[发明专利]用于航空器的电舵控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种不带任何机械舵补偿的、电类型的、用于航空器的舵控制系统（rudder control system）。

背景技术

每一架航空器均设置有连接引航单元（操纵杆、舵脚蹬杆（rudder bar））与航空器的空气动力学控制表面（副翼、阻流板（spoiler）、垂直舵、俯仰操纵机构(pitch motivator)）的飞行命令系统。那些系统已经根据技术进步随着时间从纯机械非辅助系统发展到被以液压方式辅助的电（命令）系统。

在最初的系统上，飞行员在引航单元上施加的作用力被整体地传递到舵并且对应于空气动力学作用力。为了减小肌肉作用力，已经形成了补偿器或者调平（trim）从而能够对应于来自飞行员的零肌肉作用力地改变控制表面位置。

随着技术的演化，已经本质上为了操作需要（来自飞行员）保留了调平。因为在目前的舵控制系统上，在舵脚蹬杆和垂直舵之间不再存在更多的机械连接，调平仅仅用于改变舵脚蹬杆的零作用力位置。

通常，一种电类型的、用于航空器，特别地用于飞机的舵控制系统，包括：

-适于由飞行员操作的舵脚蹬杆；

-用于检测舵脚蹬杆的位置并且产生代表这种位置的电控制信号的装置；和

-飞行控制计算器，该飞行控制计算器接收这种电控制信号并且借助于后者产生被传输到用于航空器的垂直舵的致动装置的控制命令。

该垂直舵是所谓的电式的，因为由飞行员控制的命令（舵脚蹬杆的位置）被以电信号的形状传输到飞行控制计算器。该计算器然后使用这种飞行员命令以通过内部控制定律确定被有效地应用于垂直舵的控制命令。

尽管这种电特性，舵脚蹬杆仍然是一种复杂的机械单元。它特别地包括能够再次形成人为感觉的弹簧组件（因为舵脚蹬杆不再被以机械方式与航空器的控制表面连接）。这种人为感觉产生装置还包括机械舵补偿或者调平功能。由机械补偿器或者调平实现的这种功能允许飞行员控制零作用力舵脚蹬杆位置。飞行员通过位于驾驶员座舱中的按钮执行该控制。

这种机械舵调平满足几个操作需要：

-在发动机故障的情形中。

航空器的发动机故障产生偏航力矩。因此，为了保持最佳飞行线路，飞行员必须控制舵脚蹬杆命令从而垂直舵产生与与发动机故障有关的力矩相反的矫正性偏航力矩。

恒定的应用这种命令迫使飞行员在舵脚蹬杆上施加恒定的肌肉作用力。为了使得飞行员能够在保持他的位置（和因此他的命令）时释放踏板，他请求机械舵调平功能。

使用这种功能允许将零作用力位置（起初地假设为中立位置）送至舵脚蹬杆的当前位置（飞行员要求的）。因此，飞行员可以在保持当前位置时释放舵脚蹬杆；和

-在飞机被扭曲或者被以非对称方式加载（燃料、乘客）的情形中。

在那些情形中，飞行员能够处于要求恒定的稍微的舵命令从而取消或者补偿非对称性（最佳侧滑、最小舵间隙）的位置中。为此，飞行员可以请求机械舵调平功能。因此，舵脚蹬杆能够采取非零命令，而不用飞行员在踏板上操作（通过零作用力点的稍微移位）。

在例如如上所述电舵控制系统上存在满足上述需要的机械舵调平，特别地在质量、成本、安装、拥塞、维护、总体可靠性等方面具有某些缺点。

发明内容

本发明旨在简化这种电舵控制系统并且取消机械补偿功能。它涉及一种不带任何机械控制调平的、电类型的、用于航空器的舵控制系统，尽管不存在机械调平，该舵控制系统仍然允许满足与这种调平有关的操作需要。

出于该目的，根据本发明，所述类型的舵控制系统包括：

-适于由航空器的飞行员致动的舵脚蹬杆（踏板）；

-用于自动地检测舵脚蹬杆的位置并且产生代表这种位置的电控制信号的装置；和

-计算装置，该计算装置接收这种电控制信号并且至少通过后者自动地产生被传输到用于航空器的垂直舵的操作装置的控制命令，

其显著性在于，它另外地包括：

-用于以辅助电信号的形状产生舵调平命令从而零作用力舵脚蹬杆位置是舵脚蹬杆的中立位置的辅助装置；和

-用于向所述计算装置传输这种辅助电信号的装置，所述计算装置被形成用于通过这个辅助电信号和所述电控制信号这两者产生被传输到用于垂直舵的操作装置的控制命令，所述控制命令是从对应于相对于由电控制信号代表的舵脚蹬杆位置的命令和由由所述辅助装置产生的辅助电信号代表的补偿命令之总和的总体命令计算的，从而零作用力舵脚蹬杆位置总是舵脚蹬杆的中立位置。