專利名稱：用于飛機(jī)滾動(dòng)或俯仰控制表面的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制飛機(jī)滾動(dòng)或俯仰控制表面的方法及裝置。
本發(fā)明的目的，滾動(dòng)控制表面是由于飛機(jī)沿其滾動(dòng)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的控制表面。如飛機(jī)的滾動(dòng)控制表面，實(shí)際上，可以是副翼、“鴨”式簡(jiǎn)圖表面、阻流板或傾斜度控制表面。
俯仰控制表面是由于飛機(jī)沿其俯仰軸向轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的控制表面。
飛機(jī)的升降副翼被認(rèn)為是在同時(shí)起俯仰控制表面和滾動(dòng)控制表面的作用。
更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種預(yù)計(jì)用于運(yùn)輸飛機(jī)的、并能同時(shí)滿足精確性、可靠性和所需操縱力較輕的、有效地用于某種類型飛機(jī)的電子控制裝置。
文獻(xiàn)(1)FR-A-2 604 685說(shuō)明了一種用于飛機(jī)俯仰控制表面，裝配兩個(gè)具有電子輸入的電動(dòng)液壓致動(dòng)器，一個(gè)具有機(jī)械輸入的流體液壓致動(dòng)器的裝置。在該裝置中，每個(gè)致動(dòng)器由特定的液壓油路供給。
電動(dòng)液力致動(dòng)器接收由與此相連接的計(jì)算機(jī)輸出的控制指令。
進(jìn)一步，在任何時(shí)刻操縱控制表面時(shí)，僅僅控制三個(gè)致動(dòng)器之一。如果控制系統(tǒng)中的致動(dòng)器之一失效，下一個(gè)優(yōu)先的致動(dòng)器按照預(yù)定的次序啟動(dòng)。用于流體液壓致動(dòng)器的控制系統(tǒng)具有最低的優(yōu)先權(quán)。當(dāng)其它控制系統(tǒng)發(fā)生電子失效時(shí)，起備用作用。
采用與文獻(xiàn)(1)一致的裝置，如果所使用致動(dòng)器不可能失效，如為電動(dòng)液力致動(dòng)器所提供的液壓油路的壓力下降而引起的失效，或致動(dòng)器本身的失效，或致動(dòng)器控制的失效，那么，具有飛行中所剩余電動(dòng)液力致動(dòng)器或具有流體液壓致動(dòng)器的控制表面啟動(dòng)。
然而，在安裝有按照文獻(xiàn)(1)的控制表面控制裝置的飛機(jī)上，發(fā)現(xiàn)，同時(shí)操縱具有流體液壓致動(dòng)器和電動(dòng)液力致動(dòng)器的致動(dòng)器控制表面是不可能的。如果所使用的具有電子控制的致動(dòng)器不可能失效，同步開(kāi)動(dòng)兩個(gè)致動(dòng)器已不重要。因此每一個(gè)致動(dòng)器都指定有最大、必需的輸出強(qiáng)度。
增加強(qiáng)度數(shù)值，必然導(dǎo)致大部分的致動(dòng)器和相應(yīng)的液壓油路增大。
本發(fā)明的目的之一，就是所提供的控制表面控制裝置的重量小于文獻(xiàn)(1)所記載的裝置，并且控制表面能夠在惡劣條件下運(yùn)轉(zhuǎn)、并具有高強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，就是所提供的裝置，即使在致動(dòng)器電子控制系統(tǒng)失效時(shí)，仍然能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，就是所提供的裝置，能夠用于運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置比機(jī)械控制裝置具有極高的精確性，這也是必要的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是所提供的用于滾動(dòng)或俯仰控制表面的理想的控制方法，具有嚴(yán)格的可靠性和安全性。
為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明所提供的滾動(dòng)或俯仰控制表面包括至少兩個(gè)致動(dòng)器，每一個(gè)致動(dòng)器至少有一個(gè)電子控制輸入，用于致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)能夠處于第一和“正常飛行”狀態(tài)，其中，至少一個(gè)致動(dòng)器操縱控制表面。按照本發(fā)明，至少一個(gè)致動(dòng)器稱為混合致動(dòng)器，其中包括一個(gè)機(jī)械控制輸入，致動(dòng)器電子控制系統(tǒng)可以處于第二狀態(tài)或“機(jī)動(dòng)”狀態(tài)，其中，至少兩個(gè)致動(dòng)器同步操縱控制表面，處于第三狀態(tài)或“電子控制失效”狀態(tài)，其中，混合致動(dòng)器由自機(jī)械控制輸入，并操縱控制表面。
對(duì)于本發(fā)明的這些目的，正常飛行狀態(tài)是指沒(méi)有滾動(dòng)或俯仰控制，或者，在初始時(shí)控制表面由于修正軌道而引起的很小幅度的滾動(dòng)或俯仰運(yùn)動(dòng)控制。
在正常飛行狀態(tài)，控制表面處于“靜止”位置，或者很小幅度偏離“靜止”位置。
