RU2177896C2

RU2177896C2 - Device for foot control of flying vehicle

Info

Publication number: RU2177896C2
Application number: RU99115493A
Authority: RU
Inventors: И.И. Беликов; П.Н. Васильченко
Original assignee: ОАО Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2002-01-10

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; directional control and braking control of flying vehicle. SUBSTANCE: device provides for independence of functions of directional control, adjustment for pilot's stature and control of braking at combined functions of levers. Combined functions simplify construction, reduce mass and enhanced reliability as compared with known devices. Proposed device has base mounted in cabin of flying vehicle on which leverage is articulated; leverage includes levers for directional control with steps, braking pedals articulated on steps, rods and bell cranks. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, в частности, к устройствам путевого управления летательными аппаратами. The present invention relates to aeronautical engineering, in particular, to flight control devices for aircraft.

Известны системы путевого управления летательными аппаратами (л. а. ) с помощью устройств ножного управления, зачастую именуемые постами управления. Управление л. а. осуществляется путем перемещения педалей постов ногами летчика. Педали представляют собой подвижные подножки для летчика. На посты управления, кроме того, возлагаются функции обеспечения возможности совместного и раздельного торможения колесами основных опор шасси при пробеге и рулении по аэродрому. Посты обеспечивают удобство эксплуатации путем регулировки их подножек под рост летчика. Устройства постов представляют собой механизмы различных конструктивных схем: рычажно-параллелограммных качающихся и скользящих педалей. В технической литературе посты ножного управления также называют педалями ножного управления или педалями. Known systems for the directional control of aircraft (hp) using foot control devices, often referred to as control posts. Office L. a. carried out by moving the pedals of the posts with the feet of the pilot. The pedals are movable steps for the pilot. The control posts, in addition, are entrusted with the functions of ensuring the possibility of joint and separate braking by the wheels of the main landing gear during mileage and taxiing along the airfield. The posts provide ease of use by adjusting their footrests to suit the pilot's height. Post devices are mechanisms of various constructive schemes: lever-parallelogram swinging and sliding pedals. In the technical literature, foot control posts are also called foot control pedals or pedals.

Известные конструкции постов (см. М. Н. Шульженко "Конструкция самолетов", М. : Машиностроение, 1971 г. , с. 243-245; И. В. Руденко и др. "Самолет АН-2" М. : Транспорт 1974 г. , с. 143-144) относятся к рычажно-параллелограммным механизмам, которые состоят из основания поста, рычагов, тяг, качалок и подножек, обеспечивающих путевое управление л. а. , регулировку подножек поста под рост летчика при их взаимной независимости и плоскопараллельном перемещении подножек. Well-known construction of posts (see M. N. Shulzhenko, “Aircraft Design”, M.: Engineering, 1971, pp. 243-245; I. V. Rudenko et al. “AN-2 Aircraft” M.: Transport 1974 g., pp. 143-144) relate to lever-parallelogram mechanisms, which consist of the base of the post, levers, rods, rocking chairs and steps that provide directional control l. a. , adjusting the footrests for the pilot's height with their mutual independence and plane-parallel movement of the footboards.

При путевом управлении л. а. левая или правая подножка перемещается нажатием соответствующей ноги летчика. Левая и правая подножки при этом отклоняются в противоположных направлениях. Регулировка под рост летчика осуществляется совместным перемещением обеих подножек в одном направлении (от летчика или на летчика). Для обеспечения торможения при пробеге и рулении на штурвале или ручке устанавливается рычаг управления торможением колес. При нажатом рычаге и перемещении подножек в крайние положения происходит растормаживание соответствующего колеса л. а. When traveling control l. a. the left or right footrest is moved by pressing the corresponding leg of the pilot. The left and right footboards deviate in opposite directions. Adjustment for the growth of the pilot is carried out by the joint movement of both steps in one direction (from the pilot or to the pilot). To ensure braking during mileage and taxiing, a wheel brake control lever is installed on the helm or handle. When the lever is pressed and the footrests are moved to the extreme positions, the corresponding wheel l is released. a.

