本发明涉及飞机方向控制领域，尤其涉及一种水陆两栖飞机水面转向系统。
背景技术：
传统的水陆两栖飞机转向系统一般采用机械式操纵系统，机械式操纵系统操纵力比较小，只用在早期的轻型飞机上，这种形式的操纵系统具有简单、轻便、可靠、经济的特点，但由于操纵力小而在使用上受到限制。并且由于飞机重量的不断增加，所需要的操纵力矩越来越大，机械传动零件在飞机上协调安装需占用大量空间。机械式操纵系统未引进了控制律，系统特性不便于实时控制，维护性和安全性较差，不能对系统状态进行实时监测，并将告警信息和系统状态进行实时显示。
技术实现要素：
本发明的目的是，克服现有技术中存在的不足，借鉴电传操纵系统的优点，提供一种水舵操纵系统，用于控制飞机水面转向，操纵维护性能良好，减轻飞行员负担，提高飞行安全性。
考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：
一种飞机水舵操纵系统，包括：水舵控制盒1、组合液压阀4，操纵作动器3、反馈传感器2、脚蹬指令传感器5、操纵开关6；
所述水舵控制盒1采集脚蹬指令传感器5和操纵开关6的信号，作为操纵指令，水舵控制盒1输出组合液压阀4的控制信号，通过操纵作动器3控制水舵运动，反馈传感器2实时采集水舵的角度信号，反馈至水舵控制盒1，水舵控制盒1再根据反馈的实时水舵角度信号得到修正指令，由组合液压阀4控制操纵作动器3操作水舵运动，直至达到预期的控制角度。
其特征在于，所述组合液压阀4完成水舵操纵系统的液压控制，实现操纵/回中状态的油路切换，在操纵状态时，根据水舵控制盒1的指令接通组合液压阀4，液压系统向组合液压阀4供油，并输出至操纵作动器3；在回中状态时，切断液压系统的供油油路，向操纵作动器3提供适当的回中液压，驱动水舵回到中位。
其特征在于，水舵控制盒1实时检测组合液压阀4的状态，当检测到组合液压阀4故障时，解除操纵状态，并转为回中状态，从而阻止更进一步的危害动作，并向eicas上传系统的告警信息。
其特征在于，所述反馈传感器2是一个双余度的差动变压器式的角位移传感器，与水舵舵面同比例旋转，并将舵面偏角转换成电压信号，作为飞机水舵操纵系统的反馈信号。
其特征在于，所述脚蹬指令传感器5是一个双余度的差动变压器式的直线位移传感器，将机组人员操作脚蹬的位移转换成两个相同的电压输出信号，作为水舵操纵的指令。
其特征在于，通过汇流条向水舵控制盒1提供供电信号。
有益效果：
本发明的一种飞机水舵操纵系统，由飞行员在座舱内操纵电门，通过导线传送操纵指令，控制盒处理传送来的电信号，控制操纵作动器伸缩。这种方式避免了机械传动零件在飞机上协调安装占用大量空间的麻烦，在民用飞机以及新型战斗机上得到普遍使用。引进控制律，有效改善系统特性。电传式操纵系统的最大特点就是引进了控制律，将系统的控制变得更加合理，如转向、大小角度转向的程序控制、增益的变化等都可以根据飞机的安全和操作来设置，同时也可以给系统的参数调整带来方便。
本发明的系统便于资源共享，提高了维护性和安全性。系统状态信息可以通过总线等形式上传给eicas、机电综合管理系统或告警系统、平显。也可以将机上其它信号如水面滑行信号、飞机速度等下载作为系统控制用。由于指令、反馈和控制都是电信号，可以方便实现机内自检测，系统设置的bit包括上电bit、周期bit，对系统状态实施全过程监控，故障出现时可以使系统安全地转换到自由状态，并且在地面维护时查看故障信息，便于对系统、故障部件的维护。
附图说明
图1为本发明提供的水舵操纵系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1，是本发明提供的水舵操纵系统的结构示意图。
本发明实施例提供的一种水舵操纵系统，包括水舵控制盒1、反馈传感器2、操纵作动器3、组合液压阀4、脚蹬指令传感器5和操纵开关6。具体如下：
所述水舵控制盒1，采集脚蹬指令传感器5信号作为操纵指令，采集水舵舵面反馈传感器2信号进行系统的闭环控制，根据从gps导航系统提供的飞机速度信号，并对系统内的所有信号进行监控。控制通道输出组合液压阀4的控制信号，监控通道完成控制通道的状态、监控系统内的传感器、组合液压电磁阀等部件的状态及输出的监控，一旦检测到关键部件的故障，操纵状态即解除，并转为回中状态，从而达到阻止更进一步的危害动作，并向eicas上传系统的状态信息。
具体实施时，脚蹬指令传感器5安装在方向舵脚蹬处，用于测量驾驶员输出的水舵偏转信号，作为水舵操纵的信号源。反馈传感器3安装在水舵转轴处，用于测量水舵舵面的偏转角度，操纵开关6接通，水舵控制盒1上电自检。自检通过时，组合液压阀4通电，液压油进入组合液压阀4，驾驶员蹬方向舵左脚蹬时，脚蹬指令传感器5输出的正信号进入水舵控制盒1，经信号处理、与来自gps导航系统的飞机速度信号进行控制律运算，输出相应指令信号控制组合液压阀4，使其输出的高压油进入操纵作动器3，驱动水舵舵面向左偏转，反馈传感器3输出负的反馈信号给控制盒进行综合，使得舵面偏角与指令信号相对应。当驾驶员蹬方向舵右脚蹬时，输出经过控制律运算后的指令信号控制组合液压阀4，使其输出的高压油进入操纵作动器3，推动舵面向右偏转，反馈传感器2输出正的反馈信号，给水舵控制盒进行综合，使得舵面偏角与指令信号相对应。
当水舵控制盒检测到系统故障时，水舵控制盒切断组合液压阀4来油，液压回路转到回中状态，水舵控制盒将监控的状态信息上传至eicas。
具体实施时，舵面偏转角度受飞机的速度信号约束，飞机速度信号大于等于70km/h时，飞机水舵偏转角度为±2°，当速度低于等于20km/h，飞机最大偏转角度为±25°，在大于20km/h小于70km/h时，水舵偏转角度成线性关系。
本发明的水舵控制系统，可以方便地通过软件方式调整控制律，按照飞机参考速度限制舵面的偏转角度，为飞机滑行提供了必要的边界保护，可有效防止因机组操作不当而导致飞机滑偏。相对于机械－液压式操纵系统，新型水舵控制系统方案更容易通过软件修改方式完成系统状态调整，硬件变化很小或不变，调整周期和试验费用也相对较少。组合液压阀、反馈传感器均采用模块化集成设计，采用成熟的模块化附件能利用现有成熟技术，简化设计，降低研制风险，提高可靠性。水舵控制系统为系统的在线检测和调整提供了基础。维修人员不仅能通过机上维护系统查看系统参数，也能够通过必要的操作，完成脚蹬指令传感器、反馈传感器更换后的零位调整。