“機(jī)動(dòng)”狀態(tài)是飛機(jī)進(jìn)行機(jī)動(dòng)的狀態(tài)，例如在垂直方向上的加速，轉(zhuǎn)彎或退出轉(zhuǎn)彎的位置時(shí)，在上述的控制表面上有較大的負(fù)荷。機(jī)動(dòng)狀態(tài)也可以是上述的飛機(jī)沒(méi)有進(jìn)入機(jī)動(dòng)狀態(tài)之一，但是，以湍流增加了提供在控制表面上的阻力為條件。
在機(jī)動(dòng)狀態(tài)，控制表面通常從“靜止”位置運(yùn)動(dòng)至超出正常飛行狀態(tài)。
按照本發(fā)明，在機(jī)動(dòng)狀態(tài)，控制了大量的致動(dòng)器來(lái)操縱俯仰或滾動(dòng)控制表面。
這能夠增加飛機(jī)機(jī)動(dòng)速度，如避免了干擾。
進(jìn)一步，這使減小致動(dòng)器的尺寸更加必要。
在正常飛行狀態(tài)期間，單個(gè)致動(dòng)器可以足夠地與控制表面結(jié)合在某一位置上。在機(jī)動(dòng)狀態(tài)期間，事實(shí)上，同步用兩個(gè)或多個(gè)有效致動(dòng)器可以提供足夠的動(dòng)力以運(yùn)行控制表面，而沒(méi)有超過(guò)致動(dòng)器的保險(xiǎn)系數(shù)。
這些必要性在文獻(xiàn)(1)的各種情況中不具備，如對(duì)于同步操縱具有一個(gè)機(jī)械輸入的致動(dòng)器和具有電子輸入的一個(gè)或兩個(gè)致動(dòng)器，在這里并不重要。
如果每個(gè)控制表面使用三個(gè)致動(dòng)器，本發(fā)明使減少致動(dòng)器尺寸變得必要，以便于比文獻(xiàn)(1)中所說(shuō)明的方法更小。如果一個(gè)控制表面僅僅使用兩個(gè)致動(dòng)器，除通過(guò)一個(gè)致動(dòng)器外，按照本發(fā)明能夠機(jī)動(dòng)的情況與文獻(xiàn)(1)所具有相似的必要性。
“電子控制失效”狀態(tài)是指電子控制系統(tǒng)不再執(zhí)行飛行控制指令，如由于一個(gè)或多個(gè)電子失效或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)失效。
在“電子控制失效”狀態(tài)時(shí)，按照本發(fā)明的裝置提供了安全的機(jī)械控制。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)可以包括與相應(yīng)的每一個(gè)致動(dòng)器相關(guān)的計(jì)算單元。
每一個(gè)計(jì)算單元可以裝在一個(gè)或多個(gè)備用計(jì)算機(jī)中。這些計(jì)算機(jī)給致動(dòng)器發(fā)出控制指令。這些計(jì)算機(jī)也可以控制致動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，在下面將詳細(xì)說(shuō)明。
按照本發(fā)明的另一方面，具有電子輸入的致動(dòng)器，可以包括一個(gè)具有兩個(gè)腔室的液壓油缸，一個(gè)與液壓油路相連接的伺服閥，依賴于來(lái)自與致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算單元的電子指令，使液壓流體流至腔室。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，具有電子控制輸入和沒(méi)有機(jī)械控制輸入的致動(dòng)器，可以以兩種模式運(yùn)轉(zhuǎn)。
第一種模式是“電子有效”模式。致動(dòng)器內(nèi)的電磁閥通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)用于控制致動(dòng)器的指令激勵(lì)，液壓油缸腔室與伺服閥聯(lián)系相接通。依據(jù)電子控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的電控輸出指令，伺服閥然后輸出液壓流體。
第二種模式是“阻尼”模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，電磁閥由控制致動(dòng)器的計(jì)算機(jī)反激勵(lì)，液壓油缸腔室與節(jié)流閥聯(lián)系相接通。當(dāng)液壓流體從一個(gè)液壓油缸流至另外一個(gè)液壓油缸時(shí)，節(jié)流閥減慢了液壓流體的通過(guò)，從而阻止了控制表面的運(yùn)動(dòng)。所提供的阻尼模式也可以具有多個(gè)阻尼程度。當(dāng)飛機(jī)處于飛行狀態(tài)時(shí)，輕阻尼僅僅輕度有效操縱控制表面的運(yùn)轉(zhuǎn)。所提供的用于致動(dòng)器的高阻尼，當(dāng)飛機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)或失效狀態(tài)時(shí)，不參與操縱控制表面。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，裝置可以包括三個(gè)具有電子輸入的致動(dòng)器，包括至少一個(gè)混合致動(dòng)器，具有混合輸入的致動(dòng)器可以運(yùn)轉(zhuǎn)于“有效”、“電子”和“阻尼”模式。