本實用新型涉及飛機飛行控制技術領域，特別涉及一種飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)及應用于其上的物理接口。

背景技術：

飛機的飛行控制系統(tǒng)一般由駕駛艙操縱系統(tǒng)、飛控電子和作動器組成，駕駛艙操縱系統(tǒng)主要實現(xiàn)駕駛員的操縱指令輸入，飛控電子主要實現(xiàn)根據(jù)駕駛員的指令實現(xiàn)控制律的解算，并輸出給作動器執(zhí)行；作動器系統(tǒng)根據(jù)飛控電子的指令進行飛機舵面的偏轉，實現(xiàn)舵面的閉環(huán)控制。

傳統(tǒng)的駕駛艙操縱系統(tǒng)由側桿、腳蹬、減速板手柄組成，駕駛員操縱的輸入由安裝各操縱機構的RVDT傳感器實現(xiàn)，飛控電子提供控制信號的解算，提供駕駛員操縱輸入的量化數(shù)據(jù)。

圖1為傳統(tǒng)的駕駛艙操縱系統(tǒng)結構示意圖，這種實現(xiàn)方式帶來的問題是系統(tǒng)集成復雜：1、駕駛員操縱部件傳感器由飛控電子供電，飛控電子再提供信號的解算，系統(tǒng)交聯(lián)強，耦合性強，集成難度大。2、RVDT傳感器復雜，每個傳感器都由5根線組成，并且為了保證余度，每個操縱機構都裝有多個RVDT傳感器，帶來了實現(xiàn)的復雜度，布線數(shù)量增加，重量增加。

現(xiàn)有技術中與本申請最為接近的技術方案如下：

如圖2所示，以側桿為例，單個側桿采用8個單余度RVDT傳感器，每兩個RVDT完成俯仰與滾轉信號的采集，對應一個數(shù)據(jù)集中器或飛控計算機或作動器控制電子(ACE)，每個RVDT由5根線組成，在側桿內部共40根線，兩個RVDT在側桿端集成，形成4股共20根線與數(shù)據(jù)集中器進行交聯(lián)。

單個方向舵腳蹬采用2個單余度RVDT傳感器，每個傳感器對應一個數(shù)據(jù)集中器，每個RVDT由5根線組成，形成2股共10根線與數(shù)據(jù)集中器進行交聯(lián)。

單個減速板手柄采用4個單余度RVDT傳感器，每個傳感器對應一個數(shù)據(jù)集中器或飛控計算機或作動器控制電子，每個RVDT由5根線組成，形成4股共20根線與數(shù)據(jù)集中器進行交聯(lián)。

現(xiàn)有技術具有以下缺點：

1、集成復雜度高；為了實現(xiàn)駕駛艙操縱信號的采集，需要在各操縱部件之間部署多個傳感器，同時還需在飛控電子中進行模擬信號采集與解算，系統(tǒng)交聯(lián)度大，耦合性強，接口定義與實現(xiàn)上的復雜度高，集成難度大；

2、線纜數(shù)量多，體積與重量大；每個操縱機構為了保證余度，都裝有多個RVDT傳感器，每個傳感器都由5根線才能完成功能，導致系統(tǒng)的線纜數(shù)量多，體積與重量大；

3、系統(tǒng)可重構度低。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)及應用于其上的物理接口。

本實用新型一種飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)，包括側桿、方向舵腳蹬、減速板手柄、油門臺，所述側桿、方向舵腳蹬、減速板手柄均通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，所述數(shù)據(jù)集中器與飛控計算機或作動器控制電子連接。

進一步的，該飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)包括2個側桿、2個方向舵腳蹬。

進一步的，每個側桿與4個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，每個側桿通過8條光纜與4個數(shù)據(jù)集中器連接。

進一步的，每個方向舵腳蹬與1個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，每個方向舵腳蹬通過2條光纜與2個數(shù)據(jù)集中器連接。

進一步的，所述減速板手柄與2個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，所述減速板手柄通過4條光纜與4個數(shù)據(jù)集中器連接。

進一步的，所述雙余度光位移傳感器包括2套相同的子部件集合，每套子部件集合包括光信號發(fā)生器、光信號采集器、光信號調制器、光纖光纜、光探測器，每套子部件集合可獨立完成光信號的發(fā)生、采集、測量、調制、解調，實現(xiàn)由物理量到數(shù)字量的信號轉換。

本實用新型還提供了一種應用于上述飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)的集成物理接口，所述2個側桿、2個方向舵腳蹬、減速板手柄的操縱信號傳輸載體物理集成為一體，所述集成物理接口包括對應于單個所述側桿的8個物理接口、對應于單個所述方向舵腳蹬的2個物理接口、對應于所述減速板手柄的4個物理接口；其中，每個雙余度光位移傳感器分別對應于2個物理接口。

本實用新型提供了一種操縱上述飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)的方法，包括：

側桿通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使每個側桿的操縱信號通過4個雙余度光位移傳感器傳輸給4個數(shù)據(jù)集中器的步驟；

方向舵腳蹬通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使每個方向舵腳蹬操縱信號通過1個雙余度光位移傳感器傳輸給2個數(shù)據(jù)集中器的步驟；以及

減速板手柄通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使減速板手柄操縱信號通過2個雙余度光位移傳感器傳輸給4個數(shù)據(jù)集中器的步驟。

