CN204965053U - 电传飞控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电传飞控系统，应用在飞行器上，包括：第一飞行控制器，上述第一飞行控制器包括第一飞控计算机和第一作动器控制器，上述第一飞控计算机和上述第一作动器控制器集成在上述第一飞行控制器中；第二飞行控制器，上述第二飞行控制器包括第二飞控计算机和第二作动器控制器，上述第二飞控计算机和上述第二作动器控制器集成在上述第二飞行控制器中；其中，上述第一作动器控制器和上述第二作动器控制器的配置相同，上述第一飞控计算机和上述第二飞控计算机的配置相同。通过本实用新型，解决了相关技术中系统研制成本和维护成本高的问题，进而达到了降低成本的效果。

Description

电传飞控系统

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种电传飞控系统。

背景技术

目前，电传飞控系统已成国际民用航空技术的主流发展趋势。无论是干线机还是支线机亦或是公务机，飞控系统采用电传方式(fly-by-wire)已逐渐取代了传统的机械操纵。而采用电传飞控系统就不得不考虑系统冗余度、系统备份等设计策略，同时为实现相应的系统保护功能就不得不使用复杂的电子硬件和软件。

相关技术中，一种飞控系统采用2台飞行控制盒(FCC)+6台主作动器控制器(P-ACE)+1台水平安定面作动器控制器(HS-ACE)的控制架构，另还有2块扰流板作动器控制器(S-ACE)集成在飞行控制盒中。其飞行控制盒主要负责整个系统的控制、监控、包线保护以及与其它系统交联通讯等。作动器控制器主要采用模拟电路实现对主操纵面、扰流板以及水平安定面的控制。

从上述飞控系统架构的配置可以看出系统设备较多，交联和控制比较复杂，作动器控制器采用模拟形式增加了设备重量，这必然导致系统研制成本增加、系统重量也随之增加，同时也增加了系统备件数量和系统维护成本。因此，优化电传飞控系统设计方案、减少飞控系统LRU(外场可更换单元)组成以减少系统重量和备件数量，降低系统研制成本和维护成本是目前各主机厂及航空公司的迫切希望。

相关技术中，另一种飞机电传飞控系统采用多余度控制通道，以满足1E-9/FH的系统安全性设计目标。其主要配置有多通道指令位置传感器、2台飞行控制器(FCU)、2台作动器控制器(ACE)以及多台作动器(PCU)。本发明的亮点是将一台飞控计算机(FCC)和一台作动器控制器(ACE)集成在同一机箱中组成一台飞行控制器(FCU)，FCU中的FCC和ACE均保持各自的功能和接口独立性。这种设计方案的目的是在满足系统安全性的前提下，减少系统LRU组成，降低系统研制成本，减少备件数量并降低维护成本。

发明内容

本实用新型提供了一种电传飞控系统，以至少解决现有技术系统研制成本和维护成本高的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电传飞控系统，包括第一飞行控制器，所述第一飞行控制器包括第一飞控计算机和第一作动器控制器，所述第一飞控计算机和所述第一作动器控制器集成在所述第一飞行控制器中；第二飞行控制器，所述第二飞行控制器包括第二飞控计算机和第二作动器控制器，所述第二飞控计算机和所述第二作动器控制器集成在所述第二飞行控制器中；其中，所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器的配置相同，所述第一飞控计算机和所述第二飞控计算机的配置相同。

优选地，所述电传飞控系统还包括第三作动器控制器和第四作动器控制器，其中，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器是所述电传飞控系统中除了所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器之外的仅有的两台独立的作动器控制器，并且，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器的配置相同。

优选地，所述系统还包括仅四个单余度舵面位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别是左副翼位置传感器、右副翼位置传感器、左升降舵位置传感器和右升降舵位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别与所述第一作动器控制器、所述第二作动器控制器、所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器连接。

优选地，所述左副翼位置传感器与所述第三作动器控制器连接；所述右副翼位置传感器与所述第一作动器控制器连接；所述左升降舵位置传感器与所述第二作动器控制器连接；所述右升降舵位置传感器与所述第四作动器控制器连接。

优选地，所述第三作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼外侧作动器和左升降舵外侧作动器连接，所述第一作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼内侧作动器和左升降舵内侧作动器连接。

优选地，所述第四作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼外侧作动器和右升降舵外侧作动器连接，所述第二作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼内侧作动器和右升降舵内侧作动器连接。

优选地，所述系统还包括左内侧扰流板作动器和右内侧扰流板作动器，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器与所述第三作动器控制器连接，并且，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器仅受控于所述第三作动器控制器。

优选地，所述系统还包括左外侧扰流板作动器和右外侧扰流板作动器，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器与所述第四作动器控制器连接，并且，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器仅受控于所述第四作动器控制器。

通过本实用新型，采用第一飞行控制器，所述第一飞行控制器包括第一飞控计算机和第一作动器控制器，所述第一飞控计算机和所述第一作动器控制器集成在所述第一飞行控制器中；第二飞行控制器，所述第二飞行控制器包括第二飞控计算机和第二作动器控制器，所述第二飞控计算机和所述第二作动器控制器集成在所述第二飞行控制器中；其中，所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器的配置相同，所述第一飞控计算机和所述第二飞控计算机的配置相同。解决了相关技术中系统研制成本和维护成本高的问题，进而达到了降低成本的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的电传飞控系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型优选实施例的电传飞控系统的结构示意图；