它們也可以處于“機(jī)械有效”模式。按照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的混合控制致動(dòng)器，包括由與其相關(guān)的計(jì)算單元控制的第一電磁閥，第一電磁閥具有相應(yīng)于液壓油缸腔室與伺服閥相接通的“電子有效”運(yùn)轉(zhuǎn)模式的能力的激勵(lì)狀態(tài)和反激勵(lì)狀態(tài)?；旌现聞?dòng)器還包括由與其它兩個(gè)致動(dòng)器相應(yīng)的計(jì)算單元控制的第二和第三電磁閥，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y處于反激勵(lì)狀態(tài)，至少第二和第三電磁閥其中之一處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，其處于激勵(lì)和反激勵(lì)狀態(tài)的能力是使混合致動(dòng)器的液壓油缸腔室與其它腔室相接通，處于“阻尼”運(yùn)轉(zhuǎn)模式，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙偷谌姶砰y處于反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，混合致動(dòng)器的液壓油缸腔室與分配器相接通處于“機(jī)械有效狀態(tài)”。
當(dāng)液壓油缸腔室與伺服閥相接通時(shí)，伺服閥輸出的依賴于電子控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電子控制指令的液壓流體的流向其中。與此相似，當(dāng)液壓油缸腔室與分配器相接通時(shí)，分配器輸出的依賴于由機(jī)械控制輸入產(chǎn)生的機(jī)械指令的液壓流體的流向其中。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的混合致動(dòng)器，也可以包括通過(guò)與所述混合致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算單元控制的第一、第二和第三電磁閥，并且通過(guò)與裝置中的其它兩個(gè)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)計(jì)算單元，每一個(gè)處于激勵(lì)和反激勵(lì)狀態(tài)的相對(duì)能力，致動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于“阻尼”模式，其中至少第二和第三電磁閥其中之一處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，液壓油缸腔室與其相接通；當(dāng)?shù)谝浑姶盘幱诩?lì)狀態(tài)，第二和第三電磁閥處于反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，致動(dòng)器按照“電子有效”模式運(yùn)轉(zhuǎn)，其中液壓油缸腔室與伺服閥相接通，其中伺服閥通過(guò)電子輸入控制。當(dāng)?shù)谝?、第二和第三電磁閥處于反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，致動(dòng)器按照“機(jī)械有效”模式運(yùn)轉(zhuǎn)，其中液壓油缸腔室與伺服閥相接通，其中致動(dòng)器由機(jī)械輸入控制。
按照具有兩個(gè)致動(dòng)器的特定實(shí)施例，具有電子控制輸入的流體靜力學(xué)型致動(dòng)器之一可以是具有電源的EHA(電子-流體靜力學(xué)型致動(dòng)器)型致動(dòng)器。
這種類型致動(dòng)器可以包括一個(gè)特定的整體液壓油路，通過(guò)內(nèi)部電力泵增壓，由電源供電。
進(jìn)一步，裝置可以包括至少一個(gè)EBHA(電子后備式流體液壓致動(dòng)器)類型具有兩個(gè)電子輸入的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器具有第一電子輸入控制伺服閥，第二電子輸入控制整體和獨(dú)立液壓發(fā)生系統(tǒng)。
就EHA和EBHA型致動(dòng)器而言，液壓發(fā)生系統(tǒng)與致動(dòng)器為一體，可以輸出各種液壓流體流至液壓油缸腔室，如為了機(jī)動(dòng)控制表面，電子控制指令的功能由控制系統(tǒng)發(fā)出。
這類液壓發(fā)生系統(tǒng)用于流體靜力學(xué)型致動(dòng)器。使其運(yùn)轉(zhuǎn)致動(dòng)器獨(dú)立于飛機(jī)液壓油路成為必要。
液壓油路的壓力損失使相應(yīng)的致動(dòng)器不工作。流體靜力學(xué)(EHA)型致動(dòng)器和具有兩個(gè)電子輸入的致動(dòng)器，二者之一控制獨(dú)立的液壓發(fā)生系統(tǒng)(EBHA)，甚至在液壓油路失效時(shí)，仍然維持了運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
按照本發(fā)明的裝置可以包括兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。
