CN102645325A - 一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法 - Google Patents

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王慧
牟瑾刚
刘波
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Abstract

本发明属于航空测试领域，特别涉及飞机操纵***测试领域，其中支架组件(1)固定于试验台架或飞机主结构上，转动式机械信号发生器(2)固定于支架组件(1)上，力矩传感器(3)串联于机械信号发生器输出杆(10)上，操纵盘夹具(6)夹持于操纵盘(7)上，通过机械传动杆(5)将力矩传感器(3)与操纵盘夹具(6)相连，角位移传感器(4)通过机械联动杆(11)与飞机操纵盘(7)相连，通过转动式机械信号发生器(2)输出操纵***测试所需的力矩、角位移信号，带动飞机操纵盘(7)运动，达到模拟飞机操纵力矩与操纵角位移的目的，方便进行飞机操纵***的测试，降低了试验操作员的工作强度，提高试验效率，提高试验结果精确度。

Description

一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法
技术领域
本发明属于航空测试领域，特别涉及飞机操纵***测试领域。
背景技术
在飞机设计中，操纵***性能测试试验是飞机设计过程中不可或缺的，而在操纵***性能测试试验过程中，最困难的是如何将操纵力矩与操纵角位移输入，即如何精确模拟驾驶员对飞机进行操纵。在静态测试中，可以由人对驾驶盘进行操纵，通过力矩、角位移传感器读取，但由于人操纵时个人身体素质、个人习惯等干扰因素的影响，会增加测试结果误差。并且人操纵时，不能够精确输入某个量值的操纵力矩或操纵角位移，无法精确测试。在动态试验中，人操纵无法模拟阶跃信号、正弦信号以及其他高频信号。
另外，在申请号为201010119246.2的专利中，提出了一种飞机驾驶盘多维力测量组件及其测量方法，为手柄式的测量组件，即需要人操纵驾驶盘测量其操纵力矩，无法满足精确测量和动态操纵量的模拟。
发明内容
本发明的目的：为解决飞机操纵***操纵力矩与操纵角位移难以模拟的问题，尤其是精确模拟和动态信号的模拟，本发明提出一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法，可实现操纵力矩与操纵角位移精确控制，并且通过操纵力矩与操纵角位移的曲线精确得出飞机操纵***的静态性能指标值，同时，可以实现动态操纵力矩信号与操纵位角移信号的模拟，如阶跃信号、高频正弦信号、方波信号、三角波信号以及锯齿波信号，以实现对飞机操纵***动、静态性能的测试需求。
本发明的技术方案：本发明提出的一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法，原理由图1所示，包括支架组件1，转动式机械信号发生器2，力矩传感器3，角位移传感器4，机械传动杆5，操纵盘夹具6，机械联动杆11以及飞机操纵盘7。具体实施步骤如下：
(a)将支架组件1固定于试验台架或飞机主结构上；
(b)将转动式机械信号发生器2固定于支架组件1上；
(c)将力矩传感器3串联于机械信号发生器输出杆10上；
(d)将操纵盘夹具6夹持于飞机操纵盘7上；
(e)通过机械传动杆5将力矩传感器3与操纵盘夹具6相连；
(f)将角位移传感器4通过机械联动杆11与飞机操纵盘7相连；
(g)调整支座组件1使飞机操纵盘7处于中立位置，力矩传感器3、角位移传感器4均处于零位；
(h)通过转动式机械信号发生器2输出操纵***测试所需的力矩、角位移信号，带动飞机操纵盘7运动，从而达到模拟飞机操纵力矩与操纵角位移的目的，同时可通过力矩传感器3和角位移传感器4对操纵力矩和操纵角位移进行采集，方便进行飞机操纵***的测试。
支架组件1是可做三轴方向位置调节和一个轴向转动调节的刚性支架。
转动式机械信号发生器2可产生恒定值的力矩和角位移操纵信号，并可根据需要产生各种频率和幅值的波形信号。
本发明产生的积极效果：本发明所提出的一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法，可适应于各种操纵方式的操纵***试验，具有适应性强，可靠性高，准确度高的特点，尤其对于飞机操纵***动、静态性能测试方面，极大降低了试验所需的人力物力，降低了试验操作员的工作强度，提高试验效率，提高试验结果精确度。
附图说明
图1是一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法原理图；
图2是双万向节扭力杆结构原理图；
其中1是支架组件，2是转动式机械信号发生器，3是力矩传感器，4是角位移传感器，5是机械传动杆，6是操纵盘夹具，7是飞机操纵盘，8是万向节，9是扭力杆，10是机械信号发生器输出杆，11是机械联动杆。
具体实施方式
本实施例是飞机驾驶盘操纵力矩与操纵角位移模拟方法，原理由图1所示，涉及支架组件1，转动式机械信号发生器2，力矩传感器3，角位移传感器4，机械传动杆5，操纵盘夹具6，飞机操纵盘7。其中飞机操纵盘7为飞机驾驶盘。支架组件1为转动式机械信号发生器2的安装支架，是一个刚性支架，并可做三轴方向的位置调节和绕一个轴向的转动调节，以实现转动式机械信号发生器2的安装位置调节。转动式机械信号发生器2可产生固定值的力矩或角位移操纵信号，并可根据需要产生各种频率的波形信号。机械传动杆5为双万向节扭力杆，由两头的万向节8与中部的扭力杆9组成，用来防止传动机构过约束。操纵盘夹具6为专用夹具，夹持于飞机驾驶盘飞行员握点处，作为飞机驾驶盘操纵力矩与操纵位移的输入点。
本方法采取如下步骤：
(a)将支架组件1通过螺栓固定于试验台架或飞机主结构上；
(b)将转动式机械信号发生器2夹装固定于支架组件1上；
(c)将力矩传感器3与机械信号发生器输出杆10相连并固紧；
(d)将操纵盘夹具6夹持于操纵盘飞行员握点处并固紧；
(e)通过机械传动杆5将力矩传感器3与操纵盘夹具6相连接，并保证机械信号发生器输出杆10转动时，驾驶盘、操纵盘夹具6、机械传动杆5、力矩传感器3做可靠的跟随转动；
(f)将角位移传感器4固定于试验台架或飞机主结构上，并与驾驶盘转轴同轴，通过机械联动杆11与驾驶盘相连，当驾驶盘转动时，角位移传感器4做跟随转动；
(g)调整支座组件1使驾驶盘处于中立位置，力矩传感器3、角位移传感器4均处于零位；
(h)通过转动式机械信号发生器2输出操纵***测试所需的力矩、角位移信号，带动驾驶盘运动，从而达到模拟飞机操纵力矩与操纵角位移的目的，同时可通过力矩传感器3和角位移传感器4对操纵力矩和操纵角位移进行采集，方便进行飞机操纵***的测试。

