RU2178372C2 - Control system of aircraft control surfaces - Google Patents

Abstract

FIELD: heavier-than-air flying vehicles. SUBSTANCE: control system has control station connected with control surfaces by means of mechanical linkage which includes rigid members and rope section interconnected kinematically; rope section includes cut-out mechanism with bell crank articulated on aircraft skeleton and connected with part of rigid linkage, bearing sector articulated on bell crank axle and spring. Sector and bell crank are interconnected by means of locking mechanism made in form of two levers articulated in sector; each lever is connected with respective length of rope run; these levers are interconnected by means of spring. Levers axles are engageable with stop located between them and mounted on bell crank; they have stepped cut-outs on ends engageable with stop. EFFECT: reduction of space required for installation of control system; avoidance of effect of faulty rope run on control system; enhanced stiffness of control linkage reduced mass of control system. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации, а именно к системам управления полетом самолета, в которых сигнал пилота передается на поверхности управления посредством жесткой и тросовой проводок управления. Предлагаемая система управления может быть использована там, где имеется резервный контур управления или дублирующая проводка управления, нормальной работе которых может помешать обрыв одного из тросов проводки управления. The invention relates to the field of aviation, and in particular to aircraft flight control systems in which a pilot signal is transmitted to the control surface by means of rigid and cable control wires. The proposed control system can be used where there is a backup control loop or redundant control wiring, the normal operation of which may be interrupted by the breakage of one of the control wiring cables.

Известна система управления рулевыми поверхностями (см. патент США N 4198877, НКИ 74/501 R, 1980 г. ), содержащая жесткую и тросовую проводки управления. В тросовую проводку управления включен механизм, обеспечивающий возможность сохранения управления самолетом при обрыве одного из тросов. Этот механизм содержит качалку, шарнирно установленную на каркасе самолета и связанную с жесткой частью проводки управления. На оси качалки шарнирно установлены два сектора, каждый из которых соединен с соответствующей ветвью тросовой проводки. На качалке имеются упоры, предназначенные для передачи усилий с секторов на качалку, а на каркасе самолета выполнен дополнительный упор для ограничения поворота сектора с оборванным тросом. Кроме того, на качалке установлено стопорное устройство, обеспечивающее соединение сектора с исправным тросом с качалкой при обрыве другого троса. Между собой секторы связаны пружиной, предварительное натяжение которой меньше силы натяжения тросов. При обрыве одного из тросов эта пружина обеспечивает возвратное перемещение проводки управления. Known steering control system (see US patent N 4198877, NKI 74/501 R, 1980), containing a rigid and cable control wires. A mechanism is included in the control cable wiring, providing the ability to maintain control of the aircraft when one of the cables breaks. This mechanism comprises a rocker pivotally mounted on the aircraft frame and connected to the rigid part of the control wiring. Two sectors are pivotally mounted on the rocking axis, each of which is connected to the corresponding branch of the cable wiring. On the rocking chair there are stops designed to transfer forces from the sectors to the rocking chair, and an additional emphasis is made on the aircraft frame to limit the rotation of the sector with a broken cable. In addition, a locking device is installed on the rocking chair, which ensures the connection of the sector with a working cable to the rocking chair when another cable is broken. The sectors are interconnected by a spring, the preliminary tension of which is less than the cable tension force. When one of the cables breaks, this spring provides a return movement of the control wiring.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании этой системы, является то, что она не может быть использована в системах управления, имеющих резервный контур, так как при обрыве одного из тросов пружина стремится переместить проводку управления в крайнее положение и для удержания проводки в нужном положении пилоту необходимо постоянно прикладывать дополнительное одностороннее усилие, что может препятствовать нормальной работе резервного контура управления. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using this system is that it cannot be used in control systems having a backup circuit, since when one of the cables breaks, the spring tends to move the control wiring to the extreme position and to keep the wiring in in the desired position, the pilot must constantly apply additional one-way force, which may interfere with the normal operation of the backup control loop.

