專利名稱:座艙壓力調(diào)節(jié)器的制作方法
本發(fā)明是一種飛機氣密座艙空氣壓力調(diào)節(jié)器。
現(xiàn)代飛機，特別是戰(zhàn)斗機為實現(xiàn)對氣密座艙內(nèi)空氣壓力的調(diào)節(jié)，普遍采用間接式座艙壓力調(diào)節(jié)器對座艙空氣壓力進(jìn)行控制。為了滿足飛機在地面時進(jìn)行座艙氣密性試驗和調(diào)節(jié)器的余壓特性試驗的要求，座艙壓力調(diào)節(jié)器設(shè)有手動氣路開關(guān)。氣路開關(guān)有三個位置斷開位置——用于檢查座艙氣密性；余壓位置——用于檢查調(diào)節(jié)器的余壓特性；接通位置——調(diào)節(jié)器正常工作。
除非在地面進(jìn)行試驗，氣路開關(guān)總應(yīng)置于接通位置。因此，在試驗或維護(hù)之后，應(yīng)按規(guī)定將氣路開關(guān)恢復(fù)在接通位置。
調(diào)節(jié)器氣路開關(guān)的誤位導(dǎo)致飛行事故。在國內(nèi)，戰(zhàn)斗機由于氣路開關(guān)誤位，調(diào)節(jié)器處于不工作狀態(tài)，飛機座艙空氣壓力持續(xù)增高，造成飛機受損，飛行員受傷。此類事故在飛機制造廠和空軍曾發(fā)生過多起，在國外，此類事故也有發(fā)生。美國在一九八○年二月二十一日首次發(fā)表的美國軍用規(guī)范MEL_E_87145(USAF)中，舉例說明“由于維護(hù)后調(diào)節(jié)器處于不工作位置而造成座艙超壓，結(jié)果導(dǎo)致?lián)p傷飛行員，并吹掉艙蓋”。美國空軍在此規(guī)范中明確提出“要求提供防止調(diào)節(jié)器在不工作位置的措施?！苯?jīng)過檢索，未發(fā)現(xiàn)具有糾正調(diào)節(jié)器在不工作位置功能的座艙壓力調(diào)節(jié)器。
典型的座艙壓力調(diào)節(jié)器，是由座艙壓力控制器(包括余壓腔和絕對壓力腔)、排氣活門和手動氣路開關(guān)所組成。
本發(fā)明的目的，在于提供一種當(dāng)調(diào)節(jié)器由于氣路開關(guān)誤位處在不工作狀態(tài)，而且僅在飛機升空時具有自動糾正誤位功能的新的座艙壓力調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明的任務(wù)是通過以下途徑來完成的。自動糾誤位座艙壓力調(diào)節(jié)器，由座艙壓力控制器、排氣活門、手動氣路開關(guān)、邏輯控制單元、執(zhí)行元件和備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)所組成。其糾誤位的工作原理如圖1所示。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)誤位調(diào)節(jié)器處在不工作狀態(tài)時，由氣路開關(guān)手柄位置傳感器和飛機狀態(tài)(在地面或升空)信號進(jìn)入邏輯控制單元，經(jīng)運算后輸出信號、控制執(zhí)行元件，使氣路接通。
邏輯控制單元有兩個輸入信號，即起落架收、放狀態(tài)信號a，氣路開關(guān)位置信號b，輸出信號為p。電路采用正邏輯，即氣路開關(guān)位于接通位置時，信號b為高電位，氣路開關(guān)處于斷開(余壓或氣密試驗)位置時信號b為低電位；起落架收起狀態(tài)，信號a為高電位，放下狀態(tài)，信號a為低電位。
邏輯電路真值表為
由邏輯電路真值表，經(jīng)運算，可得出邏輯關(guān)系式p＝a·
