具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)，它包括指令傳感器、液壓閥、轉(zhuǎn)彎作動器、反饋傳感器和前輪轉(zhuǎn)彎控制盒；系統(tǒng)常態(tài)處于防擺狀態(tài)，液壓閥處于斷電狀態(tài)，當(dāng)前機(jī)輪產(chǎn)生擺振時，將迫使油液從轉(zhuǎn)彎作動器的一腔通過液壓閥的雙向阻尼閥流向另一腔；當(dāng)飛機(jī)前起落架放下，電源開關(guān)接通時，機(jī)上電源給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒供電，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒接收到指令傳感器指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)切換到轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。對實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)中速糾偏功能，在保證飛機(jī)操縱安全的前提下，給予飛行員最大的自主操縱能力，提高飛機(jī)的地面機(jī)動性能；同時實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的自動切換及轉(zhuǎn)彎的變增益操縱，減輕飛行員的操縱負(fù)荷，提高人機(jī)舒適性。
【專利說明】
具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種防擺系統(tǒng)，尤其涉及一種具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]前輪方向操縱技術(shù)是飛機(jī)地面操縱的核心技術(shù)，它在改善剎車使用壽命，在抗側(cè)風(fēng)起降、防止輪胎偶然事故中能糾正飛機(jī)航向，在減少飛機(jī)起降事故方面有著無可比擬的突出效果。目前飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)大多采用電傳操縱系統(tǒng)，電傳操縱是由飛行員在座艙內(nèi)操縱電門，通過電導(dǎo)線傳送操縱指令，通過操縱控制盒處理傳送來的電信號，控制操縱作動器(液壓助力器)伸縮偏轉(zhuǎn)前輪。由于電傳操縱僅通過導(dǎo)線傳遞信息，避免了機(jī)械零件在飛機(jī)上協(xié)調(diào)安裝占用大量空間帶來的麻煩。根據(jù)飛機(jī)地面操縱運(yùn)動學(xué)及穩(wěn)定性分析，飛機(jī)前輪偏轉(zhuǎn)角度過大，可能導(dǎo)致飛機(jī)繞前輪及一側(cè)主輪的地面接觸點(diǎn)連線翻倒，使飛機(jī)失去操縱能力。因此，設(shè)計的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)應(yīng)在保證飛機(jī)安全的前提下，在操縱控制盒內(nèi)加入各種必要的限制條件，同時將飛機(jī)前輪極限偏角與飛機(jī)速度信號關(guān)聯(lián)起來，通過操縱控制盒接收到速度信號后輸出不同的前輪偏轉(zhuǎn)信號，最大限度地保證飛機(jī)在中低速的地面機(jī)動性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)中速糾偏功能，在保證飛機(jī)操縱安全的前提下，給予飛行員最大的自主操縱能力，提高飛機(jī)的地面機(jī)動性能；同時實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的自動切換及轉(zhuǎn)彎的變增益操縱，減輕飛行員的操縱負(fù)荷，提高人機(jī)舒適性。
[0004]為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)，它包括指令傳感器、液壓閥、轉(zhuǎn)彎作動器、反饋傳感器和前輪轉(zhuǎn)彎控制盒；
系統(tǒng)常態(tài)處于防擺狀態(tài)，液壓閥處于斷電狀態(tài)，當(dāng)前機(jī)輪產(chǎn)生擺振時，將迫使油液從轉(zhuǎn)彎作動器的一腔通過液壓閥的雙向阻尼閥流向另一腔，阻尼閥的阻尼作用將擺振能量轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，從而使擺振迅速減弱并停止下來；
當(dāng)飛機(jī)前起落架放下，電源開關(guān)接通時，機(jī)上電源給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒供電，飛行員通過操縱前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器將轉(zhuǎn)彎指令以模擬電壓信號的方式傳給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒接收到指令傳感器指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)切換到轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒輸出液壓閥的控制電流信號驅(qū)動液壓閥動作，通過液壓閥控制轉(zhuǎn)彎作動器運(yùn)動，轉(zhuǎn)彎作動器的位移量通過反饋傳感器傳遞給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒，進(jìn)而控制前起落架轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，保證轉(zhuǎn)彎角度與轉(zhuǎn)彎指令值相適應(yīng)。
所述控制盒通過總線通信接收飛機(jī)慣性地速信號。