Наиболее близкой системой того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является система управления полетом самолета, известная из описания к патенту США N 4776543, НКИ 244/232. 1988 г. Эта система содержит командный пост управления, связанный с поверхностями управления механической проводкой, состоящей из кинематически соединенных между собой жестких элементов и тросового участка, включающего механизм разъединения. Механизм разъединения содержит рычаг, жестко закрепленный на валу, который в свою очередь шарнирно установлен на каркасе самолета. На валу выполнен фланец, по обе стороны которого шарнирно установлены секторы. Каждый из секторов соединен с соответствующей ветвью тросовой проводки. Секторы и вал соединены между собой с помощью запирающего устройства, выполненного в виде двух звеньев, каждое из которых шарнирно установлено на соответствующем секторе, а их противоположные концы соединены осью, которая входит в выемку, выполненную во фланце. Механизм разъединения содержит также пружины, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим сектором, а другим концом крепится на фланце. The closest system of the same purpose to the claimed invention in terms of features is an aircraft flight control system, known from the description of US patent N 4776543, NKI 244/232. 1988. This system contains a command post associated with the control surfaces of mechanical wiring, consisting of kinematically interconnected rigid elements and a cable section, including a separation mechanism. The disconnection mechanism comprises a lever rigidly fixed to the shaft, which in turn is pivotally mounted on the aircraft frame. A flange is made on the shaft, on both sides of which sectors are pivotally mounted. Each of the sectors is connected to the corresponding branch of the cable wiring. The sectors and the shaft are interconnected using a locking device made in the form of two links, each of which is pivotally mounted on the corresponding sector, and their opposite ends are connected by an axis that enters the recess made in the flange. The disconnecting mechanism also contains springs, each of which is connected at one end to a corresponding sector, and is attached to the flange at the other end.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной системы, принятой за прототип, относится то, что механизм разъединения имеет значительные габариты в осевом направлении из-за наличия двух секторов, для размещения которых на валу требуется соответствующая база, а также из-за наличия фланца, размещенного между ними. Другой причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является то, что при использовании известной системы полностью не исключается влияние отказавшей тросовой проводки на систему управления самолетом. Это происходит потому, что при обрыве одной из ветвей тросовой проводки другая ветвь остается связанной с валом и соответственно с жесткой частью проводки управления через пружину. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the well-known system adopted as a prototype include the fact that the disconnection mechanism has significant dimensions in the axial direction due to the presence of two sectors, the placement of which on the shaft requires an appropriate base, as well as for the presence of a flange placed between them. Another reason that impedes the achievement of the technical result indicated below is that when using the known system, the influence of a failed cable wiring on the aircraft control system is not completely ruled out. This is because, when one of the branches of the cable wiring is broken, the other branch remains connected to the shaft and, accordingly, to the rigid part of the control wiring through the spring.

Задачей данного изобретения является уменьшение объема, требующегося для размещения системы управления самолетом, а также полное исключение влияние отказавшей тросовой проводки на систему управления. The objective of the invention is to reduce the amount required to accommodate the aircraft control system, as well as completely eliminating the effect of a failed cable wiring on the control system.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в системе управления рулевыми поверхностями самолета, содержащей командный пост управления, связанный с поверхностями управления механической проводкой, состоящей из кинематически соединенных между собой жестких элементов и тросового участка, включающего механизм разъединения, имеющий качалку, шарнирно установленную на кронштейне и соединенную с частью жесткой проводки, опорный сектор, шарнирно установленный на оси качалки, и пружину, причем сектор и качалка соединены между собой запирающим устройством, согласно изобретению запирающее устройство выполнено в виде шарнирно установленных в секторе двух рычагов, каждый из которых соединен с соответствующей ветвью тросовой проводки, а между собой они соединены пружиной, при этом оси рычагов контактируют с размещенным между ними упором, выполненным на качалке, кроме того, оси рычагов имеют ступенчатые вырезы на контактирующих с упором концах. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the control system of the steering surfaces of the aircraft containing a command post associated with the control surfaces of the mechanical wiring, consisting of kinematically interconnected rigid elements and a cable section including a disconnecting mechanism having a rocker, pivotally mounted on the bracket and connected to the part of the hard wiring, a support sector pivotally mounted on the axis of the rocker, and a spring, and the sector the rocking chair is interconnected by a locking device, according to the invention, the locking device is made in the form of two levers pivotally mounted in the sector, each of which is connected to the corresponding branch of the cable wiring, and they are interconnected by a spring, while the axis of the levers are in contact with the stop made between them on a rocking chair, in addition, the axis of the levers have stepped cutouts at the ends in contact with the stop.