按照另外一個(gè)實(shí)施例，按照本發(fā)明的裝置可以包括兩個(gè)具有一個(gè)電子控制輸入的致動(dòng)器，和一個(gè)電子控制輸入和機(jī)械控制輸入的混合致動(dòng)器。
本發(fā)明還涉及用于控制飛機(jī)滾動(dòng)或俯仰控制表面的方法，控制表面包括一個(gè)電子控制輸入的致動(dòng)器，和一個(gè)電子控制輸入和機(jī)械控制輸入的混合致動(dòng)器。按照該方法電子控制的致動(dòng)器之一處于“正常飛行”狀態(tài)，至少兩個(gè)電子控制的致動(dòng)器同步處于“機(jī)動(dòng)”狀態(tài)，所控制的混合致動(dòng)器機(jī)械上處于“電子控制系統(tǒng)失效”致動(dòng)器的狀態(tài)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面參照附圖作更加清楚地說(shuō)明，僅說(shuō)明發(fā)明的目的而不是對(duì)發(fā)明的限制。


圖1是按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例用于控制表面的控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖2是用于圖2所示裝置的具有一個(gè)電子控制輸入的致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖3是可以用于圖1所示裝置的混合致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖4是可以用于圖1所示裝置的其它類型混合致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖5是按照本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例用于控制表面的控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖6是按照本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例用于控制表面的控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
在下面的說(shuō)明中，相同或相似的元件在不同的附圖中，為了便于理解，具有相同的符號(hào)。
圖1是按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例用于控制表面控制裝置的簡(jiǎn)圖，裝置包括用于機(jī)動(dòng)滾動(dòng)或俯仰控制表面116的與液壓油缸111、113和115裝配的三個(gè)致動(dòng)器110、112和114。致動(dòng)器110和112是具有電子控制輸入111a和113a的致動(dòng)器，致動(dòng)器114是具有電子控制輸入115a和機(jī)械控制輸入115b的混合致動(dòng)器。致動(dòng)器都是“單體”型，另一方面，每個(gè)致動(dòng)器與單液壓油路相連接，并且僅包括單液壓油缸。
用于每個(gè)致動(dòng)器的液壓油缸由不同的液壓油路提供。用于液壓油缸111、113和115的液壓油路被部分地示出，并用符號(hào)128、130和132相應(yīng)地標(biāo)出。
液壓油路與增壓泵(未示出)裝配，增壓泵由來(lái)自一個(gè)或多個(gè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)單元驅(qū)動(dòng)或提供能源。
可以選擇，一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器可以包括一個(gè)特定的內(nèi)部液壓油路，并由內(nèi)部電力泵增壓。在這種情況下，給致動(dòng)器提供電能，液壓油路128、130和132由電路代替。
用符號(hào)127表示的電子致動(dòng)器控制系統(tǒng)包括三個(gè)計(jì)算單元150、152和154相應(yīng)地控制致動(dòng)器110、112和114。每個(gè)計(jì)算單元可以包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)或多個(gè)備用計(jì)算機(jī)，名稱相應(yīng)為150a、150b、152a、152b、154a、154b，并行運(yùn)轉(zhuǎn)以增加計(jì)算單元的可靠性。
計(jì)算單元150、152和154通過(guò)電線151a、153a和155連接，表示以簡(jiǎn)單方式詳細(xì)地傳輸控制信號(hào)給電子控制輸入111a、113a和115a。這些控制信號(hào)包括對(duì)應(yīng)于控制裝置126的位置的指令，如安裝在駕駛倉(cāng)的變速桿或方向盤(pán)。
電線151a、151b、153a、153b和155傳輸信號(hào)控制致動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
控制裝置126的位置通過(guò)位置傳感器探測(cè)，并通過(guò)電線148傳輸至系統(tǒng)127。
機(jī)械聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)124也能夠在控制裝置上起控制作用，通過(guò)離合傳動(dòng)器125，直接地控制致動(dòng)器115的機(jī)械控制輸入115b人力感受裝置140和致動(dòng)器142通過(guò)電子控制系統(tǒng)127用于零力控制，并依賴于所提供的控制在控制裝置上提供恢復(fù)力。
