[发明专利]用于控制杆的力施加设备

说明书

本发明涉及用于飞行器的控制杆的力施加设备，其中，控制杆包括控制杠杆(1)，控制杠杆使轴(A1)围绕第一轴线(A)旋转，该设备包括磁力制动器(5a)，磁力制动器包括安装在轴上的能磁化的元件(50a)和磁发射器(51a)，该磁发射器与能磁化的元件相对、并且能相对于能磁化的元件围绕第一轴线自由旋转，磁发射器具有激活状态和去激活状态，在激活状态下，磁发射器被供应电流并且在由能磁化的元件占据的体积处产生磁场，在去激活状态下，磁发射器未被供应电流并且不产生磁场，以防止能磁化的元件相对于磁发射器围绕轴旋转。

技术领域

本发明涉及在飞行器驾驶舱中由飞行员使用的驾驶设备。本发明特别涉及主动驾驶杆，该主动驾驶杆包括集成的力反馈以辅助飞行员。

背景技术

飞行器驾驶舱中的驾驶设备通常包括驾驶杆，特别地，该驾驶杆具有控制杠杆，该控制杠杆围绕被称为横摇轴线的轴线以及被称为纵摇轴线的轴线旋转地安装，这两个轴线相互正交。“操纵杆”类型的设备是最常遇到的。

驾驶设备根据杠杆沿着这两个轴线的位置向飞行器的驾驶组件发送运动指令。

在最新的飞行器型号上，飞行器的运动指令是电子的，并且集成到驾驶舱中的驾驶设备可以是“侧杆”类型的。杠杆沿着横摇轴线和纵摇轴线的位置由传感器测量并且转化成运动指令。杠杆没有直接地机械联接到飞行器的移动部分。对于飞行员，杠杆上没有直接的机械反馈。

然而，为了飞行安全，希望飞行员在杠杆处感知到机械反馈。驾驶舱信号系统可能不足以使飞行员对飞行期间的意外事件做出足够快的反应。如果驾驶侧杆集成了力反馈(也被称为“触觉反馈”)，则驾驶感觉会好得多。

因此，已经提出为侧杆配备被动机械力反馈系统(例如弹簧系统)或主动机电系统。

文献FR 3 011 815描述了具有电动马达的主动力反馈设备。在该文献中，飞行器飞行控制设备包括控制杠杆，该控制杠杆安装在板上并且通过传动轴联接到横摇轴线马达和纵摇轴线马达。这两个马达是根据力定律控制的，使得在侧杆的操作期间，例如在超过力阈值时，这两个马达会产生与飞行员施加在杠杆上的力相反的阻力(力反馈)。

这种设备被证明能有效地恢复驾驶感觉和提高飞行安全性。然而，在马达中的一个马达发生电气故障或机械故障的情况下，或者在马达控制信号处理链发生故障的情况下，可以删除力反馈。

在航空领域，对驾驶设备的可用性方面的要求很高。因此，在电马达或马达的处理链发生故障的情况下，驾驶突然切换到没有力反馈的驾驶模式是不可接受的。

此外，现有技术的主动力反馈系统通常包括大量部件，特别地包括横摇马达和纵摇马达，以及离合器、扭矩限制器、齿轮等。这些系统可能是昂贵、笨重的且难以集成到飞行器驾驶舱中。此外，齿轮的引入意味着驾驶杆的动态性能降低，驾驶杆的惯性增大，并且导致人体工程学损失，因为飞行员感受到了由于齿轮的存在而引起的扭矩变化。

现有技术没有提供具有有限的空间要求和良好的耐久性的、在力反馈马达发生故障的情况下保持杠杆处的力反馈的合适的解决方案。

发明内容

因此，综上所述，需要集成有机械备份通道的驾驶杆，以在发生影响杆的力反馈马达的电气故障的情况下，防止杠杆自由旋转并且防止飞行员错失所有的力反馈。力反馈马达完全丧失电能供应是这种电气故障的示例。

与现有的驾驶杆相比，还需要质量低、空间需求低以及电能消耗低的驾驶杆。

还需要集成了如下运行模式的驾驶杆：在该运行模式下，在发生影响力反馈电动机的故障的情况下，杠杆不会完全地固定，并且基于飞行员对杠杆的操作，在杠杆上施加可变的阻力。

另外，还需要如下的驾驶杆：在该驾驶杆中，提供力反馈的元件增加了可靠性和令人满意的使用寿命。