CN110667826B - 一种高升力分布式电传控制*** - Google Patents

一种高升力分布式电传控制*** Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种高升力分布式电传控制***，所述***包括操纵手柄1、第一高升力控制计算机HLCC3、第二高升力控制计算机HLCC4、第一襟翼马达控制单元FMCU6、第一缝翼马达控制单元SMCU5、第二襟翼马达控制单元FMCU7、第二缝翼马达控制单元SMCU8和机械传动分***9，其中：所述第一HLCC3、所述第二HLCC4通过总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU6、第一缝翼马达控制单元SMCU5、第二襟翼马达控制单元FMCU7和第二缝翼马达控制单元SMCU8连接；所述第一HLCC3和所述第二HLCC4均与操纵手柄1连接；第一襟翼马达控制单元FMCU6、第一缝翼马达控制单元SMCU5、第二襟翼马达控制单元FMCU7和第二缝翼马达控制单元SMCU8分别与所述机械传动分***9连接。

Description

一种高升力分布式电传控制***
技术领域
本发明属于高升力电传控制技术领域，具体涉及一种民用飞机高升力分布式电传控制***架构。
背景技术
民用飞机高升力控制***是民用飞机飞行控制***关键分***之一，包括了操作飞机前缘缝翼和后缘襟翼等增升装置所使用的所有控制、传动及作动组件。
民用飞机高升力控制***采用分布式电传控制减少了***重量、放宽了功率/控制通道分离的条件、优化了***性能、提高了襟翼操纵自动化功能扩展和高升力控制***与电传主飞控***综合一体化设计的灵活性、降低了飞机对遭受外部损伤引起故障的敏感度。
目前，国内缺乏在符合民机适航标准的高安全民用飞机高升力控制***架构设计及有效实现的技术储备，研究工作起步较晚，在***设计和设备开发方面与国外先进水平相比都有较大差距，需要在该项技术上有所突破。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提出一种民用飞机高升力分布式电传控制***架构，确定高升力分布式电传控制***在各种飞行状态下的工作协调方式，使增升装置获得高效率，同时保证增升装置正常工作和可能出现故障两种情况下有高度的飞行安全性。最终实现操作飞机襟翼与缝翼增升装置的功能。
本申请实施例提供一种高升力分布式电传控制***，所述***包括操纵手柄(1)、第一高升力控制计算机HLCC(3)、第二高升力控制计算机HLCC(4)、第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)、第二缝翼马达控制单元SMCU(8)和机械传动分***(9)，其中：
所述第一HLCC(3)、所述第二HLCC(4)通过总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接；
所述第一HLCC(3)和所述第二HLCC(4)均与操纵手柄(1)连接；
第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)分别与所述机械传动分***(9)连接。
可选的，所述第一HLCC(3)、所述第二HLCC(4)通过时间触发协议TTP总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接。
可选的，所述第一HLCC(3)、所述第二HLCC(4)通过两条TTP总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接。
可选的，所述操纵手柄(1)放置在驾驶舱。
可选的，所述第一HLCC(3)和所述第二HLCC(4)放置设备舱中。
可选的，所述第一缝翼马达控制单元(5)、第二缝翼马达控制单元(8)、第一襟翼马达控制单元1(6)、第二襟翼马达控制单元2(7)放置在机翼后梁。
可选的，所述第一HLCC(3)和所述第二HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送信号。
可选的，所述第一HLCC(3)和所述第二HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送信号，具体包括：
所述第一HLCC(3)和所述第二HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送襟/缝翼位置信号和***故障告警信号。
可选的，所述***还包括备用开关(2)，所述备用开关(2)与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接。
可选的，备用开关(2)放置在驾驶舱。
本发明的优点和有益效果是：
1)采用分布式的架构，高升力控制计算机与襟/缝翼马达控制单元通过总线进行交联，同时襟/缝翼马达控制单元临近作动器，省去了传统集中式高升力控制***中的大部分电缆，减少了***重量，对飞机减重有直接的好处。
2)高升力分布式电传控制***有三种工作模态，在一个高升力控制计算机或襟/缝翼马达控制单元故障或者一个控制通道失效，甚至2个高升力控制计算机均故障时，仍然能操控飞机，提升了***安全性。
附图说明
图1高升力分布式电传控制***结构图；
其中：1-操纵手柄，2-备份开关，3-第一高升力控制计算机，4-第二高升力控制计算机，5-第一缝翼马达控制单元，6-第一襟翼马达控制单元，7-第二襟翼马达控制单元，8-第二缝翼马达控制单元，9-传统机械传动分***。
具体实施方式
本申请提供的一种民用飞机高升力分布式电传控制***，采用了功能分离的分布式结构设计：高升力控制计算机(HLCC)与襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)分离，并通过***的内部总线进行交联，采用“闭环电传正常/降级工作模态”+“开环电控备用工作模态”配置。高升力分布式电传控制***的内总线采用了与飞控内总线一致的时间触发协议总线，便于***与电传主飞控、自动飞行控制***的一体化综合。
高升力分布式电传控制***包括：
带位置指示的襟、缝翼操纵手柄(1)、备份开关(2)、第一高升力控制计算机(3)、第二高升力控制计算机(4)，第一缝翼马达控制单元(5)、第二缝翼马达控制单元(8)、第一襟翼马达控制单元(6)、第二襟翼马达控制单元(7)和传统机械传动分***(9)以及用以实现控制电子之间数据传输的***内总线TTP。其中襟、缝翼操纵手柄和备用开关放置在驾驶舱，高升力控制计算机放置在紧邻驾驶舱的设备舱中，襟/缝翼马达控制单元放置在机翼后梁临近襟/缝翼作动器的部位。
高升力分布式电传控制***由两个独立的控制通道组成，主—备工作。每个控制通道包含1个高升力控制计算机(HLCC)和1套襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)，与高升力控制计算机(HLCC)有关联接口的是操纵手柄(1)；与襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)有关联接口的是备用开关(2)、机械传动分***中的襟、缝翼位置/倾斜传感器与襟/缝翼液压控制模块。所有的高升力控制计算机(HLCC)和襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)通过时间触发协议总线(TTP)进行数据的交互。高升力分布式电传控制***通过总线TTP向发动机指示和机组报警***(EI CAS)提供襟/缝翼位置、***故障告警信号。
高升力分布式电传控制***有三种工作模态，主模态(液压动力驱动)、降级模态(电动力驱动)和直接模态(电动力驱动)，提升安全性。
高升力控制***在主模态和降级模态下的指令输入由襟、缝翼操纵手柄(1)提供。驾驶员通过操纵襟、缝翼操纵手柄(1)选择襟翼/缝翼的位置。四余度襟缝翼操纵手柄(1)向两个通道第一高升力控制计算机(3)、第二高升力控制计算机(4)的工作和监控支路(一对一)分别发送电信号。控制通道高升力控制计算机(HLCC)将襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)通过TTP总线上传的反馈襟、缝翼位置的电信号与襟、缝翼操纵手柄(1)电信号进行求差比较，该误差信号作为控制指令通过总线下传至对应控制通道的两个襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)，工作的襟翼马达控制单元(FMCU)、缝翼马达控制单元(SMCU)向机械传动分***的襟翼和缝翼的液压控制模块发送电控信号驱动机械传动分***中的作动器向指令位置移动。当上传反馈至高升力控制计算机(HLCC)的襟、缝翼位置信号指示已经达到指令位置时，断开控制信号，且***进入保持状态。
如果在主模态中，任一襟翼或缝翼驱动装置不能产生响应。高升力控制计算机(HLCC)自动切换驱动装置为降级模态，并且置液压控制模块为旁通状态，同时接通机械传动分***中的电动马达和离合器，提供驱动襟、缝翼的动力。
如果两余度的高升力控制计算机(HLCC)都不能响应输入指令，则***可以通过拨动备份开关，在直接模态下进行电动作动。备份开关接通后，即高升力控制计算机(HLCC)的控制指令被屏蔽，备份开关通过拨动旋钮位置，提供一个预定的襟缝翼放下或收起位置离散指令，分别发送给四个通道的第一缝翼马达控制单元(5)、第二缝翼马达控制单元(8)、第一襟翼马达控制单元(6)、第二襟翼马达控制单元(7)，通过控制电动马达来控制襟、缝翼的收放。

