CN105446329B - 一种高安全低成本的电传飞行控制*** - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机飞行控制***设计领域，涉及一种高安全低成本的电传飞行控制***。***的技术方案如下：通过合理配置指令传感器、作动器控制器、飞控计算机、作动器、舵面位置传感器、电缆类型及数量，同时，集中设备功能以及对设备接口关系进行优化设计，实现了安全性指标，减轻了***重量，减少了功能备件数量，减少了电缆布置长度，有效的降低了电传飞行控制***的成本。

Description

一种高安全低成本的电传飞行控制***

技术领域

本发明属于飞机飞行控制***设计领域，涉及一种高安全低成本的电传飞行控制***。

背景技术

随着航空技术逐步发展，飞机上的飞行控制***也从机械操纵***发展到电传飞行控制***再到数字飞行控制***。飞行控制***在追求新技术安全性的同时，也在向提高经济性方面努力，因此较多的飞机还是采用兼顾安全性和经济性的电传飞行控制***。电传飞行控制***安全性指标在确保高于正常模态10^-7和应急模态10^-9的基础之上，则搭建一种合理的电传飞行控制***将会对经济性有较大影响。

电传飞行控制***主要功能是完成左右升降舵、左右副翼、左右扰流板、左右扰流板和方向舵的控制，某型飞机采用电传飞行控制***，主要配置有多通道指令传感器、2台飞控计算机、6台作动器控制器以及多台作动器等。2台飞控计算机和6台作动器控制器相对独立，重量较大；6台作动器控制器数量众多，管理和维护备件成本较高。因此，整体经济性不是很好。

发明内容

本发明的目的是：本发明通过对飞机电传飞行控制***进行设计，提出了一种更加合理的电传飞行控制***方案，在满足安全性要求的同时，减轻***重量，降低***成本。

本发明的技术方案是：

一种高安全低成本的电传飞行控制***，包括指令传感器、作动器控制器、飞控计算机、作动器以及舵面位置传感器，其中：

指令传感器配置4个，分别为左指令传感器一、左指令传感器二和右指令传感器一、右指令传感器二，每个指令传感器2余度。左指令传感器和右指令传感器之间通过中间解脱装置机械连接进行联动，还设置有4余度减速手柄指令传感器。

作动器控制器配置4台，分别为左作动器控制器一、左作动器控制器二和右作动器控制器一、右作动器控制器二，每个作动器控制器设置有监控和控制通道。

飞控计算机配置2台，分别为左飞控计算机和右飞控计算机，每台飞控计算机设置有监控和控制通道。

作动器配置16台，分别为4台升降舵作动器，4台副翼作动器，4台扰流板作动器和4台方向舵作动器。

舵面位置传感器配置6个，分别配备在左、右副翼舵面和左、右升降舵舵面以及上、下方向舵舵面上。每个舵面位置传感器电气单通道配置。

每个指令传感器的双余度电气信号分别接一台作动器控制器的监控和控制通道，4余度减速手柄指令传感器分别接一台作动器控制器的控制通道。在解脱装置正常状态下，左指令传感器和右指令传感器通过中间解脱装置正常联动产生指令；在解脱装置解脱状态下，左指令传感器和右指令传感器分别***产生各自的指令。

四台作动器控制器由机上电源进行供电，每台作动器由2路供电，负责整流稳压处理工作，并且左作动器控制器一、左作动器控制器二分别为左飞控计算机提供一路二次电源，右作动器控制器一、右作动器控制器二分别为右飞控计算机提供一路二次电源；同时，左右作动器控制器与左右飞控计算机之间还各采用CAN总线进行双向通信，每台作动器控制器都接受轮载、襟翼状态以及模式开关离散信号，每台作动器控制器都分别控制所在侧的一个副翼作动器、扰流板作动器、方向舵作动器和升降舵作动器，同时激励和采集所在侧的副翼舵面位置传感器通道和升降舵舵面位置传感器通道或方向舵舵面位置传感器通道。4台作动器控制器负责正常模态向应急模态转换，同时，负责应急模态控制律解算并完成应急模态控制。

两台飞控计算机互为余度，除去与作动器控制器有电源接口和总线接口外，也与交联***大气、惯导、轮载、维护以及显示有HB6096接口，同时也接收解脱、维护离散信号，完成电传飞行控制***正常控制律计算和下发。

作动器接收作动器控制指令并驱动相应舵面，舵面位置传感器采集舵面位置信息提供给相应作动器控制器，作动器将其通过CAN总线传送给飞控计算机，由飞控计算机将其上报给显示***进行显示。