在正常飛行期間，控制指令傳輸至致動(dòng)器之一。如計(jì)算單元150為致動(dòng)器110提供控制指令。在機(jī)動(dòng)情況下，兩個(gè)(或三個(gè))致動(dòng)器同步操縱。
注意，在機(jī)動(dòng)情況下，無(wú)論什么時(shí)候由一個(gè)致動(dòng)器的液壓油路液壓壓力下降而引起的失效或其它故障，如致動(dòng)器110，控制表面是通過(guò)兩個(gè)致動(dòng)器112、114操縱的，液壓油路沒(méi)有從失效的油路得到增壓。
與此相似，在“正常飛行”狀態(tài)下，失效引起這樣的問(wèn)題，致動(dòng)器之一將引發(fā)其它致動(dòng)器的處于運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的控制。
按照?qǐng)D1裝置的變型，具有電子輸入的致動(dòng)器110、112之一，如致動(dòng)器112，可以替換為“EHA”(電子-流體靜力學(xué)型致動(dòng)器)，包括整體和獨(dú)立的液壓發(fā)生系統(tǒng)。可以取消外部液壓油路130，裝置的重量可以降低。
如果由于失效的發(fā)生而引起液壓油路128或132內(nèi)的壓力下降，外部液壓油路致動(dòng)器110或114之一和獨(dú)立的EHA致動(dòng)器112仍然運(yùn)轉(zhuǎn)以操縱控制表面。
圖2是表示具有一個(gè)電子控制輸入的致動(dòng)器主元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，也稱為電力液壓致動(dòng)器。
致動(dòng)器用符號(hào)110表示，其中包括液壓油缸111和具有電子控制輸入111a的控制單元200。
液壓油缸111具有一個(gè)與固定支撐相連接的端部202和一個(gè)與滾動(dòng)和俯仰表面相連接的端部204，未示出?；钊?06剛性固定在活塞連桿208上，將液壓油缸分成兩個(gè)腔室210和211。
與致動(dòng)器相關(guān)，電磁閥212與計(jì)算單元(未示出)電器連接，選擇致動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
當(dāng)電磁閥被電子信號(hào)激勵(lì)時(shí)，所知的“模式滑塊”220被移動(dòng)位置，以便于腔室210和211通過(guò)滑動(dòng)裝置的雙層通路227與伺服閥222相連通。
伺服閥222，與計(jì)算單元(未示出)電器連接，依賴于計(jì)算單元發(fā)出的指令，輸出液壓流體至液壓油缸111。因而，致動(dòng)器在電子有效模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，在上面已經(jīng)說(shuō)明。液壓流體流由液壓油路128形成，除用于高壓入口224和低壓出口226的油路外，其它液壓油路未示出。
當(dāng)電磁閥212被反激勵(lì)時(shí)，如果沒(méi)有電子信號(hào)，模式滑塊220設(shè)置成隔離液壓油缸腔室從伺服閥222至腔室210和211與其它節(jié)流閥228的聯(lián)系。該位置如圖2所示，相應(yīng)于在上面已經(jīng)說(shuō)明的，致動(dòng)器以阻尼模式運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖3示出了混合致動(dòng)器如用于圖1所示的致動(dòng)器114的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。致動(dòng)器內(nèi)的一些元件與圖2所示的相同。這些元件具有相同的符號(hào)，上面的一些說(shuō)明在這里可以參考。進(jìn)一步，圖3中的致動(dòng)器液壓油缸用符號(hào)115表示，與圖1中表示的相同，電子和機(jī)械控制輸入相應(yīng)地表示為115a和115b。
混合致動(dòng)器模式滑塊220可以處于三個(gè)位置之一，其位置由三個(gè)電磁閥212、214和216通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算單元154、152和150控制，如圖1所示。
當(dāng)電磁閥212被激勵(lì)時(shí)，通過(guò)模式滑塊220的雙層通路227，處于腔室210、211與伺服閥222相連通的位置。相應(yīng)于在上面已經(jīng)說(shuō)明的，致動(dòng)器處于的電子有效模式。
當(dāng)電磁閥212被反激勵(lì)時(shí)，并且至少電磁閥214和216之一被激勵(lì)時(shí)，模式滑塊220位于腔室210和211通過(guò)節(jié)流閥228相連通的位置，運(yùn)轉(zhuǎn)于阻尼模式。相應(yīng)于模式滑塊的位置如圖3所示。
當(dāng)電磁閥212、214和216沒(méi)有被激勵(lì)時(shí)，模式滑塊處于第三位置，腔室210和211通過(guò)模式滑塊的雙層通路229與分配器230相連通。在該位置上，離合器232被結(jié)合并使分配器230與機(jī)械控制輸入115b連接。