Claims (8)

1.一种高升力分布式电传控制***，其特征在于，所述***包括操纵手柄(1)、第一高升力控制计算机HLCC(3)、第二高升力控制计算机HLCC(4)、第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)、第二缝翼马达控制单元SMCU(8)和机械传动分***(9)，其中：
所述第一高升力控制计算机HLCC(3)、所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接；
所述第一高升力控制计算机HLCC(3)和所述第二高升力控制计算机HLCC(4)均与操纵手柄(1)连接；
第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)分别与所述机械传动分***(9)连接；所述第一高升力控制计算机HLCC(3)、所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过时间触发协议TTP总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接；所述第一高升力控制计算机HLCC(3)、所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过两条TTP总线方式与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接；
高升力分布式电传控制***有三种工作模态，主模态、降级模态和直接模态，提升安全性；
高升力控制***在主模态和降级模态下的指令输入由襟、缝翼的操纵手柄(1)提供，四余度襟缝翼的操纵手柄(1)向两个通道第一高升力控制计算机HLCC(3)、第二高升力控制计算机HLCC(4)的工作和监控支路分别发送电信号；控制通道高升力控制计算机将襟翼马达控制单元、缝翼马达控制单元通过TTP总线上传的反馈襟、缝翼位置的电信号与襟、缝翼操纵手柄(1)电信号进行求差比较，得到的误差信号作为控制指令通过总线下传至对应控制通道的两个襟翼马达控制单元、缝翼马达控制单元，工作的襟翼马达控制单元、缝翼马达控制单元向机械传动分***的襟翼和缝翼的液压控制模块发送电控信号驱动机械传动分***中的作动器向指令位置移动；当上传反馈至高升力控制计算机的襟、缝翼位置信号指示已经达到指令位置时，断开控制信号，且***进入保持状态；
如果在主模态中，任一襟翼或缝翼驱动装置不能产生响应；高升力控制计算机自动切换驱动装置为降级模态，并且置液压控制模块为旁通状态，同时接通机械传动分***中的电动马达和离合器，提供驱动襟、缝翼的动力。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述操纵手柄(1)放置在驾驶舱。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一高升力控制计算机HLCC(3)和所述第二高升力控制计算机HLCC(4)放置设备舱中。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二缝翼马达控制单元SMCU(8)、第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)放置在机翼后梁。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述第一高升力控制计算机HLCC(3)和所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送信号。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述第一高升力控制计算机HLCC(3)和所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送信号，具体包括：
所述第一高升力控制计算机HLCC(3)和所述第二高升力控制计算机HLCC(4)通过总线TTP向发动机指示和机组报警***发送襟/缝翼位置信号和***故障告警信号。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括备用开关(2)，所述备用开关(2)与第一襟翼马达控制单元FMCU(6)、第一缝翼马达控制单元SMCU(5)、第二襟翼马达控制单元FMCU(7)和第二缝翼马达控制单元SMCU(8)连接。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，备用开关(2)放置在驾驶舱。
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