飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電傳操縱系統(tǒng)逐漸地應(yīng)用到越來越多的飛機(jī)中。第一種電傳操縱系統(tǒng)是通過機(jī)械控制的手動(dòng)備用操縱系統(tǒng)復(fù)制的，在電傳操縱系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，使之能夠手動(dòng)著陸。但是，這種手動(dòng)操縱系統(tǒng)龐大而沉重，因此，制造商如今設(shè)計(jì)的飛機(jī)已不再包括這種手動(dòng)備用操縱系統(tǒng)了。
[0003]由此而論，電傳操縱系統(tǒng)具有較高安全等級是重要的。為了保障這個(gè)安全等級，實(shí)施了冗余的處理器，而且復(fù)制了通信鏈路。
[0004]例如，圖1中顯示了一種已知的電傳操縱系統(tǒng)。它包括一個(gè)領(lǐng)航操縱裝置100、一個(gè)飛行操縱面的位置計(jì)算裝置102以及一個(gè)執(zhí)行器操縱裝置104，所述領(lǐng)航操縱裝置適合于確定方向操縱桿的位置，所述飛行操縱面的位置計(jì)算裝置能夠根據(jù)操縱桿的位置確定空氣動(dòng)力飛行操縱面的位置，所述執(zhí)行器操縱裝置適合于根據(jù)空氣動(dòng)力飛行操縱面的位置計(jì)算用于驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力飛行操縱面執(zhí)行器的命令。
[0005]為了糾正計(jì)算處理器可能的故障，領(lǐng)航操縱裝置100、飛行操縱面的位置計(jì)算裝置102和執(zhí)行器操縱裝置104分別包括兩級106、107。每一級106、107都是由一個(gè)主處理器108和一個(gè)次處理器110組成，前者也被稱為控制處理器108，后者被稱為監(jiān)控處理器110，其適合驗(yàn)證由控制處理器108所進(jìn)行的計(jì)算的可靠性。在領(lǐng)航操縱裝置100、飛行操縱面的位置計(jì)算裝置102或者執(zhí)行器操縱裝置104的第一級106的控制處理器108中的一個(gè)發(fā)生故障的情況下，控制處理器108和監(jiān)控處理器110的第一級106使其本身處于故障之中，所有計(jì)算都由控制處理器108和監(jiān)控處理器110的第二級107完成。
[0006]為了保證在各處理器之間傳遞的信息的完整性，所述處理器通過單向通信鏈路或單一鏈路彼此相連。此外，對所述每個(gè)通信鏈路都進(jìn)行復(fù)制，以便能夠驗(yàn)證傳遞信息過程中數(shù)據(jù)未被截?cái)嗷蛐薷摹?br>[0007]用那種方法，領(lǐng)航操縱裝置100第一級106的控制處理器108通過四個(gè)單向通信鏈路112、114、116、118連接到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置102第一級106的控制處理器108:其中兩個(gè)鏈路用于從領(lǐng)航操縱裝置100的控制處理器108向軌線計(jì)算裝置102的控制處理器108的一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，另外兩個(gè)鏈路用于以相反的方向從軌線計(jì)算裝置102的控制處理器108向領(lǐng)航操縱裝置100的控制處理器108傳輸數(shù)據(jù)。
[0008]同樣，出于相同的原因，領(lǐng)航操縱裝置100第一級106的監(jiān)控處理器110通過四個(gè)通信鏈路120、122、124、126連接到軌線計(jì)算裝置102第一級106的監(jiān)控處理器110。
[0009]在領(lǐng)航操縱裝置第二級107的控制處理器108和監(jiān)控處理器110與飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第二級107的控制處理器108和監(jiān)控處理器110之間重復(fù)這個(gè)布線網(wǎng)絡(luò)，同樣地在飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第一級106和第二級107的控制處理器108和監(jiān)控處理器110與執(zhí)行器操縱裝置的第一級106和第二級107的控制處理器108和監(jiān)控處理器107之間也是如此。
[0010]這種電傳操縱系統(tǒng)的質(zhì)量和體積很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種更加安全的，而且質(zhì)量和體積較小的電傳操縱系統(tǒng)。尤其可取的是，設(shè)計(jì)一種操縱系統(tǒng)，其完整性級別至少為10—1()，可用性級別至少為10—1()。
[0012]為了這個(gè)目的，本發(fā)明的一個(gè)目的是一種飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)，包括空氣動(dòng)力飛行操縱面以及用于領(lǐng)航所述空氣動(dòng)力飛行操縱面系統(tǒng)的一個(gè)操縱桿，所述操縱系統(tǒng)包括:
[0013]-—種領(lǐng)航操縱裝置，其包括第一級和第二級，每一級都包括:
[0014].—臺控制計(jì)算機(jī)，適合于確定操縱桿的位置，其中，所述控制計(jì)算機(jī)包括一個(gè)編碼器，其適合于生成操縱桿的編碼位置，以及，
[0015].一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，適合驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)確定的操縱桿位置的完整性；
[0016]-一個(gè)飛行操縱面的位置計(jì)算裝置，其包括第一級和第二級，每一級都包括:
[0017].—臺控制計(jì)算機(jī)，適合于采用操縱桿的編碼位置計(jì)算飛行操縱面的位置；以及，
[0018].一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，適合驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)計(jì)算的飛行操縱面的位置的完整性；
[0019]-領(lǐng)航操縱裝置的一個(gè)單向鏈路，其被稱為第一領(lǐng)航主鏈路，把領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)連接到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)；
[0020]-領(lǐng)航操縱裝置的一個(gè)單向鏈路，其被稱為第二領(lǐng)航主鏈路，把領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)連接到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)；
[0021]其特征在于，領(lǐng)航操縱裝置包括一個(gè)第三級，所述第三級包括:
[0022].—臺控制計(jì)算機(jī)，其適合于確定操縱桿的位置，而且其中，所述控制計(jì)算機(jī)包括一個(gè)編碼器，所述編碼器適合生成操縱桿的編碼位置；
