction when performing transverse control.

Решение задачи достигается благодаря тому, что в конструкции ручки продольно-поперечного управления летательным аппаратом, содержащей рычаг с рукояткой и карданный узел крепления рычага к полу кабины с шарниром продольного и шарниром поперечного управлений, ось шарнира поперечного управления наклонена вперед в продольной плоскости по направлению полета, образуя угол относительно строительной горизонтали летательного аппарата. Величина этого угла составляет α 15 35^o и зависит от положения сидения и роста летчика.The solution to the problem is achieved due to the fact that in the design of the handle of the longitudinal-transverse control of the aircraft, containing a lever with a handle and a gimbal attachment point of the lever to the cockpit floor with a longitudinal hinge and a transverse control hinge, the axis of the transverse control hinge is inclined forward in the longitudinal plane in the direction of flight, forming an angle relative to the horizontal construction of the aircraft. The value of this angle is α 15 35 ^o and depends on the position of the seat and the growth of the pilot.

При поперечном управлении летательным аппаратом рычаг ручки поворачивается вокруг наклоненной к строительной горизонтали оси шарнира поперечного управления, а рукоятка при этом перемещается не во фронтальной плоскости, как это имеет место в прототипе, а по траектории, близкой к естественному движению руки летчика в поперечном направлении, указанному в ГОСТе, исключая тем самым излишние корректирующие движения руки в продольном направлении. In lateral control of the aircraft, the lever of the handle rotates around the axis of the hinge of the transverse control, and the handle does not move in the frontal plane, as is the case in the prototype, but along a path close to the natural movement of the pilot’s hand in the transverse direction indicated in GOST, thereby eliminating excessive corrective hand movements in the longitudinal direction.

в предлагаемом диапазоне угла a 15 35^o серия соответствующих траекторий движения рукоятки управления не имеет существенных отклонений от упомянутой естественной траектории движения руки в рабочем диапазоне поворота ручки, которые бы требовали корректировки продольного управления (см. фиг. 2).in the proposed range of angle a 15 35 ^{o the} series of corresponding trajectories of the control handle does not have significant deviations from the mentioned natural trajectory of the hand in the working range of rotation of the handle, which would require adjustment of the longitudinal control (see Fig. 2).

На фиг. 1 изображена ручка продольно-поперечного управления, вид сбоку; на фиг. 2 вид в плане траектории движения руки при поперечном управлении; на фиг. 3 ручка продольно-поперечного управления в изометрии. In FIG. 1 shows a handle of longitudinal-lateral control, side view; in FIG. 2 is a plan view of the trajectory of the arm during lateral control; in FIG. 3 handle of longitudinal-lateral control in isometry.

Ручка продольно-поперечного управления состоит (см. фиг. 1,3) из рычага 1 с рукояткой 2, установленного на полу кабины летательного аппарата с помощью карданного узла, включающего шарнир 3 поперечного управления и шарнир 4 продольного управления. Рычаг 1 установлен на оси 5 шарнира поперечного управления 3, которая размещена в скобах 6, жестко закрепленных на трубчатом валу 7, а конец рычага 1 имеет шарнир 8, соединяющий рычаг с тягой 9 проводки поперечного управления. Шарнир продольного управления 4 включает трубчатый вал 7, который установлен в кронштейнах 10 пола кабины с помощью подшипников и на котором выполнен кронштейн 11 с шарниром 12, соединяющим его с тягой 13 проводки продольного управления (см. фиг. 3). Ось 3 шарнира поперечного управления наклона в продольной вертикальной плоскости вперед по направлению полета, образуя со строительной горизонталью (см. фиг. 1) угол a 15
35^o. Траектория движения рукоятки 2 относительно оси шарнира поперечного управления в плане при угле a 15^o представлена на фиг. 2 отрезком эллипса а₂, при угле a 35^o отрезком а₁.The longitudinal-lateral control handle (see Fig. 1.3) consists of a lever 1 with a handle 2 mounted on the floor of the aircraft cockpit using a cardan assembly including a transverse control hinge 3 and a longitudinal control hinge 4. The lever 1 is mounted on the axis 5 of the hinge of the transverse control 3, which is located in the brackets 6, rigidly mounted on the tubular shaft 7, and the end of the lever 1 has a hinge 8 connecting the lever with the rod 9 of the transverse control wiring. The hinge of the longitudinal control 4 includes a tubular shaft 7, which is mounted in the brackets 10 of the cab floor with bearings and on which the bracket 11 is made with a hinge 12 connecting it to the thrust 13 of the longitudinal control wiring (see Fig. 3). Axis 3 of the hinge of the transverse tilt control in the longitudinal vertical plane forward in the direction of flight, forming an angle a 15 with the construction horizontal (see Fig. 1)
35 ^o . The trajectory of the handle 2 relative to the axis of the transverse control hinge in plan at an angle a 15 ^o is shown in FIG. 2 by a segment of an ellipse a ₂ , at an angle a 35 ^{o by a} segment a ₁ .

