一种轻型运动飞机的控制系统的制作方法

本发明涉及小型飞机控制系统领域，更具体的说涉及一种轻型运动飞机的控制系统。

背景技术：

飞机控制系统，是指传递驾驶员或自动驾驶仪的操纵指令，驱动舵面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统。根据操纵指令来源，可分为人工操纵和自动控制。人工操纵又可分为主控制系统和辅助控制系统，主控制系统是通过驾驶杆和脚蹬，即中央操纵机构来控制飞机的升降舵、副翼和方向舵的操纵机构来控制飞机飞行轨迹和姿态。辅助控制系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵机构等，用于控制飞机的运动状态。

主控制系统包括控制系统、副翼控制系统和方向舵控制系统，控制飞机升降舵、副翼和方向舵偏转而产生绕飞机三个空间轴的力矩，使飞机按驾驶员的意图进行相应的俯仰、倾斜和偏航运动。辅助控制系统为控制系统，控制襟翼偏转，增加升力。而除了主控制系统和辅助控制系统之外，飞机在地面的转向和刹车也需要通过起落架进行控制。

现有的飞机控制系统由于控制内容较多，很多采用电控的方式进行控制，虽然在结构方面得到简化，但是电控的控制方式寿命较短，故障率较高，一旦出现故障将会严重影响飞机的安全性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处本发明提供一种轻型运动飞机的控制系统，本发明的轻型运动飞机的控制系统采用驾驶杆组件来控制升降舵操纵控制机构和副翼控制机构，采用脚蹬组件来控制方向舵控制机构、起落架转向机构和起落架刹车机构，采用配平组件来控制升降舵配平控制机构，整个控制系统完全由机械结构组成，保证飞机控制的安全性；而两个驾驶舱内的驾驶杆组件和脚蹬组件联动，确保两个驾驶员都能够对飞机进行控制，进一步保证安全性。

本发明的具体技术方案如下，一种轻型运动飞机的控制系统，包括：

升降舵控制机构，所述升降舵控制机构包括升降舵操纵控制机构和升降舵配平控制机构，所述升降舵操纵控制机构用于对升降舵快速灵敏控制，所述升降舵配平控制机构用于对升降舵稳定微调控制，两组控制机构配合作用控制飞机的升降动作；

副翼控制机构，所述副翼控制机构控制副翼偏转，使飞机产生倾斜翻滚的运动姿态；

襟翼控制机构，所述襟翼控制机构控制襟翼偏转，从而增加飞机机翼的面积，增加升力；

转向刹车控制机构，所述转向刹车控制机构包括方向舵控制机构、起落架转向机构和起落架刹车机构，分别用于控制飞机在飞行过程中的转向、飞机在地面的转向和飞机在地面的刹车。

由此，所述轻型运动飞机的控制系统包括对于升降舵、副翼、襟翼、空中转向、地面转向、地面刹车的控制，所有控制都集成在驾驶舱内，集成度高。

作为本发明的优选，所述升降舵操纵控制机构和所述副翼控制机构由驾驶杆组件控制；所述方向舵控制机构、所述起落架转向机构和所述起落架刹车机构由脚蹬组件控制；所述升降舵配平控制机构由配平组件控制；所述襟翼控制机构由直线电机控制。

由此，除了所述襟翼控制机构为电控外，其余的所述升降舵操纵控制机构、所述升降舵配平控制机构、所述副翼控制机构、所述方向舵控制机构、所述起落架转向机构和所述起落架刹车机构均由机械结构控制，安全可靠，而襟翼对于飞机的安全性影响最小，故整体的控制系统能够确保安全稳定。

作为本发明的优选，所述驾驶杆组件包括两组并排设置的操纵杆，两组所述操纵杆前端通过过渡块与水平连接杆连接，后端分别连接有操纵手柄；所述水平连接杆下方固接有竖直调节杆，所述竖直调节杆与基座铰接，推拉所述操纵手柄能够带动所述竖直调节杆相对所述基座前后转动；所述操纵杆相对所述过渡块能够绕轴心旋转，所述操纵杆下方固接有摆动杆，所述驾驶杆组件在所述摆动杆之间铰接有摆动盘，所述摆动杆与所述摆动盘之间通过同步连杆连接，所述摆动盘两侧分别设有钢索连接孔，所述摆动盘能够跟随所述操纵杆的旋转而摆动。