Недостатком рассмотренных выше конструкций является то, что для обеспечения торможения колес основных опор вводится дополнительный рычаг. При необходимости торможение колесами левой или правой опоры шасси необходимо работать дополнительными рычагом и перемещать соответствующую подножку поста. Рассмотренные конструкции и им подобные предназначены для осуществления торможения колесами от пневмосистем. Эти системы сложны и ограничены в применении. The disadvantage of the above structures is that an additional lever is introduced to provide braking of the wheels of the main bearings. If necessary, braking the wheels of the left or right landing gear must be operated with an additional lever and move the corresponding footboard. The considered designs and the like are intended for braking by wheels from pneumatic systems. These systems are complex and limited in application.

Известна также конструкция поста (см. Пассажирский самолет АН-14, Техническое описание, издание второе, 1964 г. , с-114, фиг. 124), конструктивно подобного вышерассмотренному посту и имеющего отличие в части обеспечения торможением. В этом посте на подножках установлены тормозные педали и тормозные редукционные клапаны воздушной системы. Посредством гибких шлангов к клапанам подведено давление воздуха системы торможения колес основных опор шасси. Носками ног летчик поочередно или совместно нажимает на соответствующие тормозные педали, с которых воздействие передается на тормозные клапаны, а от клапанов сжатый воздух подается к тормозам колес. Недостатком данной конструкции является то, что клапаны имеют значительные габариты и их сложно компоновать на подвижных подножках, затруднен подвод воздуха. Гибкие шланги при путевом управлении самолетом подвергаются изгибам и смещению, что делает малым их ресурс. Эти же шланги, в силу своей определенной жесткости, дополнительно увеличивают силу сопротивления перемещению педалей, что отрицательно сказывается на характеристиках управляемости. Also known is the design of the post (see Passenger aircraft AN-14, Technical Description, second edition, 1964, s-114, Fig. 124), structurally similar to the above post and having a difference in terms of providing braking. In this post, brake pedals and brake pressure reducing valves of the air system are installed on the steps. By means of flexible hoses, the air pressure of the brake system of the wheels of the main chassis supports is connected to the valves. With the toes of the legs, the pilot alternately or jointly presses the corresponding brake pedals, from which the effect is transmitted to the brake valves, and from the valves, compressed air is supplied to the wheel brakes. The disadvantage of this design is that the valves have significant dimensions and are difficult to assemble on movable steps, the air supply is difficult. Flexible hoses during directional control of the aircraft are subjected to bending and displacement, which makes their resource small. These hoses, due to their certain rigidity, additionally increase the resistance to pedal movement, which negatively affects the handling characteristics.

Известна также конструкция поста, взятого за прототип (см. Руководство по технической эксплуатации самолета Ан-28: РЭ 28, раздел 27.20.1. Пульт ножного управления), относящегося к рычажно-параллелограммному механизму и подобного вышеизложенным, в части конструктивных и схемных решений поста для путевого управления самолетом. Для обеспечения торможения колес на имеющийся рычажно-параллелограммный механизм устанавливается дополнительный подобный механизм, состоящий из тяг, качалок, рычагов, тормозных педалей, представляющих собой поворотные подножки, обеспечивающие и путевое управление, и управление торможением. The design of the post taken as a prototype is also known (see Manual for the technical operation of the An-28 airplane: RE 28, section 27.20.1. Foot control) related to the lever-parallelogram mechanism and the like described above, in terms of structural and circuit design of the post for directional control of the aircraft. To ensure wheel braking, an additional similar mechanism is installed on the existing lever-parallelogram mechanism, consisting of rods, rocking chairs, levers, brake pedals, which are swivel steps that provide both directional control and braking control.

Дополнительный рычажно-параллелограммный механизм обеспечивает независимость управления торможением колес основных опор (раздельно или вместе) от перемещения подножек при путевом управлении самолета и регулировке поста под рост летчика, а также плоскопараллельное перемещение тормозных педалей при путевом управлении. Торможение колесами правой и левой опор шасси (раздельное или совместное) осуществляется нажатием носками ступней ног на соответствующую тормозную педаль. Передача управляющего воздействия на торможение к тормозным клапанам, установленным на основании, обеспечивается посредством дополнительного параллелограммного механизма. An additional lever-parallelogram mechanism ensures the independence of the braking control of the wheels of the main supports (separately or together) from the movement of the steps in the directional control of the aircraft and the adjustment of the post for the growth of the pilot, as well as the plane-parallel movement of the brake pedals in the directional control. Wheel braking of the right and left landing gear legs (separate or joint) is carried out by pressing the toes of the feet on the corresponding brake pedal. The transfer of the control effect on braking to the brake valves installed on the base is ensured by an additional parallelogram mechanism.