[0005]本發(fā)明的有益效果:前輪轉(zhuǎn)彎控制盒是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎/糾偏功能的關(guān)鍵部件，集系統(tǒng)控制、狀態(tài)指示、自檢維護(hù)于一體，系統(tǒng)采用變增益控制方式，控制盒通過總線通信接收飛機(jī)慣性地速信號，根據(jù)飛機(jī)速度調(diào)整控制律曲線，同時計算前輪的極限偏角，保證滿指令狀態(tài)下，前輪極限偏角不致飛機(jī)翻倒，保證飛機(jī)操縱安全;前輪轉(zhuǎn)彎控制盒上電狀態(tài)下，通過前輪轉(zhuǎn)彎控制盒接收的指令傳感器指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)和轉(zhuǎn)彎狀態(tài)的切換，且設(shè)置“K值”使前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器的行程與飛機(jī)地速信號相關(guān)聯(lián)，減輕飛行員的操縱負(fù)擔(dān)。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明機(jī)型前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)交聯(lián)圖。
[0007]圖2是前輪極限偏角與飛機(jī)速度關(guān)系圖。
[0008]圖3是前輪轉(zhuǎn)彎變增益控制律曲線圖。
[0009]圖4是K值為前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器行程與飛機(jī)速度關(guān)系圖。
[0010]1、前輪轉(zhuǎn)彎控制盒，2、液壓閥，3、轉(zhuǎn)彎作動器，4、反饋傳感器，5、指令傳感器，6、電源開關(guān)，7、前起落架，8、地面維護(hù)計算機(jī)，9、落地開關(guān)，1、零位開關(guān)，11、工作指示燈，12、故障告警。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]圖1所示，本發(fā)明的具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)，它包括指令傳感器5、液壓閥2、轉(zhuǎn)彎作動器3、反饋傳感器4和前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I;
系統(tǒng)常態(tài)處于防擺狀態(tài)，液壓閥2處于斷電狀態(tài)，當(dāng)前機(jī)輪產(chǎn)生擺振時，將迫使油液從轉(zhuǎn)彎作動器3的一腔通過液壓閥2的雙向阻尼閥流向另一腔，阻尼閥的阻尼作用將擺振能量轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，從而使擺振迅速減弱并停止下來;系統(tǒng)的防擺功能由液壓閥2實(shí)現(xiàn)，屬于純機(jī)械式控制方式，易于實(shí)現(xiàn)且工作可靠性高；
當(dāng)飛機(jī)前起落架放下，電源開關(guān)6接通時，機(jī)上28V電源給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I供電，飛行員通過操縱前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器5將轉(zhuǎn)彎指令以模擬電壓信號的方式傳給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I接收到指令傳感器5指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)切換到轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I輸出液壓閥2的控制電流信號驅(qū)動液壓閥2動作，通過液壓閥2控制轉(zhuǎn)彎作動器3運(yùn)動，轉(zhuǎn)彎作動器3的位移量通過反饋傳感器4傳遞給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I，進(jìn)而控制前起落架7轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，保證轉(zhuǎn)彎角度與轉(zhuǎn)彎指令值相適應(yīng)。
[0013]前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I上設(shè)了零位開關(guān)10，用于電氣零位信號采集，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I接收飛機(jī)落地開關(guān)9的信號，保證僅飛機(jī)處于落地狀態(tài)才能使用前輪轉(zhuǎn)彎，保證系統(tǒng)的安全性，同時控制盒輸出工作指示燈11和故障告警12信號，對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行指示。前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I還可以通過總線與地面維護(hù)計算機(jī)8連接，進(jìn)行地面維護(hù)，系統(tǒng)的可檢測性、維護(hù)性好。
[0014]其中，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎/糾偏功能的關(guān)鍵部件，集系統(tǒng)控制、狀態(tài)指示、自檢維護(hù)于一體，系統(tǒng)采用變增益控制方式，控制盒通過總線通信接收飛機(jī)慣性地速信號，根據(jù)飛機(jī)速度調(diào)整控制律曲線，同時計算前輪的極限偏角，保證滿指令狀態(tài)下，前輪極限偏角不致飛機(jī)翻倒，保證飛機(jī)操縱安全。前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I上電狀態(tài)下，通過前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I接收的指令傳感器5指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)和轉(zhuǎn)彎狀態(tài)的切換，且設(shè)置“K值”使前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器5的行程與飛機(jī)地速信號相關(guān)聯(lián)，減輕飛行員的操縱負(fù)擔(dān)。