b本發(fā)明的控制方案是，在氣路轉(zhuǎn)換開關(guān)中增設(shè)一備用氣路，當(dāng)氣路開關(guān)手柄誤位時，通過執(zhí)行元件使轉(zhuǎn)換開關(guān)的備用氣路接通，保證飛行的安全。手柄的復(fù)位，仍由地勤人員手動完成。因而執(zhí)行元件可以設(shè)計成電磁鐵或電磁閥等。有關(guān)邏輯電路、電磁執(zhí)行元件和備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)等具體結(jié)構(gòu)，結(jié)合實施例作詳細(xì)說明。
本發(fā)明與現(xiàn)有飛機座艙壓力調(diào)節(jié)器比較，解決了現(xiàn)有座艙壓力調(diào)節(jié)器由于氣路開關(guān)誤位調(diào)節(jié)器不工作，造成飛機座艙超壓，損傷飛行員和飛機的事故，為飛機、特別是殲擊機提供了一種安全可靠的座艙壓力調(diào)節(jié)器。
圖1、為自動糾誤位邏輯控制系統(tǒng)框圖。
圖2、為糾誤位后狀態(tài)的電磁鐵和備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)原理圖。
圖3、為圖2的A－A剖面圖。
圖4、為圖2的B－B剖面圖。
圖5、為圖2的C－C剖面圖。
圖6、為糾誤位后狀態(tài)的備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)原理圖。
圖7、為邏輯控制電路原理圖。
本發(fā)明將結(jié)合以上附圖中的實施例作進(jìn)一步詳述實施例1邏輯控制單元的邏輯判斷電路，采用與非門邏輯電路，圖7為邏輯控制電路原理圖。選用抗干擾性能較強的HTL類型數(shù)字集成電路。在氣路開關(guān)手柄〔3〕處設(shè)置一微動開關(guān)〔4〕，提供氣路開關(guān)位置信號；起落架信號可從起落架位置終點開關(guān)引出，或從表征起落架位置狀態(tài)的信號盒中引出。電路電源引用飛機上的27V直流電源，經(jīng)過降壓(15V)和穩(wěn)壓供邏輯電路用。邏輯控制單元輸出的高電位信號，控制一微型繼電器，使電磁鐵電路的常開觸頭閉合。邏輯控制單元的輸出端還與一個誤位存在指示燈電連接，用來提醒飛行員，使之下機后通知地勤人員，糾正調(diào)節(jié)器氣路開關(guān)的手柄位置。但該指示燈的發(fā)光應(yīng)當(dāng)柔和且位置適當(dāng)，以不分散飛行員精力為原則。邏輯控制單元設(shè)計成一個控制盒。
執(zhí)行元件如圖2所示由電磁鐵〔8〕、壓力彈簧〔9〕和電磁鐵殼體〔7〕組成。電磁鐵的功率和壓力彈簧的參數(shù)，根據(jù)氣路轉(zhuǎn)換開關(guān)開啟和關(guān)閉力的大小進(jìn)行具體設(shè)計。備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)和電磁鐵的連接形式如圖2所示氣路開關(guān)手柄〔3〕通過連接螺釘〔5〕和螺帽〔6〕與電磁鐵殼體〔7〕相連接，電磁鐵殼體〔7〕上部的中心有一個方形孔與氣路開關(guān)手柄〔3〕的方形心軸的下部相配合，電磁鐵〔8〕和壓力彈簧〔9〕置于電磁鐵殼體〔7〕之內(nèi)。壓板〔1〕由螺釘〔2〕與殼體固定連接。在氣路開關(guān)手柄〔3〕處設(shè)置一微動開關(guān)〔4〕。電磁鐵殼體〔7〕的下端為一方形孔與備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)活塞體〔10〕上端的方形體相配合，其配合為滑動配合。備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)的殼體〔12〕下端一橫截面上設(shè)有三個沿圓周90°分布的孔(見附圖4)在其上方另一橫截面上設(shè)有相同的三個孔分別同余壓腔、絕對壓力腔和排氣活門相連通。在殼體〔12〕下端三孔所在橫截面的活塞體〔10〕上設(shè)有一丁字形孔(見附圖3)，在丁字形孔上方一橫截面的活塞體〔10〕上設(shè)有一個十字形孔(見附圖4)或在活塞體〔10〕圓柱面上設(shè)一環(huán)形凹槽，十字形孔與丁字形孔間的距離應(yīng)小于殼體〔12〕的上、下孔間的距離。在殼體〔12〕的上端設(shè)有一自鎖機構(gòu)，由銷釘〔13〕、壓力彈簧〔16〕組成，在銷釘〔13〕下方相距為十字形孔與殼體〔12〕上方的三孔間距離處所在橫截面的活塞體〔10〕上設(shè)有兩個沿圓周成90°分布的凹槽，槽的兩側(cè)面成錐形角(見附圖5)。