在电传飞行控制***正常模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器将其解算处理通过CAN总线传送给飞控计算机，飞控计算机结合通过HB6096收到的大气等数据进行正常控制律解算，然后再通过CAN总线下发控制指令给作动器控制器，作动器控制器相应控制指令通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制；

在电传飞行控制***应急模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器结合襟翼状态信号执行直接模态控制律解算后，直接通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制。

本发明的优点是：提出一种更加合理的电传飞行控制***，在满足安全性要求的同时，集中***设备功能，减少***设备数量，减轻***重量，有效的降低***成本。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

一种高安全低成本的电传飞行控制***，包括指令传感器、作动器控制器、飞控计算机、作动器以及舵面位置传感器，其中：

指令传感器配置4个，分别为左指令传感器一、左指令传感器二和右指令传感器一、右指令传感器二，每个指令传感器2余度。左指令传感器和右指令传感器之间通过中间解脱装置机械连接进行联动。这种指令传感器的配置方式在保持最低安全要求数量之外，也保证了指令传感器的通用性。还设置有4余度减速手柄指令传感器。

作动器控制器配置4台，分别为左作动器控制器一、左作动器控制器二和右作动器控制器一、右作动器控制器二，每个作动器控制器设置有监控和控制通道。作动器控制器采用了相同设计，安装位置可互换。

飞控计算机配置2台，分别为左飞控计算机和右飞控计算机，每台飞控计算机设置有监控和控制通道。

作动器配置16台，分别为4台升降舵作动器，4台副翼作动器，4台扰流板作动器和4台方向舵作动器。

舵面位置传感器配置6个，分别配备在左、右副翼舵面和左、右升降舵舵面以及上、下方向舵舵面上。每个舵面位置传感器电气单通道配置。

电缆主要采用总线和硬线。其中总线采用两种，分别为总线CAN总线和HB6096总线，CAN总线用于飞控计算机和作动器控制器之间通信，HB6096总线用于飞控计算机与其他交联***进行通信。硬线捆扎成为电缆，从机头向机尾主要设置有4个布线通道。

左指令传感器一的双余度电气信号分别接左作动器控制器一的监控和控制通道，左指令传感器二的双余度电气信号分别接左作动器控制器二的监控和控制通道，右指令传感器一的双余度电气信号分别接右作动器控制器一的监控和控制通道，右指令传感器二的双余度电气信号分别接右作动器控制器二的监控和控制通道。减速手柄的4余度信号分别接左作动器控制器一、左作动器控制器二和右作动器控制器一、右作动器控制器二。在解脱装置正常状态下，左指令传感器一、左指令传感器二和右指令传感器一、右指令传感器二通过中间解脱装置正常联动产生指令；在解脱装置解脱状态下，左指令传感器一、左指令传感器二和右指令传感器一、右指令传感器二分别***产生各自的指令。

四台作动器控制器由机上电源进行供电，每台作动器由2路供电，负责整流稳压处理工作，并且左作动器控制器一、左作动器控制器二分别为左飞控计算机提供一路二次电源，右作动器控制器一、右作动器控制器二分别为右飞控计算机提供一路二次电源。采用这种供电方式可以减少电源整流稳压处理工作，并且满足电传飞行控制***对电源的要求。同时，左右作动器控制器与左右飞控计算机之间还各采用CAN总线进行双向通信，每台作动器控制器都接受轮载、襟翼状态以及模式开关离散信号。左作动器控制器一控制左副翼作动器一、左扰流板作动器一、下方向舵作动器一和左升降舵作动器一，同时激励和采集下方向舵舵面位置传感器。左作动器控制器二控制左副翼作动器二、左扰流板作动器二、下方向舵作动器二和左升降舵作动器二，同时激励和采集左副翼舵面位置传感器和左升降舵舵面位置传感器。右作动器控制器一控制右副翼作动器一、右扰流板作动器一、上方向舵作动器一和右升降舵作动器一，同时激励和采集上方向舵舵面位置传感器。右作动器控制器二控制右副翼作动器二、右扰流板作动器二、上方向舵作动器二和右升降舵作动器二，同时激励和采集右副翼舵面位置传感器和右升降舵舵面位置传感器。4台作动器控制器负责电传飞行控制***工作模态转换，同时，负责应急模态控制律解算并完成应急模态控制。

两台飞控计算机互为余度，除去与作动器控制器有电源接口和总线接口外，也与交联***大气、惯导、轮载、维护以及显示有HB6096接口，同时也接收解脱、维护离散信号，完成电传飞行控制***正常控制律计算和下发。两台飞控计算机的安全性指标满足安全性要求。

