[发明专利]一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法

说明书

本发明公开了一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，该方法通过建立系统中所有参与转动的零件三维模型，求出系统刚度，求出当量质量，最后建立有阻尼震荡的数学模型的方法计算阻尼器输出摇臂的阻尼系数。该方法建立了有阻尼振荡的数学模型，提出了一种计算阻尼比的方法。该计算方法能够更好地进行飞行员操纵装置的人感特性设计。

技术领域

本发明属于机械技术领域，用于对飞行员操纵装置中阻尼比进行计算。

背景技术

随着飞机操纵系统的不断发展，为提高飞机操纵品质和飞行质量，人感特性成为飞行员操纵装置的重点研究方向。为了防止飞行员过快操纵以及模拟机械操纵系统中铰链的摩擦力矩，飞行员操纵装置中加入了阻尼器。

对于飞行员操纵装置的阻尼特性，目前国内外还没有一个系统的学科对其进行研究，以往对阻尼力的研究成果也难以满足目前飞行员操纵装置对人感特性的要求，对飞行员操纵装置开展专项研究显得尤为必要。

发明内容

发明目的

为了更准确的计算飞行员操纵装置的阻尼比，本发明建立了有阻尼振荡的数学模型，并提出了一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法。

发明技术解决方案

一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，包括如下步骤：

步骤1：建立需计算阻尼比的系统中所有参与转动的零件的三维模型；

步骤2：求出系统刚度，系统刚度就是系统中整个传动系统的刚度，将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F₁，启动力F₀，和操纵行程L作为输入，即可计算出系统刚度：

步骤3，求出系统的当量质量m：测量出系统绕垂直于地面向上方向的转动惯量，并测量转动惯量和脚蹬T点距离旋转中心的距离，脚蹬T点为脚蹬的操纵施力点，通过如下公式即可得出脚蹬T点的当量质量m：

步骤4，对系统建立有阻尼震荡的数学模型。

优选的，步骤1采用三维建模软件CATIA进行三维模型创建。

优选的，步骤3使用三维建模软件CATIA进行测量。

优选的，该方法适用于飞行员操纵装置中飞机驾驶杆和脚蹬的有阻尼震荡的数学模型建立。

优选的，对于脚蹬，步骤1中参与转动的零件包括脚蹬板、摇臂、转轴、连杆。

优选的，对于脚蹬，步骤4的计算过程如下：脚蹬运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：脚蹬T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：脚蹬旋转中心；

A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有

T_D＝c_Aω_AR₁R₁＝c_Bω_BR₂R₂

式中，c_A为A点的阻尼系数，ω_A为A点的角速度，R₁为A点到旋转中心的距离，c_B为B点的阻尼系数，ω_B为B点的角速度，R₂为B点到旋转中心的距离；

B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知