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民用飞机电传操纵系统设计浅析
作者：张大伟来源：《科技创新导报》2011年第30期
摘要电传操纵系统是从上世纪80年代开始在民用飞机上逐步推广使用的飞行操纵系统它取代了以钢索传动为特征的机械操纵系统重量更轻安全性更高。阐述了电传操纵系统的优缺点并对飞行操纵系统设计的关键问题进行分析给出了电传操纵系统的控制律设计和余度设计的基本要求。希望为民用飞机电传操纵系统的设计和研发提供参考与借鉴。关键词民用飞机电传操纵系统中图分类号V2491文献标识码A文章编号1674098X201110c005602飞机操纵系统是驾驶员用来操纵飞机上各操纵面实现飞机姿态、航迹控制的系统。早期飞机的主操纵系统只是简单的机械操纵系统。驾驶员移动驾驶杆或脚蹬通过由连杆、摇臂、滑轮和钢索等组成的机械传动机构操纵舵面。随着飞机尺寸和重量的增加飞行速度的提高使得飞机舵面上产生了较大的铰链力矩驾驶员难以用简单的机械操纵系统操纵飞机。为了克服舵面铰链力矩20世纪40年代末开始出现了液压助力器实现了飞机的助力操纵1。然而到了20世纪60年代飞机性能要求越来越高以机械操纵为主体的控制增稳系统已无法满足要求并且由于机械系统中存在着摩擦、间隙和弹性变形精微操纵信号传递问题始终难以解决。飞机设计者们便提出了一种全新的设计方案电传操纵系统。1电传操纵系统简介电传操纵系统是取代机械操纵系统的电飞行控制系统。它实质上是一种全权限的控制增稳系统。电传操纵系统是将驾驶员发出的操纵指令转换成电信号并与飞机运动传感器反馈回来的信号综合经过计算机处理把计算结果通过电缆传输到自主式舵机的一种飞行控制系统2。电传操纵系统是完全取代机械操纵系统对飞机实施全时间、全权限操纵的控制增稳系统。电传操纵系统主要由指令装置、传感器、飞控计算机和作动器等组成并且一般电传操纵系统都采用余度备份系统即为完成规定功能而设置的重复架构、备件等3。2电传操纵系统的优缺点21电传操纵系统主要的优点1实现“无忧虑操纵”。通过迎角控制和侧滑角抑制可以实现失速和分离的自动保护。通过自动限制法向加速度和滚转角速度可以避免机体应力过大。
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2易于改善飞机的飞行品质实现整个飞行包线内操纵品质的优化。在飞行包线内飞机飞行速度和高度变化范围很大为了使飞机在不同高度、不同速度下飞行性能都能达到最佳的需要电传操纵系统可以很容易实现控制r