本實用新型的有益效果為：

1、飛控系統(tǒng)部署簡單、高效、模塊化、易于集成；

2、合理的余度配置方案，使得駕駛艙操縱機構即滿足飛控系統(tǒng)整體余度的要求，又實現(xiàn)系統(tǒng)的線纜數(shù)量的減少，體積的減小，重量的減輕；

3、使用光位移傳感器，信號的采集實時性更強，抗干擾性更強。

附圖說明

圖1所示為傳統(tǒng)駕駛艙操縱系統(tǒng)示意圖。

圖2所示為傳統(tǒng)駕駛艙操縱系統(tǒng)中側桿連接示意圖。

圖3所示為本實用新型實施例一種駕駛艙操縱系統(tǒng)示意圖。

圖4所示為本實用新型實施例中側桿連接示意圖。

圖中：1-左側桿、2-右側桿、3-方向舵腳蹬、4-減速板手柄。

具體實施方式

下文將結合具體附圖詳細描述本實用新型具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相 互組合從而達到更好的技術效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標號代表相同的特征或者部件，可應用于不同實施例中。

如圖3所示，本實用新型實施例一種飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)，包括側桿1、2(分別為左側桿1、右側桿2，也可以有其他的側桿布置方式)、方向舵腳蹬3、減速板手柄4、油門臺，所述側桿1、2、方向舵腳蹬3、減速板手柄4均通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，所述數(shù)據(jù)集中器與飛控計算機或作動器控制電子連接。

優(yōu)選的，飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)包括2個側桿1、2，2個方向舵腳蹬3。

優(yōu)選的，每個側桿(1或2)與4個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，每個側桿(1或2)通過8條光纜與4個數(shù)據(jù)集中器連接。圖4示出了單個側桿的雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器的具體連接關系。

優(yōu)選的，每個方向舵腳蹬3與1個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，每個方向舵腳蹬3通過2條光纜與2個數(shù)據(jù)集中器連接。

優(yōu)選的，所述減速板手柄4與2個雙余度光位移傳感器連接，每個雙余度光位移傳感器與2個數(shù)據(jù)集中器連接，所述減速板手柄4通過4條光纜與4個數(shù)據(jù)集中器連接。

優(yōu)選的，所述雙余度光位移傳感器包括2套相同的子部件集合，每套子部件集合包括光信號發(fā)生器、光信號采集器、光信號調制器、光纖光纜、光探測器，每套子部件集合可獨立完成光信號的發(fā)生、采集、測量、調制、解調，實現(xiàn)由物理量到數(shù)字量的信號轉換。

本實用新型實施例用于上述飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)的集成物理接口，所述2個側桿(1、2)、2個方向舵腳蹬3、減速板手柄4的操縱信號傳輸載體物理集成為一體，所述集成物理接口包括對應于單個所述側桿(1或2)的8個物理接口、對應于單個所述方向舵腳蹬3的2個物理接口、對應于所述減速板手柄4的4個物理接口；其中，每個雙余度光位移傳感器分別對應于2個物理接口。

一種操縱上述飛機駕駛艙操縱系統(tǒng)的方法，包括：

側桿(1或2)通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使每個側桿(1或2)的操縱信號通過4個雙余度光位移傳感器傳輸給4個數(shù)據(jù)集中器的步驟；

方向舵腳蹬3通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使每個方向舵腳蹬3操縱信號通過1個雙余度光位移傳感器傳輸給2個數(shù)據(jù)集中器的步驟；以及

減速板手柄4通過雙余度光位移傳感器與數(shù)據(jù)集中器連接，以使減速板手柄4操縱信號通過2個雙余度光位移傳感器傳輸給4個數(shù)據(jù)集中器的步驟。

在本實用新型實施例中，側桿1、2主要實現(xiàn)飛行員的操縱輸入，包括縱向操縱、橫向操縱及自動駕駛斷開開關，本實用新型對飛行員的操縱輸入采集采用雙余度光位移傳感器，信號調理之后發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器，實現(xiàn)飛行員的縱向和橫向操縱功能。

方向舵腳蹬3主要提供飛行員航向上的操縱輸入，實現(xiàn)對方向舵操縱的輸入，進而實現(xiàn)航向控制，本實用新型對飛行員的操縱輸入采集采用雙余度光位移傳感器，信號調理之后發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器，實現(xiàn)飛行員航向的操縱功能。

減速板手柄4主要提供飛行員空中減速的操縱輸入，本實用新型對飛行員的操縱輸入采集采用雙余度光位移傳感器的方式，信號調理之后發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器，實現(xiàn)飛行員的空中減速的操縱功能。

光位移傳感器采用雙余度設計，每個雙余度光位移傳感器具有兩套相同的光信號發(fā)生器、光信號采集器，光信號調制器，光纖光纜以及光探測器，實現(xiàn)傳感器的備份功能。

本實用新型的有益效果為：

1、飛控系統(tǒng)部署簡單、高效、模塊化、易于集成；

2、合理的余度配置方案，使得駕駛艙操縱機構即滿足飛控系統(tǒng)整體余度的要求，又實現(xiàn)系統(tǒng)的線纜數(shù)量的減少，體積的減小，重量的減輕；

3、使用光位移傳感器，信號的采集實時性更強，抗干擾性更強。

本文雖然已經(jīng)給出了本實用新型的幾個實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應以本文的實施例作為本實用新型權利范圍的限定。