由此，所述驾驶杆组件对于所述升降舵操纵控制机构和所述副翼控制机构在两个驾驶舱内能够同步控制，保证可靠性。

作为本发明的优选，所述升降舵操纵控制机构通过升降舵传动件与所述驾驶杆组件相连，前后推拉所述操纵手柄实现升降舵的上下偏移；所述升降舵传动件包括升降舵推杆和传动转换件，所述升降舵推杆前端连接于所述竖直调节杆上位于所述基座上方，后端通过所述传动转换件与升降舵骨架相连。

作为本发明的优选，所述副翼控制机构通过副翼传动件与所述驾驶杆组件相连，左右转动所述操纵手柄实现副翼的偏移；所述副翼传动件包括副翼传动钢索和传动转换组件，所述传动转换组件包括传动盘和传动杆，所述副翼传动钢索连接于所述钢索连接孔和所述传动盘之间，以及左右两个所述传动盘之间，所述摆动杆的摆动通过所述副翼传动钢索带动所述传动盘旋转，所述传动杆连接于所述传动盘和副翼骨架之间，所述传动盘的旋转带动所述副翼骨架上下偏转。

作为本发明的优选，所述脚蹬组件包括两组铰接于机架上的左脚蹬组和右脚蹬组，所述左脚蹬组通过左铰接轴将左右两个驾驶位的第一左脚蹬和第二左脚蹬连接，所述右脚蹬组通过右铰接轴将左右两个驾驶位的第一右脚蹬和第二右脚蹬连接；所述左铰接轴上连接有左摆动杆，所述右铰接轴上连接有右摆动杆。

由此，所述脚蹬组件对于所述方向舵控制机构、所述起落架转向机构和所述起落架刹车机构在两个驾驶舱内能够同步控制，保证可靠性。

作为本发明的优选，所述方向舵控制机构通过左右两根传动钢索分别与所述左摆动杆和所述右摆动杆相连，所述传动钢索的另一端与方向舵骨架左右两侧相连，踩动所述第一左脚蹬和/或所述第二左脚蹬实现对所述方向舵骨架左侧的拉动偏转，踩动所述第一右脚蹬和/或所述第二右脚蹬实现对所述方向舵骨架右侧的拉动偏转。

作为本发明的优选，所述起落架转向机构的左转动作通过左转向推杆推动，所述左转向推杆两端铰接于前起落架右侧和所述第一左脚蹬或所述第二左脚蹬前侧之间；所述起落架转向机构的右转动作通过右转向推杆推动，所述右转向推杆两端铰接于所述前起落架左侧和所述第一右脚蹬或所述第二右脚蹬前侧之间。

作为本发明的优选，所述起落架刹车机构通过制动液储存罐给安装在主起落架上的制动缸通过皮管供给制动液，从而挤压刹车片实现刹车；所述制动液储存罐供给制动液由所述第一左脚蹬、所述第二左脚蹬、所述第一右脚蹬或所述第二右脚蹬的蹬板面的旋转提供动力。

作为本发明的优选，所述配平组件包括设置于驾驶舱内的调平轮、涡轮蜗杆传动机构和导杆滑块机构，所述调平轮转动能够通过皮带带动所述涡轮蜗杆传动机构中的蜗杆转动，所述涡轮蜗杆传动机构中的涡轮通过相连的摆臂与所述导杆滑块机构中的导杆一端相连，所述导杆滑块机构中的滑块与所述导杆之间滑动配合，且所述滑块在所述导杆长度方向的两端与所述导杆之间设有复位弹簧；所述滑块与所述升降舵推杆固接。

由此，通过所述配平组件能够对升降舵进行微调，以及保持升降舵的状态，使得驾驶员对于升降舵的调节更加稳定，进一步提高安全性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明的轻型运动飞机的控制系统采用驾驶杆组件来控制升降舵操纵控制机构和副翼控制机构，采用脚蹬组件来控制方向舵控制机构、起落架转向机构和起落架刹车机构，采用配平组件来控制升降舵配平控制机构，整个控制系统完全由机械结构组成，保证飞机控制的安全性；而两个驾驶舱内的驾驶杆组件和脚蹬组件联动，确保两个驾驶员都能够对飞机进行控制，进一步保证安全性。