Траектория естественного движения руки летчика относительно плечевого сустава в поперечном направлении в соответствии с биомеханическими ограничениями представлена кривой b. Траектория c движения рукоятки при положении оси шарнира параллельно строительной горизонтали, как это имеет место в прототипе, лежит во фронтальной плоскости. Из фиг. 2 видно, что в рабочем диапазоне кривые a и b совмещены. За пределами интервала a 15 - 35^o кривые a отклоняются от кривой b в рабочем диапазоне ручки так, что в крайних положениях требуется корректировка продольного управления.The trajectory of the natural movement of the pilot's arm relative to the shoulder joint in the transverse direction in accordance with biomechanical limitations is represented by curve b. The trajectory c of the movement of the handle when the hinge axis is parallel to the horizontal construction, as is the case in the prototype, lies in the frontal plane. From FIG. Figure 2 shows that in the operating range, the curves a and b are combined. Outside the range of a 15 - 35 ^o, curves a deviate from curve b in the operating range of the handle so that in the extreme positions requires adjustment of the longitudinal control.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

в процессе поперечного управления летчик правой рукой отклоняет рукоятку 2 в поперечном направлении. При этом рычаг 1 поворачивается относительно оси 5 шарнира поперечного управления 3, которая наклонена вперед на угол a а рукоятка 2 совершает движение, соответствующее траектории рабочего отрезка кривой (см. фиг. 2, 3). При этом нижний конец рычага воздействует на тягу 9 проводки поперечного управления. Продольное управление осуществляется отклонением ручки 1 совместно со скобами 6, валом 7 и кронштейном 11 относительно оси трубчатого вала 7 путем воздействия на тягу 13. during lateral control, the pilot deflects the handle 2 in the transverse direction with his right hand. In this case, the lever 1 is rotated relative to the axis 5 of the hinge of the transverse control 3, which is tilted forward by an angle a and the handle 2 makes a movement corresponding to the trajectory of the working segment of the curve (see Fig. 2, 3). In this case, the lower end of the lever acts on the traction 9 of the transverse control wiring. Longitudinal control is carried out by the deviation of the handle 1 together with the brackets 6, the shaft 7 and the bracket 11 relative to the axis of the tubular shaft 7 by acting on the rod 13.

Эргономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в освобождении летчика от необходимости делать корректирующие движения ручкой в продольном направлении при осуществлении поперечного управления летательным аппаратом. The ergonomic advantage of the proposed device compared to the prototype is to free the pilot from the need to make corrective movements with the handle in the longitudinal direction when performing lateral control of the aircraft.

Claims

A longitudinal-transverse control handle for an aircraft, comprising a lever with a handle fixed to the cabin floor in a cardan assembly with longitudinal and transverse control hinges, the movable elements of which are connected with the corresponding tie rods, the axis of the transverse control hinge being inclined in the longitudinal vertical plane, characterized in that the axis of the hinge of lateral control is inclined forward relative to the horizontal construction of the aircraft with the neutral position of the handle at an angle of 15 3 5 ^o .