一种飞机前翼伺服作动系统及其伺服控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于飞行控制技术，涉及一种飞机前翼伺服作动系统及其伺服控制方法。
【背景技术】
[0002]传统的飞机翼面伺服控制系统采用机械操纵系统，通过机械杆系将驾驶杆的机械位移传递到操纵翼面的作动器，作动器是一种液压作动器，根据机械位移信号控制作动器活塞杆的伸缩，进而驱动翼面的偏转。但是传统的伺服控制方法具有机械杆系过多、系统间隙大、重量大等缺点。某型飞机根据总体设计要求，飞机的翼面中有前翼，需要对前翼的偏转进行控制，为了避免传统伺服控制方法的缺点，考虑到飞机的可靠性和研制周期，尽量采用成熟技术和沿用产品，我们设计了该前翼伺服作动系统。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种飞机前翼伺服作动系统及其伺服控制方法，以克服传统机械伺服控制重量大、系统间隙大、机械杆系过多的缺陷。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种飞机前翼伺服作动系统，其特征为:所述伺服作动系统包括电液复合舵机1、弹簧拉杆3、支座2、摇臂6、拉杆4、分配机构5和液压作动筒7 ;电液复合舵机I是液压双余度、电气三余度电液复合舵机，电液复合舵机I根据输入的电指令信号控制活塞杆输出相应大小的机械位移；弹簧拉杆3包括弹簧、耳环接头、衬套、轴承、芯杆和壳体；耳环接头一端是圆柱形杆状，圆柱杆的表面加工有外螺纹，另一端为耳环结构，中间嵌入轴承；壳体为内部中空的圆筒结构，两个壳体对接通过螺纹连接在一起，最后在壳体外部固定螺钉，将两个壳体固定为一体；所述衬套安装在芯杆上，通过芯杆的凸肩卡住衬套的位置；芯杆是一个中空的圆柱形杆状零件，两端的中空孔内有内螺纹，芯杆上面有凸肩，弹簧安装在衬套中间；耳环接头圆柱形螺纹杆一端连接在芯杆上；当弹簧拉杆3芯杆伸出时，芯杆凸肩带动衬套一起压缩弹簧；当弹簧拉杆3芯杆收缩时，芯杆另一侧的凸肩带动衬套一起压缩弹簧，弹簧拉杆3的作用是当飞机停放时，如果2个前翼受到风载不均，通过压缩弹簧拉杆起到保护系统的作用；支座2下部为法兰盘形式，底座近似矩形，在矩形的四个边角各有一个定位孔，采用四个孔位定位，四个孔位和飞机结构上的安装孔对接到一起，通过螺栓、螺母固定到飞机结构上，支座2上面伸出一个凸台，凸台内有耳片，耳片中央嵌有轴承；所述摇臂6为传动机械部件，一端与支座的耳片链接到一起，另一端与拉杆的耳片连接到一起；分配机构5为双液压系统液压油分配装置，通过接收机械位移指令，控制液压油的流向和流量，输出的液压油分配给液压作动筒7 ;分配机构5上有一个输入摇臂和反馈摇臂，输入摇臂和反馈摇臂均可以接收机械位移信号，输入摇臂连接在杆系中，可以接收传递过来的舵机位移信号，根据位移量控制液压油向液压作动筒7分配流量，反馈摇臂与前翼转动轴通过拉杆连接，接收前翼偏转位移量，通过输入摇臂和反馈摇臂在分配机构5内部，通过机械机构形成一个机械闭环控制系统。
[0006]一种使用上述飞机前翼伺服作动系统的伺服控制方法，其特征为:首先电传计算机给出指令信号，通过电缆传递给电液复合舵机，电液复合舵机的输出活塞杆输出相应大小的机械位移；机械位移信号通过拉杆和摇臂传递到两侧的分配机构；分配机构的输入摇臂接收机械位移信号，转化为相应的液压油量分配给液压作动筒，进而控制液压作动筒伸缩；作动筒的伸缩推动前翼偏转，前翼转轴的偏转通过反馈拉杆又传递给分配机构，形成一个闭环控制，分配机构可以控制舵面偏转到预定的位置。