作动器接收作动器控制指令并驱动相应舵面，其中左右副翼舵面、左右升降舵舵面以及方向舵舵面采用2台作动器配置，扰流板舵面采用1台作动器配置，作动器配置数量满足飞机对各个舵面安全性指标要求。

舵面位置传感器在左右副翼舵面、左右升降舵舵面以及上下方向舵舵面上进行配置，扰流板作动器没有配置舵面位置传感器而由其作动器提供位置反馈信息，满足***对舵面监控和显示的需求。

在电传飞行控制***正常模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器将其解算处理通过CAN总线传送给飞控计算机，飞控计算机结合通过HB6096收到的大气等数据进行正常控制律解算，然后再通过CAN总线下发控制指令给作动器控制器，作动器控制器相应控制指令通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制；

在电传飞行控制***应急模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器结合襟翼状态信号执行直接模态控制律解算后，直接通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制。

Claims (2)

1.一种高安全低成本的电传飞行控制***，包括指令传感器、作动器控制器、飞控计算机、作动器以及舵面位置传感器，其特征是，其中：

指令传感器配置4个，分别为左指令传感器一、左指令传感器二和右指令传感器一、右指令传感器二，每个指令传感器2余度；左指令传感器和右指令传感器之间通过中间解脱装置机械连接进行联动，还设置有4余度减速手柄指令传感器；

作动器控制器配置4台，分别为左作动器控制器一、左作动器控制器二和右作动器控制器一、右作动器控制器二，每个作动器控制器设置有监控和控制通道；

飞控计算机配置2台，分别为左飞控计算机和右飞控计算机，每台飞控计算机设置有监控和控制通道；

作动器配置16台，分别为4台升降舵作动器，4台副翼作动器，4台扰流板作动器和4台方向舵作动器；

舵面位置传感器配置6个，分别配备在左、右副翼舵面和左、右升降舵舵面以及上、下方向舵舵面上；每个舵面位置传感器电气单通道配置；

每个指令传感器的双余度电气信号分别接一台作动器控制器的监控和控制通道，4余度减速手柄指令传感器分别接一台作动器控制器的控制通道；在解脱装置正常状态下，左指令传感器和右指令传感器通过中间解脱装置正常联动产生指令；在解脱装置解脱状态下，左指令传感器和右指令传感器分别***产生各自的指令；

四台作动器控制器由机上电源进行供电，每台作动器由2路供电，负责整流稳压处理工作，并且左作动器控制器一、左作动器控制器二分别为左飞控计算机提供一路二次电源，右作动器控制器一、右作动器控制器二分别为右飞控计算机提供一路二次电源；同时，左右作动器控制器与左右飞控计算机之间还各采用CAN总线进行双向通信，每台作动器控制器都接受轮载、襟翼状态以及模式开关离散信号，每台作动器控制器都分别控制所在侧的一台副翼作动器、扰流板作动器、方向舵作动器和升降舵作动器，左作动器控制器一激励和采集下方向舵舵面位置传感器的信号，左作动器控制器二激励和采集左副翼和左升降舵舵面位置传感器的信号，右作动器控制器一激励和采集上方向舵舵面位置传感器的信号，右作动器控制器二激励和采集右副翼和右升降舵舵面位置传感器的信号；4台作动器控制器负责正常模态向应急模态转换，同时，负责应急模态控制律解算并完成应急模态控制；

两台飞控计算机互为余度，除去与作动器控制器有电源接口和总线接口外，也与交联***大气、惯导、轮载、维护以及显示有HB6096接口，同时也接收解脱、维护离散信号，完成电传飞行控制***正常控制律计算和下发；

作动器接收作动器控制指令并驱动相应舵面，舵面位置传感器采集舵面位置信息提供给相应作动器控制器，作动器控制器将其通过CAN总线传送给飞控计算机，由飞控计算机将其上报给显示***进行显示。

2.如权利要求1所述的一种高安全低成本的电传飞行控制***，在电传飞行控制***正常模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器将其解算处理通过CAN总线传送给飞控计算机，飞控计算机结合通过HB6096收到的大气、惯导、轮载数据进行正常控制律解算，然后再通过CAN总线下发控制指令给作动器控制器，作动器控制器相应控制指令通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制；

在电传飞行控制***应急模态过程中，指令传感器采集控制指令给作动器控制器，作动器控制器结合襟翼状态信号执行直接模态控制律解算后，直接通过电缆传输控制相应作动器进行运动，作动器驱动舵面运动，舵面位置传感器反馈信息，从而完成对舵面的控制。