依賴于機(jī)械控制輸入115b，分配器230輸出液壓流體至液壓油缸。致動(dòng)器處于機(jī)械有效模式。如果電子控制系統(tǒng)失效，或當(dāng)電磁閥沒(méi)有從計(jì)算單元接收到信號(hào)時(shí)，該模式由缺省方式啟動(dòng)。
例如在正常飛行狀態(tài)，參照?qǐng)D1，顯然，如果與致動(dòng)器110相關(guān)的第一電子控制系統(tǒng)150、150a、150b、151a、151b失效，電磁閥216將被反激勵(lì)。與致動(dòng)器112相關(guān)的第二電子控制系統(tǒng)152、152a、152b、153a、153b失效，那么激活控制致動(dòng)器112。
如果第二電子系統(tǒng)失效，電磁閥214將被反激勵(lì)。第三電子系統(tǒng)包括元件154、154a、154b、155，而后操縱控制致動(dòng)器114。
最后，如果三個(gè)電子系統(tǒng)都失效，三個(gè)電磁閥212、214和216被反激勵(lì)，混合致動(dòng)器的機(jī)械控制被自動(dòng)操縱。
控制表面控制裝置用于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，離合器232被分離。這阻止了如由計(jì)算機(jī)輸出的穩(wěn)定指令從機(jī)械轉(zhuǎn)送至控制裝置。按照另一個(gè)實(shí)施例，為了阻止指令轉(zhuǎn)送至控制裝置，機(jī)械控制輸入也可以與彈簧或凸輪配合操縱連桿系統(tǒng)，具有吸收致動(dòng)器撞擊的能力。
圖4示出了可以用于該裝置的其它類型混合致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。
致動(dòng)器包括僅僅具有兩個(gè)位置的模式滑塊220。如圖1所示，相應(yīng)地由計(jì)算單元152和150控制的至少兩個(gè)電磁閥214和216之一被激勵(lì)時(shí)，模式滑塊220位于通過(guò)節(jié)流閥228相互連接的腔室210、211之間，致動(dòng)器以阻尼模式運(yùn)轉(zhuǎn)。電磁閥212的激勵(lì)，也使離合器232處于伺服閥222獨(dú)立于機(jī)械控制115b的分離狀態(tài)。
當(dāng)電磁閥214和216被反激勵(lì)時(shí)，模式滑塊220位于液壓油缸腔室115通過(guò)模式滑塊的雙層通路227與伺服閥222相連通的位置。致動(dòng)器能夠以電子有效或機(jī)械有效模式運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果電磁閥212被激勵(lì)，啟動(dòng)電子有效模式。機(jī)械控制被分離并固定在該位置，伺服閥的電子輸入控制115a被控制。
當(dāng)電磁閥212被反激勵(lì)時(shí)，無(wú)論是有意的還是類似于上述的電子失效，機(jī)械控制通過(guò)離合器232與伺服閥連接，伺服閥輸出液壓流體至依賴于機(jī)械控制輸入115b的液壓油缸腔室。因此，與機(jī)械控制有效模式相一致。
通過(guò)該申請(qǐng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，沒(méi)有提供用于通過(guò)機(jī)械控制輸入和電子控制輸入的同步控制伺服閥。
圖5示出了按照本發(fā)明的控制裝置裝配兩個(gè)或三個(gè)致動(dòng)器的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖所示，致動(dòng)器110、112和114包括電子控制輸入111a、113a和115a，相應(yīng)地與電子控制輸入127、機(jī)械控制輸入(111b)、113b相連接，115b相應(yīng)地通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)件(325)、225和125與機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置124相連接。
這種備用的特征是使運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性增加。
圖6示出了按照本發(fā)明的控制裝置僅僅裝配兩個(gè)致動(dòng)器的優(yōu)選實(shí)施例。
裝置包括一個(gè)具有電子控制輸入115a的與電子控制系統(tǒng)127相連接的混合致動(dòng)器115，機(jī)械控制輸入115b通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置124和聯(lián)動(dòng)機(jī)件125與控制裝置126相連接。
第二個(gè)致動(dòng)器用109表示。是具有兩個(gè)電子輸入109a和109b并與控制系統(tǒng)127相連接的EBHA(電子后備式流體液壓致動(dòng)器)致動(dòng)器。
電子輸入109a能夠發(fā)送控制指令至上述類型并通過(guò)液壓油路302供給的伺服閥(未畫(huà)出)。第二電子輸入109b能夠發(fā)送控制指令至整體和獨(dú)立液壓發(fā)生系統(tǒng)，以操縱控制表面。
