[发明专利]一种飞机纵向操纵极限限制方法及其装置

权利要求书

1.一种飞机纵向操纵极限限制装置，其特征为：所述极限限制装置包括舵机(101)、弹簧拉杆(102)、密封出口(103)；

所述舵机(101)包括液压作动筒组件Ⅰ、机电转换器Ⅱ、液压放大器Ⅲ；所述舵机(101)作为极限限制的执行附件，接收飞控计算机的控制指令运动；

所述液压作动筒组件Ⅰ包括油滤(201)、微动开关(203)、反馈传感器(202)、连通活门(207)；所述反馈传感器(202)发出的信号与舵机摇臂(206)的位移成比例；两个微动开关(203)给舵机摇臂(206)的极限位置发出信号；所述油滤(201)净化进入极限限制舵机的工作液；所述连通活门(207)把一组圆柱形的腔室在没有工作液压力的时候连通起来，存在工作液压力的时候又把它们隔开；所述液压作动筒组件Ⅰ为单腔的液压马达，能把工作液流动的能量通过推动活塞杆移动转变为机械能；

所述液压放大器Ⅲ通过工作液来操纵液压马达并同时放大操纵电信号的功率，其为一个液压桥，其中二个桥臂是不变的液体阻力，而另二个桥臂的液体阻力是可以改变的；在液压桥的一个对角线上接通液压源，来油线路是管路E，而回油线路是管路D；而在液压桥的另一个对角线是负载，分油器是第一管路F(1)和第二管路F(2)；节流阀A(209)、节流阀B(214)用来提供不变的液体阻力，带有机电转换器Ⅱ的第一挡板(212)的喷嘴A(211)、喷嘴B(213)用来提供可变的液体阻力，第一活门(210)用作降低和保持工作液压力不变；

机电转换器Ⅱ用作控制电信号的转变，电信号的转变要与液压放大器Ⅲ的挡板的位移成比例；

舵机(101)按照以下方式工作：在接通电磁活门(215)时，工作液在液压系统压力下沿着供油管路B经过油滤(201)流入液压放大器Ⅲ，同时流到连通活门(207)的端部；在压力作用下，连通活门(207)的分油活门移动并把液压作动筒组件Ⅰ的工作腔分开；在没有控制电信号时，喷嘴A(211)、喷嘴B(213)的端面与第一挡板(212)之间的间隙相等，液压桥保持平衡；分油活门(208)的两端面压力相等；分油活门(208)位于中间位置，不产生工作液体的分配；在提供操纵电信号到机电转换器Ⅱ的线圈时，第一挡板(212)由中间位置偏转就破坏液压桥平稳；在第二管路F(2)中工作液体压力下降，而第一管路F(1)中压力升高，在分油活门二端出现压差，引起分油活门(208)向压力小的一方移动，并打开工作液入口由供油管路B进入管路C；工作液由管路A进入液压回油管路即管路D；工作液的流量与控制电信号的大小成比例；工作液在压力下顺着管路C进入液压作动筒组件Ⅰ，移动活塞(204)并带动舵机摇臂(206)一起移动；在极性相反的信号到达时，分油活门(208)向相反的方向移动，液压作动筒组件Ⅰ的相反的腔通过管路A与供油管路B相通，因此舵机摇臂(206)就向另一个方向移动；工作液由管路C流入回油管路即管路D；反馈传感器(202)通过活塞(204)与舵机摇臂(206)相连，随着舵机摇臂(206)位置的变化，反馈传感器(202)改变转动的角度，这时反馈传感器(202)给飞控计算机发出位置信号，这个信号对应于舵机摇臂(206)离开中立位置的行程；在舵机摇臂(206)向这面或那面移动的距离大于工作行程时，微动开关(203)被接通；在解除操纵电信号时，所有机件返回到起始位置；在没有供油压力或者电磁活门(215)接线柱上没有电压时，舵机摇臂(206)在弹簧(205)的作用下稳定到中立位置；

弹簧拉杆(102)作为舵机(101)的传动部件传递舵机的运动，在出现迎角和过载超限时，提供驾驶杆的附加操纵力；

密封出口(103)的转轴(403)安装在轴承A(405)、轴承B(406)和支座(404)上，在转轴上安装有摇臂A(401)、摇臂B(407)、摇臂C(414)；

摇臂A(401)布置在座舱内并与连接驾驶杆的拉杆A(402)相连；摇臂B(407)、摇臂C(414)布置在座舱地板下，摇臂B(407)分别与载荷机构(410)和第一传感器(409)相连；

摇臂C(414)通过弹簧拉杆(102)同舵机(101)相连；

摇臂B(407)与转轴(403)是刚性连接，在摇臂B(407)的凸耳上带有可调限动器(412)，当飞机进入临界迎角和过载时，借助可调限动器(412)、不可调限动器(413)，保证在驾驶杆上增加附加杆力；

支座(404)用螺栓密封安装在座舱地板上。

2.一种使用权利要求1所述极限限制装置的飞机纵向操纵极限限制方法，其特征为所述方法包括：

2.1)在未达到限制条件时，飞控计算机根据驾驶杆俯仰方向的位移信号解算出舵机(101)的指令信号，控制舵机(101)的舵机摇臂(206)跟随驾驶杆的偏转；驾驶杆在一定范围内拉杆时，可调限动器(412)与不可调限动器(413)之间的设定间隙始终不变，舵机(101)不干预操纵；

2.2)当迎角或俯仰方向过载大于极限允许值时，舵机(101)停止跟踪驾驶杆移动，继续拉杆1°30′～2°将消除可调限动器(412)与不可调限动器(413)之间的间隙，如此时要继续拉杆，需在正常操纵力基础上多施加150N～190N的力，从而可以提示飞行员飞机迎角或过载超限。