此方案的控制原理及過程在正常情況下，電磁鐵〔8〕中的壓力彈簧〔9〕把活塞體〔10〕推到正常工作位置，活塞〔10〕上的丁字形孔與殼體〔12〕下面的三個孔相連通，調(diào)節(jié)器處在正常工作狀態(tài)。作余壓或氣密試驗時，操縱氣路開關(guān)手柄〔3〕轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置，手柄〔3〕通過方形心軸帶動電磁鐵殼體〔7〕和活塞〔10〕一起轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置。當(dāng)氣路開關(guān)手柄〔3〕處在氣密或余壓試驗位置時，氣路不通，調(diào)節(jié)器處于不工作狀態(tài)，當(dāng)飛機升空時，邏輯控制單元輸出高電位信號，控制電磁鐵〔8〕克服壓力彈簧〔9〕的作用力，將活塞〔10〕拉到最高處，即活塞〔10〕上部的四方體端面與電磁鐵殼體〔7〕的方形孔底面的接觸為止，此時，活塞體〔10〕的十字形孔與殼體〔12〕的上面的三個孔接通(見附圖4)，使調(diào)節(jié)器處于工作位置，保證了飛行的安全，同時，活塞〔10〕上的凹槽與殼體〔12〕上的自鎖銷釘〔13〕相對，壓力彈簧〔16〕將銷釘〔13〕推入活塞〔10〕的凹槽中，將活塞鎖住，即使在飛行過程中由于該部分電路出現(xiàn)故障，仍能保證調(diào)節(jié)器的正常工作。自鎖機構(gòu)的復(fù)位，是通過地勤人員糾正誤位或在地面作試驗時，轉(zhuǎn)動氣路開關(guān)手柄〔3〕帶動活塞〔10〕轉(zhuǎn)動，活塞〔10〕上凹槽的側(cè)面將自鎖銷釘〔13〕推入殼體〔12〕中，活塞〔10〕在電磁鐵中的壓力彈簧〔9〕的作用下向下移動到正常位置。
實施例2，本方案的結(jié)構(gòu)原理如圖6所示，由余壓腔〔1〕和絕對壓力腔〔4〕構(gòu)成的控制器、氣路開關(guān)〔5〕、誤位指示燈〔6〕、電磁閥〔7〕、電源〔8〕、邏輯控制單元〔9〕、起落架信號〔11〕、排氣活門〔12〕組成。本方案的執(zhí)行元件為電磁閥〔7〕，其上腔與余壓腔〔1〕的氣路〔2〕和絕對壓力腔〔4〕的氣路〔3〕相連通，下腔與排氣活門〔12〕的氣路〔13〕相連通，構(gòu)成備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)。電磁閥的功率及其壓力彈簧的參數(shù)可根據(jù)調(diào)節(jié)器的空氣壓力大小(小于一個大氣壓)確定，并對電磁閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，也可采用準(zhǔn)電磁閥。邏輯控制單元的邏輯電路與實施例1相同僅對電路中的兩種元件選用的不相同，一是氣路開關(guān)〔5〕手柄處設(shè)置的為一位置傳感器〔10〕，用來產(chǎn)生氣路開關(guān)〔5〕手柄位置信號，另一個是邏輯控制單元的輸出信號控制電磁閥電路的為一電子開關(guān)。此電子開關(guān)由一個簡單的晶體管開關(guān)電路組成，電路中的元器件可根據(jù)電磁閥功率的大小選擇。
本方案是為了對現(xiàn)有飛機座艙壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行改裝而設(shè)計的，電磁閥置于 調(diào)節(jié)器之外，在調(diào)節(jié)器氣路引出處加一過渡盤，將余壓腔、絕對壓力腔和排氣活門與電磁閥接通。其具體連接結(jié)構(gòu)可根據(jù)現(xiàn)有調(diào)節(jié)器殼體的具體結(jié)構(gòu)由該專業(yè)的一般技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計。