Недостатком рассмотренной конструкции (схемы) является то, что дополнительный механизм значительно усложняет конструкцию, т. к. увеличивается количество звеньев и шарниров. Увеличивается также нагрузка на механизм. Следствием этого являются увеличение массы и уменьшение надежности поста. The disadvantage of the considered design (circuit) is that an additional mechanism significantly complicates the design, since the number of links and hinges increases. The load on the mechanism also increases. The consequence of this is an increase in mass and a decrease in the reliability of the post.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в упрощении конструкции, увеличении надежности и уменьшении массы поста за счет совмещения в одном рычажно-параллелограммном механизме функций механизма для путевого управления с регулировкой поста под рост летчика и механизма для обеспечения торможения. The problem to which the invention is directed is to simplify the design, increase reliability and reduce the weight of the post by combining in one lever-parallelogram mechanism the functions of the mechanism for directional control with adjusting the post for the growth of the pilot and the mechanism to provide braking.

Это достигается тем, что в устройстве для ножного управления летательным аппаратом, содержащем установленное в кабине л. а. основание, на котором шарнирно закреплен рычажно-параллелограммный механизм, включающий в себя рычаги путевого управления с шарнирно закрепленными на них подножками, тормозные педали, шарнирно закрепленные на подножках, тяги и качалки торможения, при этом тормозные педали устройства выполнены в виде двуплечих рычагов, снабженных с одной стороны гашетками, а с другой - сферическими шарнирами, посредством которых они соединены с тягами рычажного механизма путевого управления, выполненными в виде рычагов, шарнирно соединенных с тормозными качалками, которые в свою очередь шарнирно установленными на основании и передающими сигнал к датчику торможения, а подножки шарнирно установлены на рычагах путевого управления, смонтированных, в свою очередь, на валу, оснащенном качалкой путевого управления и установленном на подшипниках в основании. This is achieved by the fact that in the device for foot control of the aircraft, containing installed in the cockpit l. a. the base on which the lever-parallelogram mechanism is pivotally mounted, including the track control levers with the footsteps pivotally mounted on them, brake pedals pivotally mounted on the footrests, traction and braking rockers, while the device’s brake pedals are made in the form of two-arm levers equipped with on one side with trigger arms, and on the other with spherical hinges, by means of which they are connected to the rods of the lever mechanism of track control, made in the form of levers pivotally connected to the brake and rockers, which, in turn, are pivotally mounted on the base and transmitting a signal to the braking sensor, and the steps are pivotally mounted on the track control levers mounted, in turn, on a shaft equipped with a track control rocker and mounted on bearings in the base.

Совмещение функций и развязка (независимость) по управляющим (входным и выходным) воздействиям при путевом управлении и торможении обеспечивается тем, что при путевом управлении и регулировке поста под рост летчика все звенья рычажно-параллелограммного механизма перемещаются в плоскости механизма, а при торможении колес тормозные гашетки, рычаги со сферическими шарнирами и тормозные рычаги отклоняются из плоскости, в которой они перемещались при путевом управлении и регулировки под рост летчика. The combination of functions and decoupling (independence) in terms of control (input and output) actions during directional control and braking is ensured by the fact that during the directional control and adjustment of the post for pilot growth, all links of the lever-parallelogram mechanism move in the plane of the mechanism, and when braking the wheels, brake , levers with spherical hinges and brake levers deviate from the plane in which they moved with directional control and adjustment for the growth of the pilot.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображена кинематическая схема поста в аксонометрической проекции, где стрелками показаны направления перемещения подвижных элементов при путевом управлении, управлении торможением и регулировке под рост летчика;
на фиг. 2 - конструктивная схема поста при виде сверху (вид А); здесь показаны параллелограммы механизмов левой и правой подножек (осевыми линиями), а также крайние положения шарниров рычагов и подножек при путевом управлении и регулировке поста под рост летчика;
на фиг. 3 показана относительно размеров рычагов величина δ - искажение параллелограммного механизма при управлении торможением; здесь точка Г - исходное положение шарнира, а Г' - при полностью отклоненной гашетке управления торможением.The invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 shows a kinematic diagram of a post in axonometric projection, where the arrows show the directions of movement of the moving elements during directional control, braking control and adjustment for the growth of the pilot;
in FIG. 2 is a structural diagram of the post when viewed from above (view A); here are shown the parallelograms of the mechanisms of the left and right steps (center lines), as well as the extreme positions of the hinges of the levers and steps in the directional control and adjustment of the post for the pilot's height;
in FIG. 3 shows, relative to the size of the levers, the quantity δ — distortion of the parallelogram mechanism during braking control; here the point Г is the initial position of the hinge, and Г '- with the braking control trigger fully deflected.