Claims (4)

1.一种飞机操纵力矩与操纵角位移模拟方法，包括支架组件(1)，转动式机械信号发生器(2)，力矩传感器(3)，角位移传感器(4)，机械传动杆(5)，操纵盘夹具(7)，机械联动杆(11)，以及飞机操纵盘(7)，其特征在于，本方法的采取如下步骤：
(a)将支架组件(1)固定于试验台架或飞机主结构上；
(b)将转动式机械信号发生器(2)固定于支架组件上；
(c)将力矩传感器(3)串联于机械信号发生器输出杆(10)上；
(d)将操纵盘夹具(6)夹持于飞机操纵盘(7)上；
(e)通过机械传动杆(5)将力矩传感器(3)与操纵盘夹具(6)相连；
(f)将角位移传感器(4)与通过机械联动杆(11)与飞机操纵盘(7)相连；
(g)调整支座组件(1)使飞机操纵盘(7)处于中立位置，力矩传感器(3)、角位移传感器(4)均处于零位；
(h)通过转动式机械信号发生器(2)输出操纵***测试所需的力矩、角位移信号带动飞机操纵盘(7)运动，模拟飞机操纵力矩与操纵角位移，同时通过力传感器和位移传感器对操纵力矩和操纵角位移进行采集。
2.如权利要求1所述的一种飞机操纵力与操纵位移模拟方法，其特征在于，所述支架组件(1)是可做三轴方向位置调节和一个轴向转动调节的刚性支架。
3.如权利要求1所述的一种飞机操纵力与操纵位移模拟方法，其特征在于，所述转动式机械信号发生器(2)可产生恒定值的力矩和角位移操纵信号，并可根据需要产生各种频率和幅值的波形信号。
4.如权利要求1所述的一种飞机操纵力与操纵位移模拟方法，其特征在于，所述机械传动杆(5)为双万向节扭力杆，由两头的万向节(8)与中部的扭力杆(9)固定连接而成。
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PB01 Publication
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