专利名称：一种飞机操纵力与操纵位移模拟方法
技术领域：
本发明属于航空测试领域，特别是涉及飞机操纵系统测试领域。
背景技术：
在飞机设计中，操纵系统性能测试试验是飞机设计过程中不可或缺的，而在操纵系统性能测试试验过程中，最困难的是如何将操纵力与操纵位移输入，即如何精确模拟驾驶员对飞机进行操纵。在静态测试中，可以由人对驾驶杆以及脚蹬进行操纵，通过力、位移传感器读取，但由于人操纵时个人身体素质、个人习惯等干扰因素的影响，会增加测试结果误差。并且人操纵时，不能够精确输入某个量值的操纵カ或操纵位移，无法精确测试。在动态试验中，人操纵无法模拟阶跃信号、正弦信号以及其他高频信号。另外，在申请号为201010119274. 4的专利中，提出了一种飞机驾驶杆力测量组件 及測量方法，为手柄式的测量组件，即需要人操纵驾驶杆测量其操纵力，无法满足精确测量和动态操纵量的模拟。
发明内容
本发明的目的为解决飞机操纵系统操纵カ与操纵位移难以模拟的问题，尤其是精确模拟和动态信号的模拟，本发明提出一种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法，可实现操纵カ与操纵位移精确控制，并且通过操纵力与操纵位移的曲线精确得出飞机操纵系统的静态性能指标值，同时，可以实现动态操纵カ信号与操纵位移信号的模拟，如阶跃信号、高频正弦信号、方波信号、三角波信号以及锯齿波信号，以实现对飞机操纵系统动、静态性能的测试需求。本发明的具体方案本发明提出的一种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法，原理由图I所示，涉及支架组件1，直线式机械信号发生器2，力传感器3，位移传感器4，机械传动杆5，操纵臂夹具6，机械联动杆12，以及飞机操纵臂7。具体实施步骤如下(a)将支架组件I固定于试验台架或飞机主结构上；(b)将直线式机械信号发生2器固定干支架组件I上；(c)将カ传感器3串联于机械信号发生器输出杆12上；(d)将操纵臂夹具6夹持于飞机操纵臂7上；(e)通过机械传动杆将5力传感器3与操纵臂夹具6相连；(f)将位移传感器4与直线式机械信号发生器2并联；(g)调整支座组件I使飞机操纵臂处7于中立位置，力传感器3、位移传感器4均处于零位；(h)通过直线式机械信号发生器2输出操纵系统测试所需的力、位移信号，带动飞机操纵臂7运动，从而达到模拟飞机操纵カ与操纵位移的目的，同时可通过カ传感器3和位移传感器4对操纵力和操纵位移进行采集，方便进行飞机操纵系统的测试。本发明采用的机械传动杆(5)为双铰链拉压杆，由两头的铰链(8)与中部的拉压杆(9)固定连接 而成。本发明产生的积极效果本发明所提出的一种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法，可适应于各种操纵方式的操纵系统试验，具有适应性强，可靠性高，准确度高的特点，尤其对于飞机操纵系统动、静态性能测试方面，极大降低了试验所需的人力物力，降低了试验操作员的工作強度，提高试验效率，提高试验结果精确度。
图I是ー种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法原理图；图2是双铰链拉压杆结构原理图；图3是脚蹬操纵カ与操纵位移模拟方法原理图；其中I是支架组件，2是直线式机械信号发生器，3是カ传感器，4是位移传感器，5是机械传动杆，6是操纵臂夹具，7是飞机操纵臂，8是铰链，9是双铰链拉压杆，10是脚蹬，11是信号发生器输出杆，12是机械联动杆。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细的说明 本方法涉及支架组件I，直线式机械信号发生器2，力传感器3，位移传感器4，机械传动杆5，操纵臂夹具6，飞机操纵臂7。实施例I :如图I所示，飞机操纵臂7为飞机驾驶杆。支架组件I为直线式机械信号发生器2的安装支架，是ー个刚性支架，并可做三轴方向的位置调节和绕ー个轴向的转动调节，以实现直线式机械信号发生器2的安装位置调节。直线式机械信号发生器2可产生固定值的カ或位移操纵信号，并可根据需要产生各种频率的波形信号。机械传动杆5为双铰链拉压杆，由两头的铰链8与中部的拉压杆9组成，用来防止传动机构过约束。操纵臂夹具6为专用夹具，夹持于飞机驾驶杆飞行员握点处，作为飞机驾驶杆操纵カ与操纵位移的输入点。