專利名稱：失速警告系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機失速警告系統(tǒng)。
飛機在起飛、著落，巡航飛行時，飛機的起飛迎角和飛行速度的當(dāng)前狀態(tài)是否正常，這是飛行員需要隨時掌握的，當(dāng)飛機出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)能使飛行員及時得到警告，加以修正。在眾多型客機的失速警告系統(tǒng)中，(如美國的波音747、757、DC-10、MD-81/87、A300-B2/B4飛機，前蘇聯(lián)的安-26飛機，英國的BAe146-100飛機等)，大多都是由飛機臨界迎角傳感器，迎角傳感器，襟翼位置等信號與一個設(shè)定信號對比，得出飛行是否正常的信號，并用燈光，音響、抖桿等形式告誡飛行員。而這些警告系統(tǒng)的信號處理又因不同的飛機而有不同的失速解算算法，波音757、767飛機失速警告系統(tǒng)由插在中央警告系統(tǒng)中的失速組件對輸入的迎角信號進行處理，當(dāng)有失速發(fā)生時，通過中央警告系統(tǒng)發(fā)出燈光，音響等警告信號，同時，激勵抖桿器抖動。當(dāng)2秒鐘后飛機仍處于失速狀態(tài)時，自動推桿改出失速。而安26飛機失速警告系統(tǒng)是由兩套傳統(tǒng)的機電隨動系統(tǒng)帶動迎角和臨界角指針，其中一個指針上裝有凸輪，另一個指針上裝有開關(guān)。當(dāng)兩指針相重合時，開關(guān)給出失速警告信號，此系統(tǒng)沒有指示器。美國航空和空間署為OV-1C飛機研制的失速警告系統(tǒng)是用8085CPU為處理器的數(shù)字式系統(tǒng)，它利用動壓和靜壓解算出真空速，利用襟翼位置、升降舵位置、加速度等信號解算出失速速度，然后再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，以同步器進行轉(zhuǎn)換驅(qū)動指示器。當(dāng)真空速接近失速速度時，發(fā)出失速警告，綜上所述的各種失速警告系統(tǒng)，它們都各有不近人意的地方，波音系列和原蘇聯(lián)安系列飛機的失速警告系統(tǒng)的失速警告信號都通過抖桿、燈光等方式發(fā)出，飛行員無法知道飛機距失速狀態(tài)的當(dāng)前情況及變化趨勢和應(yīng)修正量。而OV-1C飛機的失速警告系統(tǒng)雖然有指示器，但是，因它有一個信號轉(zhuǎn)換過程，指示器給出的是飛行速度，信號顯示有一個延遲。
本發(fā)明的目的是，飛行員能對飛機失速前后有一個直接的數(shù)量概念，可直接看出飛機在失速之前(包括正常飛行)和失速之后(失速警告之后)的變化情況，從而避免飛機進入失速狀態(tài)，使飛行員能以最佳迎角和速度飛行。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是以M數(shù)傳感器和迎角傳感器的飛行狀態(tài)信號，經(jīng)多路開關(guān)、采樣/保持電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由單片機解算出飛機迎角和臨界角，驅(qū)動迎角、臨界角組合指示器和飛機上的轉(zhuǎn)接盒，發(fā)出飛機失速警告信號。
本發(fā)明一改了現(xiàn)有技術(shù)中無指示器的缺陷，它用數(shù)字信號直接驅(qū)動指示器，使指示器直接指示出飛機迎角及臨界角，系統(tǒng)性能得到了大的改善，讓飛行員對飛機失速前后有一個直接的數(shù)量概念，并能及時修正誤差，以最佳迎角和速度飛行。
附圖
給出系統(tǒng)原理框圖M數(shù)傳感器(1)、迎角傳感器(2)輸入的直流電壓信號及模電壓(10.24v)和地信號一起加入多路開關(guān)電路(3)，完成對多路模擬量的轉(zhuǎn)換后，輸入到采樣/保持電路(4)，完成對當(dāng)值模擬量的采樣/保持和放大。此信號加給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)，完成當(dāng)值模擬量的A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換。然后，輸入到接口芯片(6)，其功能是a.A口與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)的12位數(shù)據(jù)線相接，是A/D數(shù)據(jù)輸入通路;
b.B口完成對多路開關(guān)電路(3)，采樣/保持電路(4)、A/D電路(5)的邏輯控制。
c.C口完成各開關(guān)量的輸入。
d.還兼有系統(tǒng)多部的讀取功能。
單片機(7通過芯片(6)的B口控制多路開關(guān)(3)，完成對4個模擬量的輪換輸入，控制采/保電路(4)對所輸入的模擬量進行采樣和保持，控制A/D轉(zhuǎn)換器(5)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過接口芯片(6)把數(shù)據(jù)讀入單片機(7)，單片機(7)對輸入的模擬量進行計算，其功能是A.對10.24v模電壓進行監(jiān)視，當(dāng)有±20mv的電壓誤差時，發(fā)出故障警告。