[0023].一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，適合于驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)確定的操縱桿位置的完整性；
[0024]而且其特征在于，所述飛行操縱面的位置計(jì)算裝置包括:
[0025].—臺控制計(jì)算機(jī)，適合于采用操縱桿的編碼位置計(jì)算飛行操縱面的位置；以及
[0026].一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，適合于驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)計(jì)算的飛行操縱面的位置的完整性；
[0027]而且其特征在于，操縱系統(tǒng)包括領(lǐng)航操縱裝置的一個(gè)單向鏈路，被稱為第三領(lǐng)航主鏈路，把領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)連接到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)；
[0028]而且其特征在于，第一領(lǐng)航主鏈路是適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)的唯一控制鏈路；
[0029]其中，第二領(lǐng)航主鏈路是適合把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)的唯一控制鏈路；
[0030]其中，第三領(lǐng)航主鏈路是適合把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)的唯一控制鏈路；
[0031]其中，飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，第二級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及第三級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，經(jīng)由控制鏈路分別連接到所述第一、第二和第三領(lǐng)航主鏈路；
[0032]而且，其中，領(lǐng)航操縱裝置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)分別包括一個(gè)適合于給操縱桿的編碼位置解碼的編碼器;其中，領(lǐng)航操縱裝置第一級、第二級和第三級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)經(jīng)由控制鏈路分別連接到所述的第一、第二和第三領(lǐng)航主鏈路;其中，領(lǐng)航操縱裝置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)適合于驗(yàn)證由所述編碼器解碼的操縱桿位置的完整性。
[0033]有利地是，這種電傳操縱系統(tǒng)的完整性級別至少為10—1()，可用性級別至少為10—1()，因此無需通過手動(dòng)操縱系統(tǒng)復(fù)制。
[0034]此外，使用領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)與飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的僅有的四個(gè)單向主鏈路，而不是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的八個(gè)通信鏈路，這用來大大地減少電傳操縱系統(tǒng)的體積和質(zhì)量。減少通信鏈路的數(shù)量還用來減少電傳操縱系統(tǒng)的成本。
[0035]有利地是，監(jiān)控計(jì)算機(jī)驗(yàn)證在數(shù)據(jù)編碼過程中未引入錯(cuò)誤。
[0036]根據(jù)具體實(shí)施例，電傳操縱系統(tǒng)包括下列的一個(gè)或多個(gè)特征:
[0037]-領(lǐng)航操縱裝置的控制計(jì)算機(jī)的編碼器以及領(lǐng)航操縱裝置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)的編碼器，適合于執(zhí)行第一循環(huán)冗余校驗(yàn)以及第二循環(huán)冗余校驗(yàn)，前者是對代表所述操縱桿位置的第一數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)，而后者是對代表所述操縱桿位置的第二數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)，其中，所述第二數(shù)據(jù)包包括若干個(gè)第一數(shù)據(jù)包。
[0038]-它包括:
[0039].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第一輔助鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)；
[0040].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第一備用鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)；
[0041]-飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第二級監(jiān)控計(jì)算機(jī)和飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第三級監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過控制鏈路分別連接到所述的用于領(lǐng)航的第一輔助鏈路和所述的用于領(lǐng)航的第一備用鏈路；
[0042]-它包括:
[0043].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第二輔助鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)；
[0044].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第二備用鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)；
[0045]-飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)和飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過控制鏈路分別連接到所述的用于領(lǐng)航的第二輔助鏈路以及連接到所述的用于領(lǐng)航的第二備用鏈路；
[0046]-它包括:
[0047].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第三輔助鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)；