Устройство ножного управления летательным аппаратом представляет собой рычажно-параллелограммный механизм, образующий параллелограммы БВГД (см. фиг. 1) левой и правой подножек, смонтированный на основании 1, которое установлено на полу в кабине летчика, и включающий в себя элементы 2 - 13. Подножки 2 установлены на рычагах 3, которые в свою очередь монтируются на валу 4 и соединяются между собой регулировочным винтом 5, снабженным маховиком. Вал 4, оснащенный качалкой 6 путевого управления, установлен на подшипниках в основании 1. Маховик винта 5 выполнен в виде цилиндрического пояска с насечкой для удобства вращения рукой и располагается в пазу вала 4. С одной стороны винт 5 имеет правую наружную резьбу, а с другой - левую. Рычаги 3 соединены с винтом 5 посредством цилиндрических вкладышей 7, обеспечивающих поворот рычагов 3 относительно винта 5 и имеющих соответственно один левую, другой правую внутренние резьбы. На подножках 2 установлены на горизонтальных осях двуплечие рычаги 8 с тормозными гашетками 9. Подножки 2 имеют возможность поворачиваться на рычагах 3 относительно вертикальных осей. Тормозные рычаги 8 соединяется сферическими шарнирами 10 с рычагами 11, что дает возможность рычагам 11 взаимно поворачиваться как в горизонтальной, при путевом управлении и регулировке под рост, так и в вертикальной, при торможении, плоскостях. Рычаги 11 вторыми концами шарнирно с помощью, например, шарнирных болтов закреплены на тормозных качалках 12 и имеют возможность поворачиваться относительно них в горизонтальной плоскости или близкой к ней. Тормозные качалки 12 шарнирно закреплены на основании 1 с возможностью поворота относительно своей оси вместе с рычагами 11 в вертикальной плоскости и соединяются с датчиками или исполнительным устройством торможения 13. The foot control device of the aircraft is a lever-parallelogram mechanism, forming parallelograms BVGD (see Fig. 1) of the left and right footrests mounted on the base 1, which is installed on the floor in the cockpit, and includes elements 2 - 13. Footsteps 2 are mounted on levers 3, which in turn are mounted on the shaft 4 and interconnected by an adjusting screw 5 provided with a flywheel. The shaft 4, equipped with a rocking chair 6 of the track control, is mounted on bearings in the base 1. The flywheel of the screw 5 is made in the form of a cylindrical girdle with a notch for easy rotation by hand and is located in the groove of the shaft 4. On the one hand, the screw 5 has a right-hand external thread, and on the other - left. The levers 3 are connected to the screw 5 by means of cylindrical liners 7, providing rotation of the levers 3 relative to the screw 5 and having respectively one left, the other right internal threads. On the footboards 2, two-arm levers 8 with brake pedals 9 are installed on the horizontal axes. The footboards 2 are able to rotate on the levers 3 relative to the vertical axes. The brake levers 8 are connected by spherical hinges 10 with the levers 11, which allows the levers 11 to mutually rotate both horizontally, with directional control and adjustment for growth, and vertically, when braking, planes. The levers 11 with the second ends are pivotally mounted, for example, by pivot bolts, to the brake rockers 12 and are able to rotate relative to them in a horizontal plane or close to it. The brake rockers 12 are pivotally mounted on the base 1 with the possibility of rotation about its axis together with levers 11 in a vertical plane and are connected to sensors or the braking actuator 13.

