[发明专利]一种用于飞机的方向舵脚蹬控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于飞机的方向舵脚蹬控制装置和控制方法。

背景技术

目前，在役的民用飞机中，脚蹬同时集成有方向舵控制与刹车控制功能。刹车控制功能通常是通过脚踏板压缩或拉伸刹车传感器，产生指令信号而实现，但是当脚蹬踏板发生卡阻时，操作方向舵脚蹬意图实现方向舵控制往往会导致刹车传感器产生错误的指令信号，即非指令刹车。非指令刹车在很多民用飞机的安全性故障等级中处于较高级别。根据已掌握资料，目前的民用飞机中均是通过降低脚蹬踏板发生卡阻的概率进而降低非指令刹车的概率，从而满足相关的安全性要求，但是这种方式会受限于比较稳定的工业界公认的轴承及衬套的卡阻概率。因此，在未来民用飞机中，随着设备功能的日益复杂，这种依靠纯机械方式来满足系统级对非指令刹车的安全性要求将会受到越来越多的限制。

如图1所示，民用飞机方向舵刹车脚蹬控制装置100通常可以简化为四连杆机构，即，由脚蹬座102、设置在脚蹬座102上的方向舵脚蹬控制摇臂104和刹车脚蹬连杆106以及连接方向舵脚蹬控制摇臂104和刹车脚蹬连杆106的刹车脚蹬曲柄108形成。其中，方向舵脚蹬控制摇臂104绕脚蹬座102的A点旋转，刹车脚蹬连杆106绕脚蹬座102的D点旋转；方向舵脚蹬控制摇臂104和刹车脚蹬曲柄108彼此枢接于B点，刹车脚蹬连杆106和刹车脚蹬曲柄108彼此枢接于C点。该方向舵刹车脚蹬控制装置100还包括与前述四连杆机构耦接的方向舵脚蹬110，用于飞行员操作。

为了实现所集成的刹车控制功能，刹车脚蹬连杆106是可被压缩的，其上设置有套筒，套筒内布置有保持一定的预压缩量的弹簧以及响应弹簧弹性变形量的位移传感器，在刹车脚蹬连杆106受压变短时设置于其上的位移传感器向控制器发出代表弹簧变形的电信号，控制器响应该电信号对飞机的刹车控制装置发出刹车控制信号。反之，在刹车脚蹬连杆106并未变短时，设置于其上的位移传感器不向控制器发出代表弹簧连续变形的电信号，控制器不产生刹车控制信号。

然而，在实际飞机飞行途中，即使当飞行员进行脚蹬方向舵控制时也可能由于B点处发生卡阻而导致脚蹬刹车控制，虽然这种概率较低。

具体地，飞行员踩踏方向舵脚蹬110以使方向舵脚蹬控制摇臂104绕A点旋转，如果B点处没有发生卡阻，即，方向舵脚蹬控制摇臂104与刹车脚蹬曲柄108、脚蹬踏板110可自由转动时，方向舵脚蹬控制摇臂104与刹车脚蹬曲柄108之间的夹角θ可随该四连杆机构的运动而自由调整，刹车脚蹬连杆106的长度恒定，弹簧不发生连续变形，传感器不向控制器发出表示弹簧连续变形的电信号，控制器不产生刹车信号。然而，如果B点处发生卡阻，通过方向舵脚蹬控制摇臂104旋转进行方向舵控制时，θ角将保持恒定，因此刹车脚蹬连杆106将受压，产生刹车传感信号，引起非指令刹车。

众所周知，飞行员在进行方向舵控制时，不希望由于上述四连杆机构的故障而发生了刹车。

发明内容

考虑到非指令刹车的严重后果，为了对刹车控制功能加以保护，并满足相关安全性和人机工效要求，本发明提出引入一种控制装置和控制方法，判别方向舵脚蹬是否正常工作、是否发生卡阻，进而能够有效预防发生非指令刹车。通过本发明所公开的技术方案可以有效地防止因方向舵脚蹬卡阻而导致非指令刹车的风险。

本发明所公开的技术方案可以抑制非指令刹车这一安全性故障的发生。

本发明的目的，在于克服传统飞机中方向舵脚蹬可能卡阻所导致非指令刹车的故障，提高飞机的安全性水平。本发明易于实施，可以有效地识别方向舵脚蹬的工作状态，避免非指令刹车的发生。

本发明通过独特的方式监测方向舵脚蹬的工作状态，通过判断飞机速度大于预定的决断速度V1时是否发生卡阻，对刹车传感器的信号进行有条件的筛选、过滤。一旦飞机速度大于决断速度V1且方向舵脚蹬发生卡阻，刹车传感器自身的信号将不再直接引起刹车动作，从而避免非指令刹车的发生。