附图说明

图1为本发明轻型运动飞机的控制系统升降舵控制机构的结构示意图；

图2为本发明轻型运动飞机的控制系统驾驶杆组件的结构示意图；

图3为本发明轻型运动飞机的控制系统升降舵控制机构在传动转换件处的结构示意图；

图4为本发明轻型运动飞机的控制系统副翼控制机构的结构示意图；

图5为本发明轻型运动飞机的控制系统副翼控制机构在传动转换组件处的结构示意图；

图6为本发明轻型运动飞机的控制系统转向刹车控制机构的结构示意图；

图7为本发明轻型运动飞机的控制系统脚蹬组件的结构示意图；

图8为本发明轻型运动飞机的控制系统脚蹬组件和传动钢索连接处的结构示意图；

图9为本发明轻型运动飞机的控制系统方向舵骨架和传动钢索连接处的结构示意图；

图10为本发明轻型运动飞机的控制系统配平组件的结构示意图；

图11为本发明轻型运动飞机的控制系统起落架转向机构的结构示意图；

图12为本发明轻型运动飞机的控制系统起落架刹车机构的结构示意图；

图13为本发明轻型运动飞机的控制系统襟翼控制机构的结构示意图；

图中，1-升降舵控制机构、11-升降舵操纵控制机构、111-升降舵传动件、1111-升降舵推杆、1112-传动转换件、112-升降舵骨架、12-升降舵配平控制机构、2-副翼控制机构、21-副翼传动件、211-副翼传动钢索、212-传动转换组件、2121-传动盘、2122-传动杆、22-副翼骨架、3-襟翼控制机构、31-直线电机、4-转向刹车控制机构、41-方向舵控制机构、411-传动钢索、412-方向舵骨架、42-起落架转向机构、421-前起落架、422-左转向推杆、423-右转向推杆、43-起落架刹车机构、431-主起落架、432-制动液储存罐、433-皮管、a-驾驶杆组件、a1-操纵杆、a11-摆动杆、a2-水平连接杆、a3-操纵手柄、a4-竖直调节杆、a5-基座、a6-过渡块、a7-摆动盘、a71-钢索连接孔、a8-同步连杆、b-脚蹬组件、b1-左脚蹬组、b11-左铰接轴、b12-第一左脚蹬、b13-第二左脚蹬、b14-左摆动杆、b2-右脚蹬组、b21-右铰接轴、b22-第一右脚蹬、b23-第二右脚蹬、b24-右摆动杆、c-配平组件、c1-调平轮、c2-涡轮蜗杆传动机构、c3-导杆滑块机构、c31-导杆、c32-滑块、c33-复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图4、图6、图13，一种轻型运动飞机的控制系统，包括：

升降舵控制机构1，升降舵控制机构1包括升降舵操纵控制机构11和升降舵配平控制机构12，升降舵操纵控制机构11用于对升降舵快速灵敏控制，升降舵配平控制机构12用于对升降舵稳定微调控制，两组控制机构配合作用控制飞机的升降动作；

副翼控制机构2，副翼控制机构2控制副翼偏转，使飞机产生倾斜翻滚的运动姿态；

襟翼控制机构3，襟翼控制机构3控制襟翼偏转，从而增加飞机机翼的面积，增加升力；

转向刹车控制机构4，转向刹车控制机构4包括方向舵控制机构41、起落架转向机构42和起落架刹车机构43，分别用于控制飞机在飞行过程中的转向、飞机在地面的转向和飞机在地面的刹车。

由此，轻型运动飞机的控制系统包括对于升降舵、副翼、襟翼、空中转向、地面转向、地面刹车的控制，所有控制都集成在驾驶舱内，集成度高。

如图1、图2、图4、图6、图7、图10、图11、图12，升降舵操纵控制机构11和副翼控制机构2由驾驶杆组件a控制；方向舵控制机构41、起落架转向机构42和起落架刹车机构43由脚蹬组件b控制；升降舵配平控制机构12由配平组件c控制；襟翼控制机构3由直线电机31控制。

由此，除了襟翼控制机构3为电控外，其余的升降舵操纵控制机构11、升降舵配平控制机构12、副翼控制机构2、方向舵控制机构41、起落架转向机构42和起落架刹车机构43均由机械结构控制，安全可靠，而襟翼对于飞机的安全性影响最小，故整体的控制系统能够确保安全稳定。