[0007]本发明的效益意义:一种飞机前翼伺服作动系统及其伺服控制方法，采用了在传统机械伺服控制基础上进行部分改进，又沿用已有的产品，确保系统的可靠性和稳定，又能能够实现预期的功能；克服了传统机械操纵系统的缺陷，同时没有过度采用新技术，而是尽量沿用已有的成熟产品，即缩短了研制周期，提高了工作效率，同时节约了整个系统的成本。
【附图说明】
[0008]图1是前翼伺服作动系统组成结构图；
[0009]图2是电液复合舵机I外形图；
[0010]图3是弹簧拉杆3结构图；
[0011]图4是支座2外形图；
[0012]图5是摇臂6外形图；
[0013]图6是拉杆4外形图；
[0014]图7是分配机构5外形图；
[0015]图8是液压作动筒7外形图；
[0016]图9是前翼伺服作动系统原理图；
[0017]其中，1-电液复合舵机、2-支座、3-弹簧拉杆、4-拉杆、5-分配机构、6-摇臂、7-液压作动筒。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。飞机电传计算机给出指令信号，通过电缆传递给电液复合舵机I，电液复合舵机I的输出活塞杆输出相应大小的机械位移；机械位移信号通过多组拉杆2和摇臂6传递到两侧的分配机构5 ;分配机构5的输入摇臂接收机械位移信号，转化为相应的液压油量分配给液压作动筒7，进而控制液压作动筒7伸缩；作动筒的伸缩推动前翼偏转，前翼转轴的偏转通过反馈拉杆2又传递给分配机构，形成一个闭环控制，分配机构可以控制舵面偏转到预定的位置。
[0019]所述伺服作动系统包括电液复合舵机、弹簧拉杆、支座、摇臂、拉杆、分配机构和液压作动筒；电液复合舵机I是液压双余度、电气三余度电液复合舵机，电液复合舵机I根据输入的电指令信号控制活塞杆输出相应大小的机械位移；弹簧拉杆3包括弹簧、耳环接头、衬套、轴承、芯杆和壳体；耳环接头一端是圆柱形杆状，圆柱杆的表面加工有外螺纹，另一端为耳环结构，中间嵌入轴承；壳体为内部中空的圆筒结构，两个壳体对接通过螺纹连接在一起，最后在壳体外部固定螺钉，将两个壳体固定为一体；所述衬套安装在芯杆上，通过芯杆的凸肩卡住衬套的位置；芯杆是一个中空的圆柱形杆状零件，两端的中空孔内有内螺纹，芯杆上面有凸肩，弹簧安装在衬套中间；耳环接头圆柱形螺纹杆一端连接在芯杆上；当弹簧拉杆3芯杆伸出时，芯杆凸肩带动衬套一起压缩弹簧；当弹簧拉杆3芯杆收缩时，芯杆另一侧的凸肩带动衬套一起压缩弹簧，弹簧拉杆3的作用是当飞机停放时，如果2个前翼受到风载不均，通过压缩弹簧拉杆起到保护系统的作用；支座2下部为法兰盘形式，底座近似矩形，在矩形的四个边角各有一个定位孔，采用四个孔位定位，四个孔位和飞机结构上的安装孔对接到一起，通过螺栓、螺母固定到飞机结构上，支座2上面伸出一个凸台，凸台内有耳片，耳片中央嵌有轴承；所述摇臂6为传动机械部件，一端与支座的耳片链接到一起，另一端与拉杆的耳片连接到一起；分配机构5为双液压系统液压油分配装置，通过接收机械位移指令，控制液压油的流向和流量，输出的液压油分配给液压作动筒7 ;分配机构5上有一个输入摇臂和反馈摇臂，输入摇臂和反馈摇臂均可以接收机械位移信号，输入摇臂连接在杆系中，可以接收传递过来的舵机位移信号，根据位移量控制液压油向液压作动筒7分配流量，反馈摇臂与前翼转动轴通过拉杆连接，接收前翼偏转位移量，通过输入摇臂和反馈摇臂在分配机构5内部，通过机械机构形成一个机械闭环控制系统。
