[发明专利]一种飞机操纵系统的增稳方法

说明书

一种飞机操纵系统的增稳方法，主要是在机械杆系中关联一个控制増稳系统，将其中一根拉杆更换为复合舵机，增加控制增稳计算机、驾驶杆组件位移传感器、三轴角速率陀螺及加速度计等部件，通过引入三轴角速率及过载信号形成反馈回路，实现闭环控制，改善荷兰滚阻尼，提高静稳定性，同时引入驾驶杆组件位移信号形成前馈回路，产生满足操纵要求的控制指令，增强操纵性。采用本发明实施例，可解决飞机稳定性差，无法精确操纵、操纵力大等问题，提高飞机加受油对接成功率以及飞机的飞行品质。

技术领域

本申请涉及大中型飞机的飞行控制系统设计领域，具体是机械操纵系统的增稳原理及实施方法。

背景技术

现有的飞机操纵系统为纯机械操纵，含有驾驶杆组件、机械杆系、主舵面、调整片和配平开关，驾驶杆组件通过机械杆系操纵主舵面实现飞机操纵，配平开关设置在驾驶舱内用于控制调整片。飞行员操纵行程及操纵力偏大，造成飞行员负担。飞机高空低速状态大重量构型短周期频率较低，不满足国军标要求。飞机高空低速状态大重量构型长周期阻尼比低，存在定速静不稳定情况。在空中航迹响应和姿态响应不能被充分分离，易导致对俯仰操纵的急剧响应，飞机的俯仰回落特性普遍较差，飞行员很难实现精确操纵，增加空中受油过程中加受油飞机对接难度。针对现有的飞行控制系统稳定性差、无法精确操纵及操纵力大等问题，需设计一种提高机械操纵系统稳定性及操纵性的方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种飞机操纵系统的增稳方法，主要是在机械杆系中关联一个控制増稳系统，改善荷兰滚阻尼，提高静稳定性，增强操纵性。

一种飞机操纵系统的增稳方法，飞机操纵系统含有驾驶杆组件、机械杆系、主舵面、调整片和配平开关，驾驶杆组件通过机械杆系操纵主舵面实现飞机操纵，配平开关设置在驾驶舱内用于控制调整片，其特征在于包含以下内容：1)在飞机操纵系统上关联一个控制增稳系统，该控制增稳系统包含复合舵机、控制增稳计算机、位移传感器、三轴角速率陀螺和加速度计，所述的复合舵机串接在机械杆系上，复合舵机受驾驶杆组件和控制增稳计算机的双重控制，复合舵机用于向主舵面提供操纵动力，所述的位移传感器连接在驾驶杆组件上，用于获取驾驶杆组件的位移信号，提供给控制增稳计算机，三轴角速率陀螺和加速度计分别连接在飞机机体上，用于获取飞机的角速率及过载信号，并将该信号反馈给控制增稳计算机，2)控制增稳计算机根据飞机的角速率及过载信号和驾驶杆组件的位移信号进行控制律解算，输出增稳控制指令到复合舵机进行不可逆的助力操纵，实现主舵面的控制增稳功能。

在驾驶杆组件和复合舵机之间的机械杆系上还连接有一个载荷机构和调效机构，该调效机构受配平开关的控制，驾驶杆组件的操纵力感觉由载荷机构和调效机构提供。

当控制增稳计算机不能输出增稳控制指令到复合舵机时，驾驶杆组件通过机械杆系和复合舵机，实施对主舵面的操纵，配平开关接通调效机构，配平开关与调整片断开，驾驶杆组件的操纵力感觉由载荷机构和调效机构提供。

当复合舵机的助力功能失效时，复合舵机成为机械杆系的组成部分，驾驶杆组件仅通过机械杆系实施对主舵面的操纵，配平开关与调效机构断开，配平开关控制调整片，卸掉一部分驾驶员的操纵力，主舵面的气动力完全由驾驶员操纵驾驶杆组件来克服。

本申请的有益效果在于：1)本发明在原机械操纵杆系中新增复合舵机、控制增稳计算机、驾驶杆组件位移传感器、三轴角速率陀螺及加速度计，实现控制增稳功能；新增载荷机构及调效机构提供操纵力感觉。

2)通过在机械杆系中关联控制増稳系统，改善飞机的稳定性和操纵性，提高飞机的飞行品质，增加加受油飞机对接成功率。

3)在机械杆系中关联控制増稳系统可保留大部分机械杆系，只需将一根拉杆更换为复合舵机，增加控制增稳计算机、驾驶杆组件位移传感器、三轴角速率陀螺及加速度计等部件，可做到机械线系改动量及改装成本最小，且有利于后续在现有飞机上贯改。

4)在机械杆系中关联控制増稳系统，可使飞控系统具备控制增稳、机械助力、应急机械操纵三种工作状态，增加飞控系统安全性和可靠性。