[0015]圖1是本發(fā)明機(jī)型前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)交聯(lián)圖。前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)有轉(zhuǎn)彎/糾偏和減擺兩種狀態(tài)。系統(tǒng)常態(tài)為減擺狀態(tài)，此時前輪轉(zhuǎn)彎控制盒不參與減擺工作過程，由液壓閥2和轉(zhuǎn)彎作動器3構(gòu)成一個封閉的油路，通過液壓閥2中的阻尼器將擺動轉(zhuǎn)化為熱量而迅速減弱。當(dāng)前起落架7放下電源開關(guān)6接通，系統(tǒng)由機(jī)上電源系統(tǒng)供電(圖中電源開關(guān)為常通，必要時斷開該開關(guān)切斷系統(tǒng)電源使系統(tǒng)自動切換為減擺狀態(tài)，保證飛機(jī)安全)。系統(tǒng)通過總線信號接收慣性地速信號，當(dāng)?shù)厮籴?20km/h時，飛行員可通過操縱腳蹬進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎/糾偏操縱；當(dāng)?shù)厮?gt; 120 km/h時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入減擺狀態(tài)。當(dāng)需要進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎/糾偏操縱時，飛行員操縱腳蹬，當(dāng)腳蹬位移使前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器指令位超過其行程的±5%時，系統(tǒng)即處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，此時前輪轉(zhuǎn)彎控制盒綜合前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器信號、反饋傳感器信號以及地速信號輸出最終的前輪偏角，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎/糾偏功能。
[0016]圖2是前輪極限偏角與飛機(jī)速度關(guān)系圖。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)對前輪極限偏角有40°的限制，同時保證極限偏角的平滑過渡，得出如圖所示的飛機(jī)前輪極限偏角與飛機(jī)速度關(guān)系。
[0017]圖3是前輪轉(zhuǎn)彎變增益控制律曲線圖。系統(tǒng)狀態(tài)由前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器信號控制，信號在指令傳感器行程±5%內(nèi)時，系統(tǒng)處于減擺狀態(tài)；否則，系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。該控制律曲線可以覆蓋飛機(jī)各速度階段的前輪極限偏角，控制律切換時經(jīng)平滑處理后，對低、中速分別選用不同的指令與前輪極限偏角關(guān)系，從而保證飛機(jī)低速轉(zhuǎn)彎和中速糾偏的不同操作響應(yīng)。低速階段控制律采用固定的極限偏角，中速階段的小增益控制律前輪極限偏角α與飛機(jī)速度相關(guān)，α由前輪轉(zhuǎn)彎控制盒根據(jù)地速信號計算得出，與其他參數(shù)無關(guān)。
[0018]圖4是K值為前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器行程與飛機(jī)速度關(guān)系圖。飛機(jī)速度不同，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒I生成的控制律曲線的拐點(diǎn)不同，使得飛機(jī)速度越大，系統(tǒng)操縱響應(yīng)越好，同時減輕了飛行員的操縱負(fù)擔(dān)。
[0019]本發(fā)明的飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)，采用前輪轉(zhuǎn)彎控制盒進(jìn)行集成控制，涉及到飛機(jī)的中低速轉(zhuǎn)彎/糾偏操縱和高速防擺，增加了飛機(jī)糾偏方式的余度，減輕了飛行員操縱的負(fù)荷，提高飛機(jī)地面滑行階段的轉(zhuǎn)彎性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)，其特征在于:它包括指令傳感器、液壓閥、轉(zhuǎn)彎作動器、反饋傳感器和前輪轉(zhuǎn)彎控制盒； 系統(tǒng)常態(tài)處于防擺狀態(tài)，液壓閥處于斷電狀態(tài)，當(dāng)前機(jī)輪產(chǎn)生擺振時，將迫使油液從轉(zhuǎn)彎作動器的一腔通過液壓閥的雙向阻尼閥流向另一腔，阻尼閥的阻尼作用將擺振能量轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，從而使擺振迅速減弱并停止下來； 當(dāng)飛機(jī)前起落架放下，電源開關(guān)接通時，機(jī)上電源給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒供電，飛行員通過操縱前輪轉(zhuǎn)彎指令傳感器將轉(zhuǎn)彎指令以模擬電壓信號的方式傳給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒接收到指令傳感器指令值自動控制系統(tǒng)防擺狀態(tài)切換到轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，前輪轉(zhuǎn)彎控制盒輸出液壓閥的控制電流信號驅(qū)動液壓閥動作，通過液壓閥控制轉(zhuǎn)彎作動器運(yùn)動，轉(zhuǎn)彎作動器的位移量通過反饋傳感器傳遞給前輪轉(zhuǎn)彎控制盒，進(jìn)而控制前起落架轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，保證轉(zhuǎn)彎角度與轉(zhuǎn)彎指令值相適應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有中速糾偏功能的前輪轉(zhuǎn)彎防擺系統(tǒng)，其特征在于:所述控制盒通過總線通信接收飛機(jī)慣性地速信號。
【文檔編號】G05B19/04GK105905284SQ201610271364
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】毛德愛, 吳德樂, 龔明陽, 邵明華, 焦奇峰, 張立圣, 商輝, 肖四英, 陳章發(fā), 劉海葉
【申請人】江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司