本方案的控制原理及過程當(dāng)手動氣路開關(guān)〔5〕誤位氣路不通而飛機升空時，邏輯控制單元〔9〕輸出高電位信號，控制電磁閥〔7〕打開閥門，調(diào)節(jié)器的余壓腔〔1〕和絕對壓力腔〔4〕由氣路〔2〕和〔3〕經(jīng)電磁閥〔7〕及氣路〔13〕與排氣活門〔12〕接通，使飛機座艙〔15〕內(nèi)的空氣保持在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)，保證了飛行安全。
權(quán)利要求
1.一種飛機用，特別是戰(zhàn)斗機用座艙壓力調(diào)節(jié)器，由余壓腔和絕對壓力腔組成的控制器、排氣活門及手動氣路開關(guān)組成，其特征在于由邏輯控制電路，其輸出端與執(zhí)行元件相電連接和由執(zhí)行元件控制的備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的邏輯控制電路有兩個信號輸入端和兩個輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的邏輯控制電路的兩個信號輸入端和兩個輸出端，其中一個信號輸入端為飛機起落架收、放狀態(tài)信號，另一個信號輸入端為氣路開關(guān)位置信號，一個輸出端與執(zhí)行元件電連接，另一個輸出端與誤位提示燈電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的執(zhí)行元件是一個電磁鐵或電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)是由活塞體和與之相配的殼體組成，在殼體孔下部一橫截面上有三個沿圓周成90°分布的孔，分別與余壓腔、絕對壓力腔和排氣活門相通，在此截面上部的另一橫截面上也有相同的三個孔，與余壓腔、絕對壓力腔和排氣活門相通，在殼體下部三孔所在截面的活塞體上有一丁字形孔，在活塞體丁字形孔上部的另一橫截面上有一十字形孔或一環(huán)形凹槽，丁字形孔與十字形孔間的距離應(yīng)小于殼體上的上、下孔間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或5的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)有一個自鎖機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的座艙壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的自鎖機構(gòu)是殼體的上部設(shè)有一個帶壓縮彈簧的銷釘，在與其相對應(yīng)的活塞體上設(shè)有兩個沿圓周成90°分布的凹槽，凹槽的兩側(cè)面成一錐形角。
專利摘要
一種用于飛機座艙空氣壓力調(diào)節(jié)的具有自動糾正誤位功能的座艙壓力調(diào)節(jié)器。本實用新型由控制器、排氣活門、手動開關(guān)、邏輯控制單元、電磁鐵和備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)組成。當(dāng)手動開關(guān)誤位調(diào)節(jié)器不工作且飛機升空時，邏輯控制單元輸出高電位信號，控制電磁鐵工作，將備用氣路轉(zhuǎn)換機構(gòu)接通，調(diào)節(jié)器恢復(fù)正常工作，保證了飛行的安全。
文檔編號B64D45/00GK86207427SQ86207427
公開日1988年2月10日 申請日期1986年10月15日
發(fā)明者翟昱民 申請人:國菅一三四廠科技委辦公室導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan