專利名稱：用于控制飛機(jī)方向舵的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制飛機(jī)方向舵的方法和裝置。
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)輸機(jī)的電控裝置，同時(shí)，該裝置能滿足準(zhǔn)確，安全及輕巧的要求。


圖1表示一種現(xiàn)有的裝備于“空中客車”A320和A340飛機(jī)的已知控制裝置。該裝置包括一種用于操縱方向舵16的三個(gè)伺服系統(tǒng)10、12、14的布置。這三個(gè)伺服系統(tǒng)是液壓型的，并且每個(gè)伺服系統(tǒng)具有一個(gè)機(jī)械控制的輸入口18、20、22。它們的控制由一聯(lián)動(dòng)裝置24完成，該聯(lián)動(dòng)裝置24作用在機(jī)械控制的輸入口18、20、22上，并且聯(lián)動(dòng)裝置由踏板(舵桿)26操縱。此外，每個(gè)伺服系統(tǒng)10、12、14由不同的液壓回路28、30、32提供移動(dòng)方向舵16必須的能量。
該裝置還設(shè)有一個(gè)能產(chǎn)生控制指令，例如，偏航阻尼指令的計(jì)算裝置27。這些指令通過(guò)一個(gè)由電動(dòng)液壓的動(dòng)力油缸36構(gòu)成的系統(tǒng)與來(lái)自踏板26的控制指令相加。來(lái)自計(jì)算裝置的控制指令與來(lái)自踏板的控制指令機(jī)械相加，并且以這種方式動(dòng)力油缸36的移動(dòng)不能被傳遞到踏板上。
一裝置40能產(chǎn)生一個(gè)可令人感覺(jué)的力，該力可使踏板偏轉(zhuǎn)復(fù)位，由此使控制更容易，該裝置40具有一個(gè)所謂的調(diào)整致動(dòng)器42，該致動(dòng)器42由計(jì)算裝置27控制，因此，當(dāng)踏板26被駕駛員松開時(shí)，方向舵16在預(yù)定的位置即處于公知的零力位置。
由計(jì)算裝置27控制的裝置44和46用于限制踏板和/或舵的移動(dòng)。
參見圖1的控制裝置，三個(gè)伺服系統(tǒng)10、12和14同時(shí)由液壓回路28、30和32加壓，并且這些伺服系統(tǒng)并聯(lián)地控制方向舵16的操作。
如上所述，電動(dòng)液壓的動(dòng)力油缸36為了控制各伺服系統(tǒng)的機(jī)械輸入口通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置產(chǎn)生控制指令，特別是偏航阻尼指令。這種，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦及任何變形都將對(duì)控制精度產(chǎn)生不利的影響。
第二種公知的方向舵裝置由于使用了帶有三個(gè)電輸入口的伺服系統(tǒng)使其可能克服上述的缺點(diǎn)。電控制信號(hào)直接提供到伺服系統(tǒng)的輸入口。這樣，在沒(méi)有機(jī)械控制的傳動(dòng)系統(tǒng)的情況下，方向舵的操縱精度可大大增加。然而，這種裝置由于沒(méi)有機(jī)械備用裝置，在電器故障出現(xiàn)時(shí)，將導(dǎo)致所有的控制失靈。
FR-A-2603865(文獻(xiàn))揭示了一種裝有兩個(gè)電動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)和一個(gè)流體力學(xué)的伺服系統(tǒng)，前者帶有一個(gè)電輸入口，后者帶有一個(gè)機(jī)械輸入口。在這種裝置中，每個(gè)伺服系統(tǒng)由其自身的液壓回路提供液壓。電動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)接收由附加其上的計(jì)算機(jī)提供的電控制指令。
此外，為了操縱方向舵，僅僅是三個(gè)伺服系統(tǒng)中的一個(gè)被立即起動(dòng)。根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，當(dāng)伺服系統(tǒng)之一的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，下一個(gè)順序的伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng)被起動(dòng)。帶有流體力學(xué)的伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有最低要求的起動(dòng)順序。同此，當(dāng)電器失靈時(shí)，其相對(duì)其他控制系統(tǒng)構(gòu)成一機(jī)械備用裝置。
在公知的方向舵控制裝置中，向伺服系統(tǒng)提供液壓的液壓回路加壓泵由飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)或提供動(dòng)力。為了安全的原因，不同伺服系統(tǒng)的液壓回路的泵由至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。通常，這些液壓回路中的一個(gè)回路可由至少兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
各發(fā)動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致相關(guān)液壓回路中的壓力減小，因此，相應(yīng)的伺服系統(tǒng)會(huì)不工作。
該故障出現(xiàn)時(shí)，特別是固定在飛機(jī)的機(jī)翼上的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，其不僅會(huì)導(dǎo)致相關(guān)液壓回路中的壓力減小，而且更為嚴(yán)重的是導(dǎo)致推進(jìn)不平衡，即推進(jìn)不再是對(duì)稱的。這種不平衡可通過(guò)以合適的方式調(diào)整方向舵而得到補(bǔ)償。
當(dāng)方向舵控制裝置具有并聯(lián)控制的三個(gè)帶一電輸入口的伺服系統(tǒng)或三個(gè)帶一機(jī)械輸入口的伺服系統(tǒng)時(shí)，方向舵的調(diào)整，以及相應(yīng)的設(shè)備平衡可由操縱兩個(gè)伺服系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，而不受相應(yīng)出現(xiàn)故障的發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的液壓回路壓力降低的影響。
根據(jù)文獻(xiàn)(1)的裝置，當(dāng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致一個(gè)電動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)的液壓回路壓力降低時(shí)，方向舵可由保持處于操縱狀態(tài)的該電動(dòng)液壓伺服裝置調(diào)整，也可以，最好是由流體力學(xué)伺服系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
然而，當(dāng)需要補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡推進(jìn)時(shí)，特別是在起飛階段，作用在方向舵上的應(yīng)力最大，所說(shuō)應(yīng)力決定所使用的伺服系統(tǒng)的尺寸。
因此，根據(jù)文獻(xiàn)(1)所裝備的方向舵控制裝置，其不可能同時(shí)用一個(gè)流體力學(xué)伺服系統(tǒng)和一個(gè)電動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)操縱該方向舵，伺服系統(tǒng)及其液壓回必路須滿足下面要求，即在各發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，每個(gè)伺服系統(tǒng)施加在方向舵上的最大力或應(yīng)力應(yīng)能補(bǔ)償不對(duì)稱推進(jìn)。這樣將使伺服系統(tǒng)和相應(yīng)的液壓回路的尺寸及相應(yīng)的重量增加。
本發(fā)明的目的是提供一種飛機(jī)方向舵控制裝置，該裝置與文獻(xiàn)(1)的裝置相比重量減小，并且甚至在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障使飛機(jī)的推進(jìn)不平衡時(shí)能調(diào)整方向舵。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種甚至在電伺服控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也能進(jìn)行操縱的裝置。
本發(fā)明又一個(gè)目的是提供一種控制裝置，該裝置與以機(jī)械控制為主的裝置相比可使方向舵的調(diào)整精度大大提高。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的方向舵控制方法，該方法可滿足嚴(yán)格的可靠性及安全性的要求。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特別涉及用于控制飛機(jī)方向舵的裝置，該飛機(jī)裝有至少兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，該裝置具有至少兩個(gè)伺服分統(tǒng)和一個(gè)用于控制各伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)，每個(gè)伺服系統(tǒng)具有至少一個(gè)電控輸入口，該電控系統(tǒng)在各發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于第一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，至少其中一個(gè)伺服系統(tǒng)操縱方向舵，其特征在于，至少其中一個(gè)伺服系統(tǒng)，被稱為混合伺服系統(tǒng)，還具有一個(gè)機(jī)械控制輸入口，該伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)處于第二種狀態(tài)，在出現(xiàn)電器故障時(shí)處于第三種狀態(tài)，在第二種狀態(tài)，至少其中的兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)操縱方向舵，在第三種狀態(tài)，混合伺服系統(tǒng)由機(jī)械控制輸入口控制操縱方向舵。
通過(guò)本發(fā)明，方向舵可以同時(shí)用兩個(gè)伺服系統(tǒng)操縱，特別是在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)失靈時(shí)。因此，必須給方向舵施加滿足飛行平衡，即補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)不對(duì)稱推進(jìn)的最大力。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還可確保在電器出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行機(jī)械控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，伺服系統(tǒng)的電控制系統(tǒng)可包括相應(yīng)地與每個(gè)伺服系統(tǒng)相連的計(jì)算裝置。
每個(gè)計(jì)算裝置可以裝備一個(gè)，但最好是多個(gè)備用計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)產(chǎn)生各種控制指令，如操縱伺服系統(tǒng)的偏航阻尼指令。因此，計(jì)算機(jī)控制下述的伺服系統(tǒng)的操縱方式。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，帶有一個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)分別具有一個(gè)帶兩個(gè)腔室的液壓動(dòng)力油缸和一個(gè)伺服閥，伺服閥與一個(gè)向各腔室提供液壓流體的液壓回路相連，該流體的流量隨來(lái)自裝于伺服系統(tǒng)的計(jì)算裝置的電控指令而變化。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，具有一電控輸入口和非機(jī)械控制的輸入口的伺服系統(tǒng)可以按兩種方式操縱。
第一種方式是所謂的“電動(dòng)”方式。一伺服系統(tǒng)的電磁閥由一計(jì)算機(jī)致動(dòng)，以控制該伺服系統(tǒng)，并且動(dòng)力油缸的腔與該伺服閥相連。后者提供液壓流體，該流體的流量根據(jù)電控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)發(fā)出的電指令而變化。
第二種方式是所謂的阻尼方式。在這種方式下，電磁閥在計(jì)算機(jī)的控制下不工作，并且伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸通過(guò)一節(jié)流閥相互連通。節(jié)流閥減緩液壓流體以從動(dòng)力油缸的一個(gè)腔室向另一腔室的流動(dòng)，由此對(duì)方向舵的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼。該閥還可以提供不同程度的阻尼方式。在飛機(jī)正常飛行時(shí)，僅有很小的阻尼產(chǎn)生，其對(duì)方向舵的操縱特性的影響是很小的。在出現(xiàn)故障時(shí)，不參與方向舵操縱的伺服系統(tǒng)可產(chǎn)生較大的阻尼。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該裝置具有三個(gè)帶有一個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)，其中至少一個(gè)伺服系統(tǒng)是混合伺服系統(tǒng)。具有一個(gè)混合輸入口的伺服系統(tǒng)可以按“電動(dòng)”和“阻尼”方式操縱。它們還可以按“機(jī)械控制”方式操縱。根據(jù)帶有混合控制裝置的伺服系統(tǒng)的第一種變化，該裝置具有一個(gè)由裝于其上的計(jì)算裝置控制的第一電磁閥，該第一電磁閥具有一工作狀態(tài)和一不工作狀態(tài)，工作狀態(tài)與動(dòng)力油缸的“電動(dòng)”方式相對(duì)應(yīng)，在這種狀態(tài)下，動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)伺服閥相連通。該混合伺服系統(tǒng)還具有第二和第三電磁閥，它們分別由裝于另外兩個(gè)伺服系統(tǒng)上的計(jì)算裝置所控制，并且交替處于工作狀態(tài)和不工作狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y處于不工作狀態(tài)，第二和第三電磁閥中的至少一個(gè)電磁閥處于工作狀態(tài)時(shí)，混合伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)另一個(gè)以所謂“阻尼”方式操縱的動(dòng)力油缸相互連通，當(dāng)?shù)谝?、第二和第二電磁閥處于不工作狀態(tài)是時(shí)，該混合伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)一個(gè)分配器相連通，該分配器以所謂的“機(jī)械操縱”方式與伺服系統(tǒng)的機(jī)械輸入口相連。
當(dāng)動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)伺服閥相連通時(shí)，伺服閥向各腔室提供液壓流體，該流體的流量隨電控系統(tǒng)所發(fā)出的并傳送到該伺服閥上的電控指令而變化。同樣，當(dāng)動(dòng)力油缸的各腔室由分配器相連通時(shí)，分配器向各腔室提供液壓流體，該流體的流量隨傳送到該機(jī)械控制輸入口上的機(jī)械指令而變化。
根據(jù)混合伺服系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例，混合伺服系統(tǒng)具有第一、第二和第三電磁閥，這些電磁閥分別由裝于所說(shuō)混合伺服系統(tǒng)的計(jì)算裝置和裝于另外兩個(gè)伺服系統(tǒng)的計(jì)算裝置進(jìn)行控制，每個(gè)電磁閥交替處于工作和不工作狀態(tài)當(dāng)?shù)诙偷谌姶砰y中的至少一個(gè)電磁閥處于工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的“阻尼”方式操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的腔到相互連通，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y處于工作，第二和第三電磁閥處于不工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的“電動(dòng)、方式操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)伺服閥相連通，并且伺服系統(tǒng)由電控輸入口所控制，當(dāng)?shù)谝?、第二和第三電磁閥處于不工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的“機(jī)械操縱方式”操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)電磁閥相連通，并且該伺服系統(tǒng)由機(jī)械控制輸入口114b控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，每個(gè)液壓回路都有一個(gè)由至少一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓系統(tǒng)。
該裝置還具有至少一個(gè)帶兩個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)，所說(shuō)伺服系統(tǒng)具有一個(gè)用于控制伺服閥的第一電控輸入口和一個(gè)用控制合為一體的自備的液壓致動(dòng)系統(tǒng)的第二電控輸入口。
與伺服系統(tǒng)合為一體的液壓致動(dòng)系統(tǒng)向動(dòng)力油缸的各腔室提供可變的液壓流體，以便操縱方向舵，該流體的流量隨由控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電控指令而變化。
該液壓致動(dòng)系統(tǒng)裝有液壓伺服系統(tǒng)。該伺服系統(tǒng)的操縱可免除一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之憂。
這樣，當(dāng)液壓回路由單一的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或提供能量的泵增壓時(shí)，所說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障將導(dǎo)致所說(shuō)回路中的壓力降低，并使相應(yīng)的伺服系統(tǒng)不工作。而本發(fā)明的液壓系統(tǒng)及具有兩個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)，其中的一個(gè)能控制合為一體的液壓致動(dòng)系統(tǒng)，因此，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，仍能保持操縱。
本發(fā)明還涉及一種用飛機(jī)方向舵的控制系統(tǒng)的控制方法，該飛機(jī)裝有至少兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括至少兩個(gè)帶有電控輸入口的伺服系統(tǒng)和一個(gè)用于伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)，其中伺服系統(tǒng)中的至少一個(gè)伺服系統(tǒng)被稱為混合伺服系統(tǒng)，該混合伺服系統(tǒng)具有一個(gè)機(jī)械控制的輸入口，據(jù)此，方向舵的操縱包括在發(fā)動(dòng)機(jī)正常動(dòng)轉(zhuǎn)情況下，其中至少一個(gè)伺服系統(tǒng)為電連接；
在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，至少兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)處于電控狀態(tài)；在該伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，混合系統(tǒng)為機(jī)械控制。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)可根據(jù)下面的說(shuō)明及相應(yīng)于附圖的非限定性描述來(lái)了解。
圖1是已經(jīng)介紹的公知的飛機(jī)方向舵控制裝置的簡(jiǎn)略視圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例的方向舵控制裝置的簡(jiǎn)略視圖。
圖3是裝備圖2所示裝置的帶有一個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)的簡(jiǎn)略視圖。
圖4是裝備圖2所示裝置的混合伺服系統(tǒng)的簡(jiǎn)略視圖。
圖5是裝備圖2所示裝置的另一種混合伺服系統(tǒng)的簡(jiǎn)略視圖。
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的方向舵控制裝置的簡(jiǎn)略視圖。
圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的方向舵控制裝置的簡(jiǎn)略視圖。
在下面的說(shuō)明中，為了便于理解，在不同的附圖中相同或相似的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
圖2表示本發(fā)明的方向舵控制裝置之第一實(shí)施例的簡(jiǎn)略形式，該裝置具有三個(gè)帶用于操縱方向舵116的動(dòng)力油缸111、113和115的伺服系統(tǒng)110、112和114。該伺服系統(tǒng)110和112具有電控輸入口111a和113a，并且伺服系統(tǒng)114是一混合伺服系統(tǒng)，其具有一個(gè)電控輸入口115a和一機(jī)械控制輸入口115b。該伺服系統(tǒng)是“單體”型，即每個(gè)伺服系統(tǒng)與一個(gè)單一的液壓回路相連并僅有一個(gè)動(dòng)力油缸。
每個(gè)伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸由不同的液壓回路提供液壓。動(dòng)力油缸111、113和115的液壓回路僅表示了一部分，其標(biāo)號(hào)分別為128、130和132。
各液壓回路裝有未示出的加壓泵，其各由不同的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或提供動(dòng)力。