具体实施步骤如下(a)将支架组件I通过螺栓固定于试验台架或飞机主结构上；(b)将直线式机械信号发生器2夹装固定干支架组件I上；(C)将カ传感器3与机械信号发生器输出杆11相连并固紧；(d)将操纵盘夹具6夹持于操纵杆飞行员握点处并固紧；(e)通过机械传动杆5将カ传感器3与操纵臂夹具6相连接，并保证机械信号发生器输出杆11做平动运动吋，驾驶杆、操纵臂夹具6、机械传动杆5、力传感器3做可靠的跟随运动；(f)将位移传感器4固定干支架组件I上，并与机械信号发生器输出杆11平行，通过机械联动杆12与机械信号发生器输出杆11相连,当机械信号发生器输出杆11平动时，位移传感器4做跟随转动；(g)调整支座组件I使驾驶杆处于中立位置，力传感器3、位移传感器4均处于零位；(h)通过直线式机械信号发生器2输出操纵系统测试所需的力、位移信号，带动驾驶盘运动，从而达到模拟飞机操纵カ与操纵位移的目的，同时可通过カ传感器3和位移传感器4对操纵力和操纵位移进行采集，方便进行飞机操纵系统的测试。实施例2 :如图3所示，飞机操纵臂7为飞机脚蹬10。支架组件I为直线式机械信号发生器2的安装支架，是ー个刚性支架，并可做三轴方向的位置调节和绕ー个轴向的转动调节，以实现直线式机械信号发生器2的安装位置调节。直线式机械信号发生器2可产生固定值的カ或位移操纵信号，并可根据需要产生各种频率的波形信号。机械传动杆5为双铰链拉压杆，由两头的铰链8与中部的拉压杆9组成，用来防止传动机构过约束。操纵臂夹具6为专用夹具，夹持于飞机脚蹬10施力点处，作为飞机脚蹬10操纵カ与操纵位移的输入点。具体实施步骤如下(a)将支架组件I通过螺栓固定于试验台架或飞机主结构上；(b)将直线式机械信号发生器2夹装固定干支架组件I上；(C)将カ传感器3与机械信号发生器输出杆11相连并固紧；(d)将操纵盘夹具6夹持于飞机脚蹬10施力点处并固紧；(e)通过机械传动杆5将カ传感器3与操纵臂夹具6相连接，并保证机械信号发生器输出杆11做平动运动时，脚蹬10、操纵臂夹具6、机械传动杆5、力传感器3做可靠的跟随运动；(f)将位移传感器4固定干支架组件I上，并与机械信号发生器输出杆11平行，通过机械联动杆12与机械信号发生器输出杆11相连,当机械信号发生器输出杆11平动时，位移传感器4做跟随转动；(g)调整支座组件I使驾驶杆处于中立位置，力传感器3、位移传感器4均处于零位；(h)通过直线式机械信号发生器2输出操纵系统测试所需的力、位移信号，带动脚蹬10运动，从而达到模拟飞机操纵カ与操纵位移的目的，同时可通过カ传感器3和位移传 感器4对操纵力和操纵位移进行采集，方便进行飞机操纵系统的测试。
权利要求
1.一种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法，涉及支架组件(I)，机械传动杆(5)，操纵臂夹具(7)，机械联动杆(12)，以及飞机操纵臂(7)，其特征在于，还涉及直线式机械信号发生器(2)，力传感器(3)和位移传感器(4)，本方法采取如下步骤 (a)将支架组件(I)固定于试验台架或飞机主结构上； (b)将直线式机械信号发生器( 2)固定干支架组件上； (c)将カ传感器(3)串联于机械信号发生器输出杆(11)上； (d)将操纵臂夹具(6)夹持于操纵臂(7)上； (e)通过机械传动杆(5)将カ传感器(3)与操纵盘夹具(6)相连； (f)将位移传感器⑷与通过机械联动杆(12)与机械信号发生器输出杆(11)相连； (g)调整支座组件(I)使飞机操纵臂(7)处于中立位置，力传感器(3)、位移传感器(4)均处于零位； (h)通过直线式机械信号发生器(2)输出操纵系统测试所需的力、位移信号，带动飞机操纵臂(7)运动，模拟飞机操纵カ与操纵位移，同时通过力传感器和位移传感器对操纵力和操纵位移进行采集。
2.如权利要求I所述的ー种飞机操纵カ与操纵位移模拟方法，其特征在于，涉及ー个机械传动杆(5)，为双铰链拉压杆，由两头的铰链(8)与中部的拉压杆(9)固定连接而成。
全文摘要
本发明属于航空测试领域，特别是涉及飞机操纵系统测试领域，其中支架组件(1)固定于试验台架或飞机主结构上，直线式机械信号发生器(2)固定于支架组件(1)上，力传感器(3)串联于机械信号发生器输出杆(11)上，操纵臂夹具(6)夹持于飞机操纵臂(7)上，通过机械传动杆(5)将力传感器(3)与操纵臂夹具(6)相连，位移传感器(4)通过机械联动杆(12)与飞机操纵臂(7)相连，通过直线式机械信号发生器(2)输出操纵系统测试所需的力、位移信号，带动飞机操纵臂(7)运动，达到模拟飞机操纵力与操纵位移的目的，并降低了试验操作员的工作强度，提高试验效率，提高试验结果精确度。
文档编号G01M13/00GK102645324SQ20111004275
公开日2012年8月22日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者张军红, 王慧, 贾建铭 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所