[0048].用于領(lǐng)航的一個(gè)單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為用于領(lǐng)航的第三備用鏈路，適合于把操縱桿的編碼位置從領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)；
[0049]-飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第一級監(jiān)控計(jì)算機(jī)和飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的第二級監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過控制鏈路分別連接到所述的用于領(lǐng)航的第三輔助鏈路以及連接到所述的用于領(lǐng)航的第三備用鏈路；
[0050]-飛行操縱面的位置計(jì)算裝置適合于接收飛行操縱面的實(shí)際位置，其中，飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的至少一個(gè)控制計(jì)算機(jī)和一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)適合于根據(jù)所接收的飛行操縱面的實(shí)際位置計(jì)算力控制，而且其特征在于，所述操縱系統(tǒng)包括:
[0051]-一個(gè)力反饋的單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為第一力反饋鏈路，適合于把所述力控制從飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)；
[0052]-一個(gè)力反饋的單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為第二力反饋鏈路，適合于把所述力控制從飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)；
[0053]-一個(gè)力反饋的單個(gè)單向控制鏈路，其被稱為第三反饋鏈路，適合于把所述力控制從飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)發(fā)送到領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)；
[0054]-飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的控制計(jì)算機(jī)分別包括用于把力控制編碼的一個(gè)編碼器，而且其特征在于，飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)分別包括一個(gè)適合于解碼編碼的力控制的編碼器;其中，飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的所述第一級、第二級和第三級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)的所述編碼器，經(jīng)由控制鏈路分別連接到所述的第一、第二和第三力反饋鏈路；其中，所述飛行操縱面的位置計(jì)算裝置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)適合于驗(yàn)證由所述編碼器解碼的力控制的完整性；
[0055]-其中，領(lǐng)航操縱裝置第一級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)、領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及領(lǐng)航操縱裝置第三級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過控制鏈路分別連接到所述第一力反饋鏈路；
[0056]其中，領(lǐng)航操縱裝置第二級的監(jiān)控計(jì)算機(jī)、第一級領(lǐng)航操縱裝置的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及第三級領(lǐng)航操縱裝置的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過控制鏈路分別連接到所述第二力反饋鏈路；
[0057]其中，第三級領(lǐng)航操縱裝置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)、領(lǐng)航操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及領(lǐng)航操縱裝置第二級的控制計(jì)算機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過控制鏈路分別連接到所述第三力反饋鏈路。
[0058]本發(fā)明的目的還在于一種飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)，其包括空氣動(dòng)力飛行操縱面、執(zhí)行器以及一個(gè)操縱桿，所述執(zhí)行器適合于根據(jù)驅(qū)動(dòng)指示驅(qū)動(dòng)所述空氣動(dòng)力飛行操縱面，所述操縱桿適合于為領(lǐng)航驅(qū)動(dòng)所述空氣動(dòng)力飛行操縱面而移動(dòng)，其中，所述操縱系統(tǒng)包括:
[0059]-—個(gè)飛行操縱面的位置計(jì)算裝置，其包括第一級和第二級，每一級都包括:
[0060].一臺控制計(jì)算機(jī)，其適合于從操縱桿接收位置，并根據(jù)操縱桿位置計(jì)算飛行操縱面的位置，其中，所述控制計(jì)算機(jī)包括一個(gè)編碼器，所述編碼器適合生成飛行操縱面的編碼位置；以及
[0061].—臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其適合驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)計(jì)算的飛行操縱面的位置的完整性；
[0062]-—個(gè)執(zhí)行器操縱裝置，其包括第一級和第二級，每一級都包括:
[0063].—臺控制計(jì)算機(jī)，其適合于根據(jù)飛行操縱面的位置為執(zhí)行器確定關(guān)于空氣動(dòng)力飛行操縱面的驅(qū)動(dòng)指示；以及
[0064].一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其適合驗(yàn)證由控制計(jì)算機(jī)確定的驅(qū)動(dòng)指示的完整性；
[0065]-—個(gè)飛行操縱面位置的單向控制鏈路，其被稱為第一主控制鏈路，把飛行操縱面的位置計(jì)算裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)連接到執(zhí)行器操縱裝置第一級的控制計(jì)算機(jī)；
[0066]-—個(gè)飛行操縱面位置的單向控制鏈路，