一用于伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)127具有三個(gè)用于分別控制伺服系統(tǒng)110、112和114的計(jì)算裝置150、152和154。每個(gè)計(jì)算裝置可有一個(gè)或多個(gè)備用計(jì)算機(jī)，其分別為150a、150b、152b、154a和154b，為了增加計(jì)算裝置的可靠性，這些計(jì)算機(jī)并聯(lián)工作。
計(jì)算裝置150、152和154通過(guò)以簡(jiǎn)略形式表示的電連線151a、153a和155與各自的伺服系統(tǒng)相連接，這些電連線用于向電控裝置111a、113a和115a傳遞控制信號(hào)。這些控制信號(hào)積分各種指令，這些指令與駕駛艙內(nèi)的控制踏板(舵桿)126的位置相適應(yīng)，這些指令是諸如由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的偏航阻尼指令。因此，類似于圖1的裝置中的液壓動(dòng)力油缸(標(biāo)號(hào)36)就是多余的了，該動(dòng)力油缸用于將偏航阻尼指令傳給機(jī)械控制系統(tǒng)。
電連線151a、151b、153a、153b和155傳遞控制伺服系統(tǒng)進(jìn)行一種操縱方式的信號(hào)。
由位置傳感器146、147檢測(cè)的踏板位置通過(guò)電連線148、149傳遞到系統(tǒng)127。
隨飛行狀態(tài)而改變的方向舵的移動(dòng)限制由計(jì)算機(jī)所控制。根據(jù)這種特性，通過(guò)取消踏板和/或舵桿的機(jī)械移動(dòng)限制裝置可簡(jiǎn)化機(jī)械控制裝置，在這種情況下，可以直接在駕駛舵內(nèi)在踏板上設(shè)置可令人感覺(jué)力的裝置。
通過(guò)一可脫開的裝置125，一機(jī)械聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)124直接將在踏板126上產(chǎn)生的控制指令提供給伺服系統(tǒng)115的機(jī)械輸入口115b。
一個(gè)可令人工感覺(jué)的力裝置140和一個(gè)由電控系統(tǒng)127控制的零力調(diào)整致動(dòng)器142用來(lái)提供一個(gè)用于使踏板126復(fù)位的力，該力是踏板的偏轉(zhuǎn)的函數(shù)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)127正常工作情況下，控制指令被傳輸?shù)礁魉欧刂蒲b置中的一個(gè)上。例如，計(jì)算裝置150將控制指令輿到伺服系統(tǒng)110。當(dāng)其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的失靈導(dǎo)致各伺服系統(tǒng)中的一個(gè)伺服系統(tǒng)例如伺服系統(tǒng)10的液壓回路中的壓力降低時(shí)，方向舵的操縱由兩個(gè)伺服系統(tǒng)112、114來(lái)保證，系統(tǒng)112和114的液壓回路的壓力不是來(lái)自失靈發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)圖2所示裝置的一個(gè)變化，具有一電輸入口110、112的伺服系統(tǒng)之一，例如伺服系統(tǒng)112可以由一個(gè)被稱為電液壓致動(dòng)器或EHA的液壓伺服系統(tǒng)所取代，該EHA具有一形成一體的、自備的液壓發(fā)生系統(tǒng)。于是，外部的液壓回路130被省略，裝置的重量被減輕。當(dāng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)失靈，導(dǎo)致液壓回路128或132之一的壓力降低時(shí)，一個(gè)外部液壓回路的伺服系統(tǒng)110或114和自備液壓的伺服系統(tǒng)112(EHA)之一的伺服系統(tǒng)能維持方向舵的操縱。
圖3表示一個(gè)具有電控輸入口的伺服系統(tǒng)的主要部件，該伺服系統(tǒng)也稱之為電液壓伺服系統(tǒng)。該伺服系統(tǒng)110具有一個(gè)動(dòng)力油缸111和一個(gè)帶有一電控輸入口111a的電控裝置200。
動(dòng)力油缸111具有一個(gè)連接到固定支撐上的端部202和連接到未示出的方向舵的端部204，所說(shuō)支撐連接在未示出的尾翼上。一個(gè)與活塞桿208連成一體的活塞206將缸體分成兩個(gè)室210、211。
一電磁閥212與一個(gè)裝備于伺服系統(tǒng)的未示出的計(jì)算裝置電連接，該電磁閥可以選擇伺服系統(tǒng)的操縱方式。
當(dāng)電磁閥由電信號(hào)致動(dòng)時(shí)，一稱為“方式滑閥”的滑閥220被置于適當(dāng)?shù)奈恢?，以便通過(guò)該滑閥的雙通道部分227使室210、211與伺服閥220相連通。
然后，與計(jì)算裝置電連接的伺服閥222向動(dòng)力油缸111提供液壓流體，該流體隨計(jì)算裝置產(chǎn)生的指令而變化流量。再后，該伺服系統(tǒng)以上述的電致動(dòng)方式操縱。該流壓流體由液壓回路125所提供，回路128僅示出一個(gè)高壓進(jìn)口224和一低壓出口226。
在沒(méi)有電信號(hào)時(shí)，電磁閥212不工作，方式滑閥220處于使動(dòng)力油缸的腔與伺服閥222相隔離的狀態(tài)，并且通過(guò)一節(jié)流閥228使腔室210和211連接。如圖3所示的位置，上述伺服系統(tǒng)的相應(yīng)操縱為阻尼方式。
圖4表示一混合伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)類似于在圖2所示控制裝置中使用的伺服系統(tǒng)114。其中，許多元件與圖3的伺服系統(tǒng)的元件是相同的。這些部件帶有相同的標(biāo)號(hào)，并且這些標(biāo)號(hào)已經(jīng)在前面進(jìn)行了描述。在圖4中，與圖2類似，伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸由標(biāo)號(hào)115表示，并且電和機(jī)械控制輸入口分別由標(biāo)號(hào)115a和115b表示。
該混合伺服系統(tǒng)的方式滑閥220具有三個(gè)位置，該閥由三個(gè)電磁閥212、214和216操縱，各電磁閥分別由圖2所示的計(jì)算裝置154、152和150控制。
當(dāng)電磁閥212工作時(shí)，滑閥220的位置是使腔室210、211通過(guò)滑閥的雙通道227與伺服閥222相連通。然后，伺服系統(tǒng)按上述的電改動(dòng)方式操縱。
當(dāng)電磁閥212不工作，并且電磁閥214和216之中的至少一個(gè)工作時(shí)，方式滑閥的位置是使腔室210和211通過(guò)節(jié)流閥228相連通，以進(jìn)行阻尼方式操縱。該位置為圖4中的滑動(dòng)位置。
當(dāng)電磁閥212、214和216都不工作時(shí)，方式滑閥處于第三種位置，在該位置，腔室210和211通過(guò)該閥的雙通道229與一分配器230相連。在這個(gè)位置，一離合器232與機(jī)械控制輸入器115b配合并與分配器230相連。
分配器230向動(dòng)力油缸提供液壓流體，該流體的流量隨施加在輸入口115b上的機(jī)械控制程度而變化。該伺服系統(tǒng)按機(jī)械操縱方式工作，該方式是在電器故障，限在沒(méi)有一個(gè)電磁閥接收先自計(jì)算裝置的信號(hào)時(shí)所起動(dòng)的。
例如，參見圖2，可以看到，當(dāng)裝于伺服系統(tǒng)110的第一電路150、150a、150b、151a和151b出現(xiàn)故障時(shí)，電磁閥216不工作。然后，裝于伺服系統(tǒng)112的第二電路152、152a、152b、153a、153b工作，以控制伺服系統(tǒng)112。
在所說(shuō)第二電路出現(xiàn)電故障時(shí)，電磁閥214也不工作。為了控制伺服系統(tǒng)114，第三電路154、154a、154b、155工作，以控制伺服系統(tǒng)114。
最后，當(dāng)電器故障在這三個(gè)電路上產(chǎn)生時(shí)，三個(gè)電磁閥212、214和216不工作，而混合伺服系統(tǒng)的機(jī)械控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)開始工作。
在方向舵控制裝置正常操縱情況下，離合器232處于脫離狀態(tài)，這樣可避免各種指令，如由計(jì)算機(jī)發(fā)出的偏航穩(wěn)定指令被機(jī)構(gòu)地傳遞到踏板上。根據(jù)一種變化，上述的指令可被確保不會(huì)傳遞到踏板上，它用一個(gè)凸輪或彈簧桿系統(tǒng)吸收整個(gè)伺服系統(tǒng)的移動(dòng)，其與機(jī)械控制輸入口是等同的。
圖5表示另一種可用于本發(fā)明裝置的混合伺服系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有一個(gè)僅有兩個(gè)的方式滑閥220。如果兩個(gè)分別由計(jì)算裝置152、150控制的電磁閥214、216中的至少一個(gè)電磁閥工作，如圖2，方式滑閥的位置處于使動(dòng)力油缸的腔室210、211經(jīng)節(jié)流閥228手動(dòng)相連通的狀態(tài)，并且該伺服系統(tǒng)按阻尼方式操縱。電磁閥212的工作還可以使離合器232處于脫離狀態(tài)，這可使伺服閥222不受機(jī)械控制115b的控制。
當(dāng)電磁閥214和216不工作時(shí)，方式滑閥220的位置應(yīng)使動(dòng)力油缸115的各腔室由滑閥的雙通道227經(jīng)伺服閥222相連通。這樣，該伺服系統(tǒng)既可以電動(dòng)方式，也可以機(jī)械方式操縱。
如果電磁閥212工作，該裝置為電動(dòng)方式，機(jī)械控制機(jī)構(gòu)不工作并且固定不動(dòng)，伺服閥的電控輸入口115a被控制。
當(dāng)電磁閥212不工作時(shí)，既可以是有意的，也可以是上述的電器故障造成的，借助于離合器232機(jī)械控制機(jī)構(gòu)與伺服閥相聯(lián)，并且伺服閥向動(dòng)力油缸的各腔室提供液壓流體，該流體的流量隨機(jī)械控制輸入器115b而變化，這種方式相應(yīng)于機(jī)械操縱方式。
在預(yù)計(jì)的應(yīng)用中，通過(guò)設(shè)計(jì)，伺服閥不由機(jī)械控制輸入口和電控輸入口同時(shí)控制。
圖6表示本發(fā)明的一種變化，其中，控制裝置帶有兩個(gè)或三個(gè)混合伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)110、112和114在圖示的實(shí)施例中分別具有電控輸入口111a、113a和115a，以及機(jī)械控制輸入口111b、113b和115b，各電控輸入口與電控裝置127相連，各機(jī)械控制輸入口分別通過(guò)傳遞裝置325、225和125與聯(lián)動(dòng)裝置124相連。
該圖中多出的特征可進(jìn)一步提高裝置操縱可靠性。
圖7表示本發(fā)明另一種變型，該實(shí)施例僅使用了兩個(gè)伺服系統(tǒng)。該裝置具有一個(gè)混合伺服系統(tǒng)115，該系統(tǒng)115帶有一個(gè)與電控系統(tǒng)127相連的電控輸入口和一個(gè)通過(guò)一聯(lián)動(dòng)裝置124和一傳動(dòng)裝置125與踏板126相連的機(jī)械控制輸入口115b。該伺服系統(tǒng)115由液壓回路300提供液壓，該液壓來(lái)自飛機(jī)的兩個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)。
第二伺服系統(tǒng)109為一電動(dòng)備用液壓致動(dòng)器(EBHA)，該致動(dòng)器帶有兩個(gè)與控制系統(tǒng)127相連的電控輸入口109a、109b。