本實(shí)施例與圖1所示實(shí)施例相比，可以省去一個(gè)致動(dòng)器和可能一個(gè)液壓油路。這能夠起到顯著減小重量的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于控制飛行滾動(dòng)或俯仰控制表面(116)的裝置包括至少兩個(gè)致動(dòng)器(110、112、114)。每個(gè)致動(dòng)器具有至少一個(gè)電子控制輸入(111a、113a、115a)，一個(gè)用于致動(dòng)器能夠處于第一狀態(tài)或“正常飛行”狀態(tài)的電子控制系統(tǒng)(127)，其中至少一個(gè)致動(dòng)器操縱控制表面，其特征在于其中至少一個(gè)致動(dòng)器(114)稱為混合致動(dòng)器，并還包括一個(gè)機(jī)械控制輸入(115b)，其中致動(dòng)器電子控制系統(tǒng)能夠處于第二狀態(tài)或“機(jī)動(dòng)”狀態(tài)，其中至少兩個(gè)致動(dòng)器被控制以同步操縱控制表面(116)，以及第三狀態(tài)或“電子控制失效”狀態(tài)，其中混合致動(dòng)器(114)被機(jī)械控制輸入控制以操縱控制表面。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于致動(dòng)器電子控制系統(tǒng)(127)包括與每一個(gè)致動(dòng)器(110、112、114)相關(guān)相應(yīng)的計(jì)算單元(150、152、154)。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于具有電子輸入的致動(dòng)器(110、112、114)包括相應(yīng)的具有兩個(gè)腔室(210、211)的液壓油缸(111、113、115)，一個(gè)與液壓油路(128、130、132)相連接的伺服閥(222)，依賴于從與致動(dòng)器相關(guān)的計(jì)算單元而來(lái)的電子指令，輸出液壓流體至腔室。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于包括三個(gè)具有電子輸入的致動(dòng)器，包括至少一個(gè)混合致動(dòng)器。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于混合致動(dòng)器包括一個(gè)通過(guò)與其相關(guān)聯(lián)的計(jì)算單元(154)控制的第一電磁閥(212)，第一電磁閥具有處于相應(yīng)于“電子有效”運(yùn)轉(zhuǎn)模式的被激勵(lì)狀態(tài)的能力，其中液壓油缸(115)腔室(210、211)與伺服閥(222)相連通，在被反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，混合致動(dòng)器還包括通過(guò)與其它兩個(gè)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)相應(yīng)的計(jì)算單元(150、152)控制的第二和第三電磁閥(214、216)，并具有處于被激勵(lì)和反激勵(lì)狀態(tài)的能力，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y處于被反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，至少第二和第三電磁閥之一處于被激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，混合致動(dòng)器的液壓油缸(210、211)彼此相連通并處于液壓油缸的“阻尼”運(yùn)轉(zhuǎn)模式，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(212)、第二電磁閥(214)和第三電磁閥(216)處于被反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，液壓油缸的腔室與分配器(230)相連通，分配器(230)與混合致動(dòng)器的機(jī)械控制輸入(115b)相連接，處于“機(jī)械有效”運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
6.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于混合致動(dòng)器包括通過(guò)與所述混合致動(dòng)器(114)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算單元(154)控制的第一、第二和第三電磁閥(212、214、216)，和通過(guò)與裝置中其它兩個(gè)混合致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算單元(152、150)，每一個(gè)都具有處于被激勵(lì)狀態(tài)和被反激勵(lì)狀態(tài)的能力，當(dāng)至少第二和第三電磁閥(214、216)之一處于被激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，其中液壓油缸腔室(210、211)相互連通，混合致動(dòng)器以“阻尼”模式運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(212)處于被激勵(lì)狀態(tài)，第二和第三電磁閥處于被反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，其中的液壓油缸腔室與伺服閥(222)相連通，混合致動(dòng)器通過(guò)電子控制輸入(115a)控制，混合致動(dòng)器按照“電子有效”模式運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙偷谌姶砰y處于被反激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，液壓油缸的腔室與伺服閥相連通，混合致動(dòng)器通過(guò)機(jī)械控制輸入(115b)控制，混合致動(dòng)器按照“機(jī)械有效”模式運(yùn)轉(zhuǎn)。