Путевое управление летательным аппаратом осуществляется перемещением ступнями ног подножек 2 в противоположных направлениях. Перемещение подножек 2 вызывает поворот как одного целого рычагов 3 путевого управления винта 5, вала 4 и качалки 6, от которой сигнал идет в проводку управления (рулем направления и носовым колесом). При этом рычажно-параллелограммный механизм обеспечивает плоскопараллельное перемещение подножек 2 и не передает воздействий на тормозную качалку 12. The directional control of the aircraft is carried out by moving the feet of the steps 2 in opposite directions. Moving the steps 2 causes a turn as a whole of the levers 3 of the directional control of the screw 5, the shaft 4 and the rocker 6, from which the signal goes to the control wiring (rudder and nose wheel). In this case, the lever-parallelogram mechanism provides plane-parallel movement of the steps 2 and does not transmit effects on the brake rocker 12.

Регулировка подножек под рост летчика обеспечивается совместным перемещением обеих подножек в одном направлении (от летчика или к летчику) с помощью двух четырехзвенников ВГДЕ, звенья ЕД и ВГ которого параллельны. Работа четырехзвенника аналогична работе рычажно-параллелограммного механизма и обеспечивает перемещение подножек, близкое к плоскопараллельному. При этом перемещение подножек не влияет на положение вала 4 с качалкой 6. The adjustment of the steps for the pilot's height is ensured by the joint movement of both steps in the same direction (from the pilot or to the pilot) with the help of two VGDE four-linkers whose ED and VG links are parallel. The four-link operation is similar to the operation of the lever-parallelogram mechanism and provides the movement of the steps, close to plane-parallel. Moreover, the movement of the steps does not affect the position of the shaft 4 with the rocker 6.

Управление торможением осуществляется попеременным или одновременным нажатием носками ступней ног на гашетки 9 двуплечих рычагов 8. Перемещение (усилия) от гашетки 9 через плечи рычагов 8, сферические шарниры 10, рычаги 11, тормозные качалки 12 передается на датчики 13 или исполнительные устройства торможения. Braking control is carried out by alternately or simultaneously pressing the toes of the feet with the toes 9 of the two shoulders 8. The movement (force) from the trigger 9 through the arms of the levers 8, spherical joints 10, levers 11, the brake rockers 12 is transmitted to the sensors 13 or brake actuators.

Отклонение шарнира 10 в вертикальной плоскости от своего исходного положения при управлении торможением невелико по сравнению с длиной рычагов 8 и 11, поэтому и искажение исходной формы рычажно-параллелограммного механизма незначительно и не влияет на положение подножек 2. Искажение формы механизма характеризуется величиной δ (см. фиг. 3). Вал 4 и качалка 6 при этом остаются в исходном положении. The deviation of the hinge 10 in the vertical plane from its initial position when controlling braking is small compared to the length of the levers 8 and 11, therefore, the distortion of the initial shape of the lever-parallelogram mechanism is insignificant and does not affect the position of the steps 2. The distortion of the shape of the mechanism is characterized by δ (see Fig. 3). The shaft 4 and the rocker 6 remain in their original position.

Таким образом, предлагаемое устройство ножного управления летательным аппаратом обеспечивает независимость функции путевого управления, регулировки под рост летчика и управление торможением при совмещении функций рычагов. Совмещение функций приводит к упрощению конструкции, уменьшению массы и увеличению надежности по сравнению с известными устройствами. Thus, the proposed device for foot control of the aircraft provides independence of the function of track control, adjustment for the growth of the pilot and braking control when combining the functions of the levers. The combination of functions leads to a simplification of the design, a decrease in weight and an increase in reliability compared to known devices.

Claims

A device for foot control of an aircraft, comprising a base mounted on an aircraft cockpit, on which a link mechanism is pivotally mounted, including track control levers with footboards pivotally mounted thereon, brake pedals pivotally mounted on the footboards, traction and braking rockers, characterized in that the brake pedals are made in the form of two shoulders levers equipped with trigger arms on one side and spherical hinges on the other side, by means of which they are connected with rods of the roar of the mechanism, made in the form of levers, which are connected with brake rockers with the help of hinged bolts, which, in turn, are pivotally mounted on the base, and the steps are pivotally mounted on the track control levers mounted, in turn, on a shaft equipped with a track rocker control and mounted on bearings in the base.