電控輸入口109a向圖中未示出的上述類型的伺服閥提供控制指令，并且該輸入口109a由液壓回路302提供液壓。第二電控輸入口109b向操縱方向舵的合為一體的、自備的液壓致動(dòng)系統(tǒng)提供控制指令。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)之一出現(xiàn)故障時(shí)，由第二發(fā)動(dòng)機(jī)保持液壓回路300的壓力，并且伺服系統(tǒng)115保持其可操縱性。然而，當(dāng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致液壓回路302壓力降低時(shí)，由于其具有成為一體的液壓致動(dòng)系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)109仍保持其可操縱性，進(jìn)而控制輸入口109b。
因此，在其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)出故障時(shí)，這兩個(gè)伺服系統(tǒng)仍可操縱方向舵。
該實(shí)施例與圖2的實(shí)施例相比，可省去一個(gè)伺服系統(tǒng)，或許還有一個(gè)液壓回路。這樣，可大大減輕重量。
權(quán)利要求
1.用于控制飛機(jī)方向舵(116)的裝置，該飛機(jī)裝有至少兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，該裝置具有至少兩個(gè)伺服系統(tǒng)(110、112、114)和一個(gè)用于控制各伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)(127)， 每個(gè)伺服系統(tǒng)具有至少一個(gè)電控輸入口(111a、113a、115a)，該電控系統(tǒng)(127)在各發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于第一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，至少其中一個(gè)伺服系統(tǒng)操縱方向舵，其特征在于，至少其中一個(gè)伺服系統(tǒng)(115)，被稱為混合伺服系統(tǒng)，還具有一個(gè)機(jī)械控制輸入口(115b)，該伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)處于第二種狀態(tài)，在出現(xiàn)電器故障時(shí)處于第三種狀態(tài)，在第二種狀態(tài)，至少其中的兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)操縱方向舵(116)，在第三種狀態(tài)，混合伺服系統(tǒng)(114)由機(jī)械控制輸入口控制操縱方向舵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)(127)包括在每個(gè)伺服系統(tǒng)(110、112、114)上設(shè)置的計(jì)算裝置(150、152、154)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，帶有一個(gè)電控輸入口(110、112、114)的伺服系統(tǒng)分別具有一個(gè)帶兩個(gè)腔室(210、211)的液動(dòng)力油缸(111、113、115)和一個(gè)伺服閥(222)，伺服閥與一個(gè)向各腔室提供液壓流體的液壓回路(128、130、132)相連，該流體的流量隨來(lái)自裝于伺服系統(tǒng)的計(jì)算裝置的電控指令而變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，該裝置設(shè)有帶一個(gè)電控輸入口的三個(gè)伺服系統(tǒng)，其中至少一個(gè)伺服系統(tǒng)是一混合伺服系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，混合伺服系統(tǒng)具有一個(gè)由分別裝于其上的計(jì)算裝置(154)控制的第一電磁閥(212)，該第一電磁閥的在所謂“電動(dòng)”操縱方式時(shí)處于工作狀態(tài)，和不工作狀態(tài)，在該工作狀態(tài)，動(dòng)力油缸的腔室(210、211)通過(guò)伺服閥(222)相連通，該混合伺服系統(tǒng)還具有由裝于另外兩個(gè)伺服系統(tǒng)上的計(jì)算裝置(150、152)分別控制的第二和第三電磁閥(214、216)，每一個(gè)電磁閥交替地處于工作和不工作狀態(tài)，混合伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸(210、211)的各腔室在第一電磁閥處于不工作狀態(tài)，以及第二和第三電磁閥中的至少一個(gè)處于工作狀態(tài)時(shí)，通過(guò)另外一個(gè)以所謂“阻尼”操縱方式工作的動(dòng)力油缸相連接，并且當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(212)、第二電磁閥(214)和第三電磁閥(216)處于不工作狀態(tài)時(shí)，混合伺服系統(tǒng)的動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)一個(gè)與伺服系統(tǒng)的機(jī)械輸入口(156)相連的分配器(230)，以所謂的“機(jī)械操縱方式”相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，混合伺服系統(tǒng)具有第一、第二和第三電磁閥(212、214、216)，這些電磁閥分別由裝于所謂混合伺服系統(tǒng)(114)的計(jì)算裝置(154)和裝于另外兩個(gè)伺服系統(tǒng)的計(jì)算裝置(152、150)進(jìn)行控制，每個(gè)電磁閥交替處于工作和不工作狀態(tài)當(dāng)?shù)诙偷谌姶砰y(214、216)中的至少一個(gè)電磁閥處于工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的″阻尼″方式操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的腔室(210、211)相互連通，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(212)處于工作，第二和第三電磁閥(214、216)處于不工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的″電動(dòng)″方式操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)伺服閥(222)相連通，并且伺服系統(tǒng)由電控輸入口(115a)所控制，當(dāng)?shù)谝?、第二和第三電磁閥處于不工作狀態(tài)時(shí)，該伺服系統(tǒng)按所謂的“機(jī)械操縱方式”操縱，在這種方式下，動(dòng)力油缸的各腔室通過(guò)電磁閥相連通，并且該伺服系統(tǒng)由機(jī)械控制輸入口(115b)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，每個(gè)液壓回路(128、130、132)都有一個(gè)由至少一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置具有至少一個(gè)帶兩個(gè)電控輸入口(109a、109b)的伺服系統(tǒng)(109)，所說(shuō)伺服系統(tǒng)具有一個(gè)由節(jié)一電控輸入口控制的電磁閥和一個(gè)由第二電控輸入口控制的合為一體的液壓致動(dòng)系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，該裝置具有一個(gè)混合伺服系統(tǒng)(114)和一個(gè)帶有兩個(gè)電控輸入口的伺服系統(tǒng)(109)，每個(gè)伺服系統(tǒng)由其各自的液壓回路(300、302)提供液壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置具有第一、 第二和第三伺服系統(tǒng)，該第一伺服系統(tǒng)帶有一個(gè)與第一液壓回路(128)相連的電控輸入口(110)，該第一液壓回路與第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，該第一伺服系統(tǒng)用于在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操縱方向舵，該第二伺服系統(tǒng)帶有一個(gè)與第二液壓回路(132)相連的電控輸入口(114)，該第二液壓回路與第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，該第三伺服系統(tǒng)帶有一個(gè)液壓型電控輸入口，該電控輸入口有合成為一體的液壓致動(dòng)系統(tǒng)，至少第一和第二伺服系統(tǒng)中的一個(gè)是混合伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)還具有一機(jī)械控制輸入口。
11.用飛機(jī)方向舵的控制系統(tǒng)的控制方法，該飛機(jī)裝有至少兩發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括至少兩個(gè)帶有電控輸入口的伺服系統(tǒng)(110)和一個(gè)用于伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)(127)，其中伺服系統(tǒng)(110)中的至少一個(gè)伺服系統(tǒng)被稱為混合伺服系統(tǒng)(114)，該混合伺服系統(tǒng)具有一個(gè)機(jī)械控制的輸入口(115)，據(jù)此，方向舵的操縱包括在發(fā)動(dòng)機(jī)正常動(dòng)轉(zhuǎn)情況下，其中至少一個(gè)伺服系統(tǒng)為電連接；在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，至少兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)處于電控狀態(tài)；在該伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)(127)出現(xiàn)故障時(shí)，混合系統(tǒng)(114)為機(jī)械控制。
全文摘要
該裝置具有至少兩個(gè)伺服系統(tǒng)(110、112、114)，每個(gè)伺服系統(tǒng)具有至少一個(gè)電控輸入口(111a、113a、115a)。至少其中一個(gè)伺服系統(tǒng)(115)稱為混合系統(tǒng)，其還具有一個(gè)機(jī)械控制輸入口(115b)，并且伺服系統(tǒng)的電控系統(tǒng)具有兩種狀態(tài)，一種狀態(tài)是，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，至少兩個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)操縱方向舵(116)，另一種狀態(tài)是，出現(xiàn)電器故障時(shí)，混合伺服系統(tǒng)用機(jī)械控制輸入口操縱方向舵。
文檔編號(hào)B64C13/42GK1154325SQ96122729
公開日1997年7月16日 申請(qǐng)日期1996年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月15日
發(fā)明者J·P·高蒂埃, J·M·奧蒂加 申請(qǐng)人:國(guó)家航空工業(yè)公司