7.按照權(quán)利要求1至3所述的裝置，其特征在于包括至少一個(gè)具有兩個(gè)電子控制輸入(109a、109b)的致動(dòng)器(109)，所述致動(dòng)器包括一個(gè)通過(guò)第一電子控制輸入(109a)控制的伺服閥，一個(gè)通過(guò)第二電子控制輸入(109b)控制的整體液壓發(fā)生系統(tǒng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)混合致動(dòng)器(114)，一個(gè)具有兩個(gè)電子輸入的致動(dòng)器(109)，每個(gè)致動(dòng)器都通過(guò)液壓油路(300、302)供給。
9.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)具有電子輸入的與第一液壓油路(128)相連接的在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間操縱控制表面的第一致動(dòng)器(110)，一個(gè)具有電子輸入的與第二液壓油路(132)相連接的第二致動(dòng)器(114)，一個(gè)具有液力靜態(tài)類型電子輸入的具有固有液壓發(fā)生系統(tǒng)的第三致動(dòng)器，至少第一和第二致動(dòng)器之一是包括機(jī)械控制輸入的混合致動(dòng)器。
10.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)具有電子控制輸入的致動(dòng)器，以及一個(gè)具有電子控制輸入和機(jī)械控制的混合致動(dòng)器。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于具有電子控制輸入的致動(dòng)器，是具有電力供給的液力靜態(tài)致動(dòng)器。
12.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于具有電子控制輸入的致動(dòng)器，是具有雙電子/液壓電力供給的致動(dòng)器。
13.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于包括兩個(gè)具有電子控制輸入的致動(dòng)器，和一個(gè)具有電子輸入和機(jī)械控制輸出的混合致動(dòng)器。
14.一種用于操縱控制裝置的方法，該裝置用于控制飛機(jī)滾動(dòng)或俯仰控制表面(116)，該裝置包括至少兩個(gè)具有電子控制輸入的致動(dòng)器(110)，其中至少一個(gè)致動(dòng)器(114)稱為混合致動(dòng)器，并還包括一個(gè)機(jī)械控制輸入(115b)，和用于致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)(127)，其特征在于通過(guò)以下方法操縱控制表面至少一個(gè)致動(dòng)器由電氣控制并處于“正常飛行”狀態(tài)，至少兩個(gè)致動(dòng)器由電氣控制并同步處于“機(jī)動(dòng)”狀態(tài)，當(dāng)致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)(127)處于“失效”狀態(tài)時(shí)，混合致動(dòng)器(114)被機(jī)械控制。
全文摘要
用于控制飛機(jī)滾動(dòng)或俯仰控制表面(116)的裝置,包括至少兩個(gè)致動(dòng)器(110、112、114)。每個(gè)致動(dòng)器具有至少一個(gè)電子控制輸入(111a、113a、115a)。至少一個(gè)致動(dòng)器(115)稱為混合致動(dòng)器,并還具有一個(gè)機(jī)械控制輸入(115b)。用于致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)能夠處于“正常飛行”狀態(tài),至少一個(gè)致動(dòng)器操縱控制表面,或處于“機(jī)動(dòng)”狀態(tài),至少兩個(gè)致動(dòng)器操縱控制表面,或處于“電子控制失效”狀態(tài),混合致動(dòng)器被機(jī)械控制輸入控制以操縱控制表面。
文檔編號(hào)G05D1/00GK1202442SQ9810664
公開(kāi)日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1998年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月14日
發(fā)明者J·P·高蒂爾, J·M·奧特加 申請(qǐng)人:國(guó)家航空工業(yè)公司