B.對模地電壓進行監(jiān)視，當(dāng)有±20mv的電壓誤差時，發(fā)出故障警告。
C.把M數(shù)傳感器(1)的電壓值按規(guī)定曲線進行計算，求出飛機臨界角。
D.把飛機局部迎角傳感器(2)的電壓值按規(guī)定曲線進行計算，求出飛機迎角。
E.對飛機臨界角和迎角進行比較計算，當(dāng)飛機迎角等于或大于臨界角值時，發(fā)出失速警告。
F.單片機(7)根據(jù)飛機迎角和臨界角值計算出相應(yīng)的脈沖當(dāng)量，同時控制和驅(qū)動迎角、臨界角組合指示器(Ⅰ)中的飛機迎角和臨界角指針指示相應(yīng)的角度值。
G.在中斷時，根據(jù)芯片(6)c口中的檢測、零位來進行判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作。
經(jīng)單片機(7)計算后的輸出信號，一路控制飛機上轉(zhuǎn)接盒中的繼電器組發(fā)出失速燈光、音響抖桿等警告信號，另一路發(fā)出指示器驅(qū)動控制信號。此信號又分兩路分別輸入迎角通路(Ⅱ)和臨界角通路(Ⅲ)。飛機臨界角通路(Ⅲ)與迎角通路(Ⅱ)的組成是相同的?，F(xiàn)僅對飛機迎角通路(Ⅱ)說明。與非門(8)對單片機(7)來的信號反向，與非門(9)、(10)，或非門(11)組成零位反向，禁止邏輯和脈沖閘門。光電隔離電路(12)完成單片(7)部分與驅(qū)動部分的隔離，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。隔離輸出的信號經(jīng)整形電路(13)整形后，脈沖分配器(14)將整形后的信號轉(zhuǎn)換成步進電機(M)所需的三相脈沖信號，經(jīng)調(diào)制器(15)進行15～30kHz的調(diào)制，經(jīng)限流電阻推動達林頓三極管進行功率放大，饋給迎角、臨界角組合指示器(Ⅰ)中步進電機的三相繞組，驅(qū)動電機做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，以此來完成數(shù)字量對角度量的轉(zhuǎn)換，二級管完成續(xù)流作用。
電機的角度量經(jīng)減速器i1帶動指針指示到相應(yīng)的飛機迎角值上，與此同時，增速器i2驅(qū)動光柵電路部件，輸出與電機轉(zhuǎn)動角度成正比的脈沖信號，并把此值經(jīng)開關(guān)送給單片機(7)的T。進行計數(shù)。當(dāng)此值與計算值相等時發(fā)生中斷，進行中斷處理，控制或非門(11)關(guān)閉，閘住脈沖的加入，即停止電機的轉(zhuǎn)動，從而形成閉環(huán)數(shù)字式隨動系統(tǒng)。指示器(Ⅰ)中的零位傳感器(16)是在系統(tǒng)工作初始時校準(zhǔn)隨動系統(tǒng)位置基準(zhǔn)，驅(qū)動板中的與非門(9)、(10)用于零位時的電氣限位。
另外，脈沖發(fā)生器(17)是飛機迎角通路和臨界角通路的公共電路，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或電源有故障時，單片機(7)有信號使故障旗落下，提醒飛行員系統(tǒng)有故障。本失速警告系統(tǒng)還具有檢測，監(jiān)視等功能。鎖存器(18)完成單片機對外部程序的讀取。
權(quán)利要求
1.由飛機迎角傳感器、機電隨動系統(tǒng)組成的飛機失速警告系統(tǒng)，其特征在于，以M數(shù)傳感器和迎角傳感器的飛行狀態(tài)信號，經(jīng)多路開關(guān)/采樣保持電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由單片機解算出飛機迎角和臨界角，用數(shù)字信號驅(qū)動迎角、臨界角組合指示器和飛機上的轉(zhuǎn)接盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機失速警告系統(tǒng)，其特征在于，單片機的數(shù)字信號分迎角和臨界角兩通路直接驅(qū)動指示器的電機做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為角度量，步進電機帶動一個減速器和一個增速器，減速器帶動指針，增速器帶動光柵組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛機失速警告系統(tǒng)，它是以M數(shù)傳感器和迎角傳感器得到的飛行狀態(tài)信號，通過單片機解算出飛機的迎角和臨界角數(shù)值，然后，用數(shù)字信號分別通過迎角通路和臨界角通路直接驅(qū)動迎角、臨界角組合指示器的電機轉(zhuǎn)動，步進電機帶動一個減速器和一個增速器將計算出的數(shù)值轉(zhuǎn)換為角度量，告知飛行員飛機飛行的當(dāng)前狀況，一改了過去只用燈光、音響、抖動等信號發(fā)出失速警告的情況。
文檔編號B64D45/00GK1069946SQ9211041
公開日1993年3月17日 申請日期1992年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月10日
發(fā)明者歐瑞林, 謝蔥蘢, 田鵬良 申請人:航空航天工業(yè)部太行儀表廠