【主权项】
1.一种飞机前翼伺服作动系统，其特征为:所述伺服作动系统包括电液复合舵机(I)、弹簧拉杆⑶、支座⑵、摇臂(6)、拉杆⑷、分配机构(5)和液压作动筒(7);电液复合舵机(I)是液压双余度、电气三余度电液复合舵机，电液复合舵机(I)根据输入的电指令信号控制活塞杆输出相应大小的机械位移；弹簧拉杆(3)包括弹簧、耳环接头、衬套、轴承、芯杆和壳体；耳环接头一端是圆柱形杆状，圆柱杆的表面加工有外螺纹，另一端为耳环结构，中间嵌入轴承；壳体为内部中空的圆筒结构，两个壳体对接通过螺纹连接在一起，最后在壳体外部固定螺钉，将两个壳体固定为一体；所述衬套安装在芯杆上，通过芯杆的凸肩卡住衬套的位置；芯杆是一个中空的圆柱形杆状零件，两端的中空孔内有内螺纹，芯杆上面有凸肩，弹簧安装在衬套中间；耳环接头圆柱形螺纹杆一端连接在芯杆上；当弹簧拉杆(3)芯杆伸出时，芯杆凸肩带动衬套一起压缩弹簧；当弹簧拉杆(3)芯杆收缩时，芯杆另一侧的凸肩带动衬套一起压缩弹簧，弹簧拉杆(3)的作用是当飞机停放时，如果(2)个前翼受到风载不均，通过压缩弹簧拉杆起到保护系统的作用；支座(2)下部为法兰盘形式，底座近似矩形，在矩形的四个边角各有一个定位孔，采用四个孔位定位，四个孔位和飞机结构上的安装孔对接到一起，通过螺栓、螺母固定到飞机结构上，支座(2)上面伸出一个凸台，凸台内有耳片，耳片中央嵌有轴承；所述摇臂(6)为传动机械部件，一端与支座的耳片链接到一起，另一端与拉杆的耳片连接到一起；分配机构(5)为双液压系统液压油分配装置，通过接收机械位移指令，控制液压油的流向和流量，输出的液压油分配给液压作动筒(7);分配机构(5)上有一个输入摇臂和反馈摇臂，输入摇臂和反馈摇臂均可以接收机械位移信号，输入摇臂连接在杆系中，可以接收传递过来的舵机位移信号，根据位移量控制液压油向液压作动筒(7)分配流量，反馈摇臂与前翼转动轴通过拉杆连接，接收前翼偏转位移量，通过输入摇臂和反馈摇臂在分配机构(5)内部，通过机械机构形成一个机械闭环控制系统。
2.一种使用权利要求1所述飞机前翼伺服作动系统的伺服控制方法，其特征为:首先电传计算机给出指令信号，通过电缆传递给电液复合舵机，电液复合舵机的输出活塞杆输出相应大小的机械位移；机械位移信号通过拉杆和摇臂传递到两侧的分配机构；分配机构的输入摇臂接收机械位移信号，转化为相应的液压油量分配给液压作动筒，进而控制液压作动筒伸缩；作动筒的伸缩推动前翼偏转，前翼转轴的偏转通过反馈拉杆又传递给分配机构，形成一个闭环控制，分配机构可以控制舵面偏转到预定的位置。
【专利摘要】本发明属于飞行控制技术，涉及一种飞机前翼伺服作动系统及其伺服控制方法。所述伺服作动系统包括电液复合舵机(1)、弹簧拉杆(3)、支座(2)、摇臂(6)、拉杆(4)、分配机构(5)和液压作动筒(7)；电液复合舵机(1)是液压双余度、电气三余度电液复合舵机，电液复合舵机(1)根据输入的电指令信号控制活塞杆输出相应大小的机械位移；弹簧拉杆(3)包括弹簧、耳环接头、衬套、轴承、芯杆和壳体。本发明缩短了伺服作动系统的研制周期，提高了工作效率，同时节约了整个系统的成本。
【IPC分类】B64C13-00
【公开号】CN104527969
【申请号】CN201410664356
【发明人】初兵, 徐文良, 赵冬柏, 庞志军, 周靖翔
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月19日