[发明专利]一种用于飞行器的高升力系统及其控制方法

说明书

公开了一种用于飞行器的高升力系统及其控制方法。襟缝翼电子控制装置（FSECU）可包括控制支路和监测支路。控制支路可基于从操纵器件上的传感器接收的操作输入信号来生成控制命令，并将控制命令提供给位于动力驱动装置上的第一远程控制电子设备（SPREU），SPREU基于该控制命令使得动力驱动装置的第一马达驱动缝翼或襟翼运动。监测支路连接至位于缝翼或襟翼上的第二远程控制电子设备（SREU），SREU接收缝翼或襟翼上的传感器反馈的状态信号并将该状态信号提供给监测支路，监测支路由此监控缝翼或襟翼的状态。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种用于飞行器的高升力系统及其控制方法。

背景技术

现代大型飞机的高升力系统包括位于机翼前缘的缝翼和位于机翼后缘的襟翼。高升力系统还包括用于控制缝翼和襟翼运动的控制系统。在飞机起飞、着陆等低速阶段通过前缘缝翼和后缘襟翼的向外伸出、向下弯曲来增大机翼面积及改变构型并由此提供飞机升力，以保证飞机合理的滑跑距离和安全的起飞速度，同时改善飞机爬升率、进场速率及进场姿态。

高升力系统典型的操纵顺序如下：飞行员移动襟/缝翼操纵手柄（Flap/SlatControl Lever，FSCL）到达指令卡位后停止，襟缝翼电子控制装置（Flap/SlatElectronics Control Unit，FSECU）检测到有效的手柄指令信号并经过内部处理解析后，再发出指令信号给动力驱动单元（Power Driver Unit，PDU）。PDU输出旋转扭矩，通过扭力管、轴承支座等传动线系部件传递给旋转齿轮作动器，进而驱动操纵面运动。位于翼尖的位置传感器（Position Sensor Unit，PSU）将操纵面的位置信号反馈给FSECU。当FSECU探测到操纵面到达指令位置的传感器信号后，发出指令信号让PDU停止输出扭矩，并发出指令信号给PDU上的刹车装置，抱死传动线系进而使操纵面保持在当前位置。当FSECU探测到翼面非对称、翼面欠速（作动器卡阻）等故障时，就会发出指令信号给翼尖刹车装置，抱死传动线系进而使操纵面保持在当前位置。

然而上述系统架构存在一定缺点。首先FSECU与被控设备之间使用了大量的电缆相连，例如屏蔽双扭绞线（14.52克/米）或屏蔽三扭绞线（19.26克/米）。以传感器为例，FSECU要为传感器提供激励电压，传感器要为FSECU提供反馈模拟信号。通过以下假设进行测算：

a) 位置传感器和倾斜传感器都使用Resolver。Resolver需要2根针脚作为激励电压，4根针脚做反馈电压；

b) 襟翼和缝翼的翼尖分别安装两个双通道的位置传感器；

c) 每块襟翼和缝翼翼面都安装两个双通道的倾斜传感器。

那么，对于70-90座的支线飞机，传感器与FSECU之间电缆线束的重量大约是13千克；对于120-150座的单通道飞机，传感器与FSECU之间电缆线束的重量大约是35千克；对于250-300座的双通道飞机，传感器与FSECU之间电缆线束的重量大约是95千克。因此随着机翼展长与弦长的不断增大，传感器与FSECU之间电缆线束的重量成非线性的增长，而且趋势非常显著。简而言之，高升力系统设备数量与接口增多，将导致使用的电缆更多。数量庞大的电缆使得安装变得复杂，对闪电和电磁干扰更加敏感。

另外，系统的可扩展性差。FSECU外形尺寸一般要符合ARINC600规范要求，因此其针脚数量受限。FSECU需要处理模拟信号、离散信号和数字信号。从成本和重量角度考虑，一旦系统内被控设备数量固定，则FSECU的输入输出的针脚数量就会固定，后期很难升级。如果需要增加针脚数量，则可能会导致FSECU尺寸突破现有规范的约束。

因此，本领域需要一种改进的用于飞行器的高升力系统及其控制方法。

发明内容