如图2，驾驶杆组件a包括两组并排设置的操纵杆a1，两组操纵杆a1前端通过过渡块a6与水平连接杆a2连接，后端分别连接有操纵手柄a3；水平连接杆a2下方固接有竖直调节杆a4，竖直调节杆a4与基座a5铰接，推拉操纵手柄a3能够带动竖直调节杆a4相对基座a5前后转动；操纵杆a1相对过渡块a6能够绕轴心旋转，操纵杆a1下方固接有摆动杆a11，驾驶杆组件a在摆动杆a11之间铰接有摆动盘a7，摆动杆a11与摆动盘a7之间通过同步连杆a8连接，摆动盘a7两侧分别设有钢索连接孔a71，摆动盘a7能够跟随操纵杆a1的旋转而摆动。

由此，驾驶杆组件a对于升降舵操纵控制机构11和副翼控制机构2在两个驾驶舱内能够同步控制，保证可靠性。

如图1、图2、图3，升降舵操纵控制机构11通过升降舵传动件111与驾驶杆组件a相连，前后推拉操纵手柄a3实现升降舵的上下偏移；升降舵传动件111包括升降舵推杆1111和传动转换件1112，升降舵推杆1111前端连接于竖直调节杆a4上位于基座a5上方，后端通过传动转换件1112与升降舵骨架112相连。

如图4、图5，副翼控制机构2通过副翼传动件21与驾驶杆组件a相连，左右转动操纵手柄a3实现副翼的偏移；副翼传动件21包括副翼传动钢索211和传动转换组件212，传动转换组件212包括传动盘2121和传动杆2122，副翼传动钢索211连接于钢索连接孔a71和传动盘2121之间，以及左右两个传动盘2121之间，摆动杆a11的摆动通过副翼传动钢索211带动传动盘2121旋转，传动杆2122连接于传动盘2121和副翼骨架22之间，传动盘2121的旋转带动副翼骨架22上下偏转。

如图7，脚蹬组件b包括两组铰接于机架上的左脚蹬组b1和右脚蹬组b2，左脚蹬组b1通过左铰接轴b11将左右两个驾驶位的第一左脚蹬b12和第二左脚蹬b13连接，右脚蹬组b2通过右铰接轴b21将左右两个驾驶位的第一右脚蹬b22和第二右脚蹬b23连接；左铰接轴b11上连接有左摆动杆b14，右铰接轴b21上连接有右摆动杆b24。

由此，脚蹬组件b对于方向舵控制机构41、起落架转向机构42和起落架刹车机构43在两个驾驶舱内能够同步控制，保证可靠性。

如图6、图8、图9，方向舵控制机构41通过左右两根传动钢索411分别与左摆动杆b14和右摆动杆b24相连，传动钢索411的另一端与方向舵骨架412左右两侧相连，踩动第一左脚蹬b12和/或第二左脚蹬b13实现对方向舵骨架412左侧的拉动偏转，踩动第一右脚蹬b22和/或第二右脚蹬b23实现对方向舵骨架412右侧的拉动偏转。

如图11，起落架转向机构42的左转动作通过左转向推杆422推动，左转向推杆422两端铰接于前起落架421右侧和第一左脚蹬b12或第二左脚蹬b13前侧之间；起落架转向机构42的右转动作通过右转向推杆423推动，右转向推杆423两端铰接于前起落架421左侧和第一右脚蹬b22或第二右脚蹬b23前侧之间。

如图12，起落架刹车机构43通过制动液储存罐432给安装在主起落架431上的制动缸通过皮管433供给制动液，从而挤压刹车片实现刹车；制动液储存罐432供给制动液由第一左脚蹬b12、第二左脚蹬b13、第一右脚蹬b22或第二右脚蹬b23的蹬板面的旋转提供动力。

如图10，配平组件c包括设置于驾驶舱内的调平轮c1、涡轮蜗杆传动机构c2和导杆滑块机构c3，调平轮c1转动能够通过皮带带动涡轮蜗杆传动机构c2中的蜗杆转动，涡轮蜗杆传动机构c2中的涡轮通过相连的摆臂与导杆滑块机构c3中的导杆c31一端相连，导杆滑块机构c3中的滑块c32与导杆c31之间滑动配合，且滑块c32在导杆c31长度方向的两端与导杆c31之间设有复位弹簧c33；滑块c32与升降舵推杆1111固接。

由此，通过配平组件c能够对升降舵进行微调，以及保持升降舵的状态，使得驾驶员对于升降舵的调节更加稳定，进一步提高安全性。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。