Таким образом, выполнение запирающего устройства в виде шарнирно установленных на одном секторе двух рычагов, оси которых контактируют с размещенным между ними упором, выполненным на качалке, позволило значительно уменьшить осевые габариты механизма разъединения, а это в свою очередь позволяет уменьшить объем, требующийся для размещения системы управления на самолете. Кроме того, соединение упомянутых рычагов запирающего механизма между собой пружиной позволяет полностью исключить влияние отказавшей тросовой проводки на систему управления, так как эта пружина не связана с качалкой, а соответственно и с исправной частью проводки управления. Thus, the implementation of the locking device in the form of two levers pivotally mounted on one sector, the axes of which are in contact with the stop placed between them, made on a rocking chair, significantly reduced the axial dimensions of the separation mechanism, and this, in turn, reduces the amount required to place the system control on the plane. In addition, the connection of the said levers of the locking mechanism with each other by a spring allows to completely eliminate the influence of a failed cable wiring on the control system, since this spring is not connected to the rocker, and, accordingly, to the serviceable part of the control wiring.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result are as follows.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой системы управления;
на фиг. 2 показан общий вид механизма разъединения;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 показано взаимное расположение элементов механизма разъединения при обрыве одной ветви тросовой проводки.In FIG. 1 shows a General view of the proposed control system;
in FIG. 2 shows a general view of the release mechanism;
in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2;
in FIG. 4 shows the relative position of the elements of the disconnecting mechanism when one branch of the cable wiring is broken.

Система управления рулевыми поверхностями самолета содержит штурвальную колонку 1 (фиг. 1), связанную механической проводкой, состоящей из тяги 2, механизма разъединения 3, тросовой проводки 4 и 5, сектора 6 и тяги 7, с рулевой поверхностью 8. Механизм разъединения 3 содержит входную качалку 9 (фиг. 2), шарнирно установленную на кронштейне 10 (фиг. 3). На качалке 9 шарнирно установлен сектор 11. В секторе 11 установлено запирающее устройство, включающее в себя оси 12 и 13, на которых жестко закреплены рычаги 14 и 15. Рычаг 14 (фиг. 2) соединен с ветвью 4, а рычаг 15 с ветвью 5 тросовой проводки. Концы рычагов 14 и 15 связаны между собой пружиной, разделенной на части 16 и 17, связанные между собой через сектор 11, причем натяжение пружины меньше усилия предварительного натяжения тросов 4 и 5. На качалке 9 выполнен упор 18, с которым контактируют оси 12 и 13, имеющие ступенчатые вырезы. Кроме того, на секторе 11 выполнены упоры 19, 20 и 21. The control system for the steering surfaces of the aircraft contains a steering column 1 (Fig. 1), connected by a mechanical wiring consisting of a rod 2, a disconnecting mechanism 3, a cable wire 4 and 5, a sector 6 and a rod 7, with a steering surface 8. The disconnecting mechanism 3 contains an input a rocker 9 (Fig. 2), pivotally mounted on the bracket 10 (Fig. 3). Sector 11 is pivotally mounted on the rocker 9. In sector 11, a locking device is installed, including axles 12 and 13, on which the levers 14 and 15 are rigidly fixed. The lever 14 (Fig. 2) is connected to the branch 4, and the lever 15 to the branch 5 cable wiring. The ends of the levers 14 and 15 are interconnected by a spring, divided into parts 16 and 17, interconnected through a sector 11, and the spring tension is less than the pre-tension of the cables 4 and 5. On the rocker 9 there is an emphasis 18 with which the axes 12 and 13 are in contact having stepped cutouts. In addition, on the sector 11 made stops 19, 20 and 21.

При исправной тросовой проводке перемещение штурвальной колонки 1 (фиг. 1) через тягу 2 передается на входную качалку 9 механизма разъединения 3. При этом, так как упор 18 (фиг. 2) качалки 9 зафиксирован между осями 12 и 13, движение через рычаги 14 и 15, прижатые к упорам 19 и 20 сектора 11, и тросовую проводку 4 и 5, сектор 6 (фиг. 1), тягу 7 передается на рулевую поверхность 8. With a good cable wiring, the movement of the steering column 1 (Fig. 1) through the rod 2 is transmitted to the input rocker 9 of the disconnecting mechanism 3. Moreover, since the stop 18 (Fig. 2) of the rocker 9 is fixed between the axes 12 and 13, the movement through the levers 14 and 15, pressed against the stops 19 and 20 of the sector 11, and cable wiring 4 and 5, sector 6 (Fig. 1), the rod 7 is transmitted to the steering surface 8.

При обрыве одной ветви тросовой проводки, например ветви 5 (фиг. 4), часть 16 пружины поворачивает рычаг 15, который перемещается до упора 21. При этом ось 13 поворачивается так, что упор 18 качалки 9 выходит из контакта с осью 13 благодаря наличию ступенчатого выреза на этой оси. Сектор 11 поворачивается в сторону исправной ветви 4 тросовой проводки, при этом часть 17 пружины поворачивает рычаг 14, перемещая его до упора 21, и ось 12 поворачивается так, что упор 18 качалки 9 выходит из контакта с ней, в результате чего качалка 9 перемещается свободно независимо от сектора 11. Таким образом исключено влияние отказавшей тросовой проводки на остальную часть системы управления. When one branch of the cable wiring is broken, for example, branch 5 (Fig. 4), the spring part 16 rotates the lever 15, which moves to the stop 21. In this case, the axis 13 is rotated so that the stop 18 of the rocker 9 comes out of contact with the axis 13 due to the presence of a step cutout on this axis. Sector 11 is rotated towards a working branch 4 of the cable wiring, while the spring part 17 rotates the lever 14, moving it to the stop 21, and the axis 12 is rotated so that the stop 18 of the rocker 9 comes out of contact with it, as a result of which the rocker 9 moves freely regardless of sector 11. Thus, the influence of a failed cable wiring on the rest of the control system is excluded.

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой системы управления вышеупомянутой технической задачи, а именно - уменьшение объема, требующегося для размещения системы управления и полное исключение влияния отказавшей тросовой проводки на систему управления. Использование предстагаемого решения позволит также уменьшить массу системы управления рулевыми поверхностями самолета и повысить жесткость проводки управления. The above information indicates the fulfillment of the aforementioned technical task when using the claimed control system, namely, a decrease in the amount required to accommodate the control system and the complete exclusion of the influence of the failed cable wiring on the control system. Using the proposed solution will also reduce the weight of the control system of the steering surfaces of the aircraft and increase the rigidity of the control wiring.

Из изложенного следует также, что заявляемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". From the above it also follows that the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Система управления рулевыми поверхностями самолета, содержащая командный пост управления, связанный с поверхностями управления механической проводкой, состоящей из кинематически соединенных между собой жестких элементов и тросового участка, включающего механизм разъединения, имеющий качалку, шарнирно установленную на кронштейне и соединенную с частью жесткой проводки, опорный сектор, шарнирно установленный на оси качалки, и пружину, причем сектор и качалка соединены между собой запирающим устройством, отличающаяся тем, что запирающее устройство выполнено в виде шарнирно установленных в секторе двух рычагов, каждый из которых соединен с соответствующей ветвью тросовой проводки, а между собой они соединены пружиной, при этом оси рычагов контактируют с размещенным между ними упором, выполненным на качалке, кроме того, оси рычагов имеют ступенчатые вырезы на контактирующих с упором концах. An aircraft steering surface control system comprising a command post associated with mechanical wiring control surfaces consisting of hard elements kinematically interconnected and a cable section including a disconnecting mechanism having a rocker pivotally mounted on an arm and connected to a hard wiring part, a support sector pivotally mounted on the axis of the rocker, and a spring, and the sector and the rocker are interconnected by a locking device, characterized in that locking its device is made in the form of two levers pivotally mounted in the sector, each of which is connected to the corresponding branch of the cable wiring, and they are interconnected by a spring, while the axis of the levers are in contact with the stop placed between them, made on a rocking chair, in addition, the axis of the levers have stepped cuts at the ends contacting with an emphasis.

Images