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供了一种电传飞控系统，图1是根据本实用新型的电传飞控系统的结构示意图1，如图1所示，该系统包括：

第一飞行控制器1，所述第一飞行控制器1包括第一飞控计算机11和第一作动器控制器12，所述第一飞控计算机11和所述第一作动器控制器12集成在所述第一飞行控制器1中；第二飞行控制器2，所述第二飞行控制器2包括第二飞控计算机21和第二作动器控制器22，所述第二飞控计算机21和所述第二作动器控制器22集成在所述第二飞行控制器2中；其中，所述第一作动器控制器12和所述第二作动器控制器22的配置相同，所述第一飞控计算机11和所述第二飞控计算机11的配置相同。

在一个实施例中，所述电传飞控系统还可以包括第三作动器控制器和第四作动器控制器，其中，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器是所述电传飞控系统中除了所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器之外的仅有的两台独立的作动器控制器，并且，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器的配置相同。

在另一个实施例中，所述系统还包括仅四个单余度舵面位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别是左副翼位置传感器、右副翼位置传感器、左升降舵位置传感器和右升降舵位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别与所述第一作动器控制器、所述第二作动器控制器、所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器连接。

其中，所述左副翼位置传感器与所述第三作动器控制器连接；所述右副翼位置传感器与所述第一作动器控制器连接；所述左升降舵位置传感器与所述第二作动器控制器连接；所述右升降舵位置传感器与所述第四作动器控制器连接。

其中，所述第三作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼外侧作动器和左升降舵外侧作动器连接，所述第一作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼内侧作动器和左升降舵内侧作动器连接。

其中，所述第四作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼外侧作动器和右升降舵外侧作动器连接，所述第二作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼内侧作动器和右升降舵内侧作动器连接。

其中，所述系统还包括左内侧扰流板作动器和右内侧扰流板作动器，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器与所述第三作动器控制器连接，并且，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器仅受控于所述第三作动器控制器。

其中，所述系统还包括左外侧扰流板作动器和右外侧扰流板作动器，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器与所述第四作动器控制器连接，并且，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器仅受控于所述第四作动器控制器。

本实用新型还提供了一种优选的电传飞控系统，图2是根据本实用新型优选实施例的电传飞控系统，如图2所示，该系统的结构如下：

在设计过程中，要求飞控系统能完成2块升降舵、2块副翼、4块扰流板以及1块方向舵的控制，系统安全性指标要求完全丧失飞行操纵能力的概率应小于1E-9/FH，系统进入直接模式的概率应小于1E-7/FH。

电传飞行控制系统采用传统驾驶杆/盘操纵方式，左右操纵装置采用超控杆连接形式。系统主要功能是完成2块升降舵、2块副翼、4块扰流板和1块方向舵的控制，主要组成有指令传感器，飞行控制器，作动器控制器，作动器，舵面位置传感器以及电缆。

各轴指令位置传感器配置8个，单侧设置4个，主要用于测量驾驶舱操纵装置的位移并为飞控系统提供操作输入信息。正常情形下超控杆能确保左右联动，当单侧卡阻时，左右输出不一致，此时计算机根据指令的变化梯度来判断指令有效性。减速手柄指令传感器为4余度，主要为空中减速和地面减速提供操作输入。

飞行控制器配置2台，左右电子设备柜各一台。正常模式时，飞行控制器中的飞控计算机使用正常模式控制律完成整个系统的控制、监控和保护功能，以及与其它系统的交联。每台飞控计算机设置有控制支路和监控支路，2个支路采用非相似电子硬件和软件以避免共模故障，同时也为了确保输出指令的有效性以满足系统安全性要求。当丧失大气数据时，飞控系统会自动进入降级模式。

作动器控制器配置2台，左右电子设备柜各一台，每台作动器控制器设置有控制和监控支路。负责飞控系统所有模拟、离散信号的采集和处理，并将处理结果以数字的形式上报飞控计算机。通过与对应的主舵面作动器形式闭环控制回路，从而实现对各操纵面的伺服控制。此外，飞行控制器中的作动器也具有这些功能，但其采用不同类型的复杂电路以避免共模故障。正常模式下，所有作动器控制器接收并执行FCC发出的指令。直接模式下，作动器控制器能提供应急控制能力。根据驾驶舱操纵操纵指令，并通过直接模式控制律实现对各操纵面的控制。

作动器配置15台，分别为4台升降舵作动器，4台副翼作动器，4台扰流板作动器和3台方向舵作动器，接受作动器控制器发出的控制指令，实现对舵面的偏转操纵。

舵面位置传感器4个，分别配备在左右副翼和左右升降舵舵面，每个传感器采用电气单余度形式，主要用于驾驶舱各操纵面位置指示。

本实用新型还提供了一种电传飞控系统，该电传飞行控制系统采用传统的驾驶杆/盘操纵形式，主要功能是完成2块升降舵、2块副翼、4块扰流板和1块方向舵的控制，其主要组成有：驾驶舱操纵指令传感器，飞行控制器，作动器控制器，作动器，以及机载电缆等。驾驶杆位置传感器左右各4个，分别集成在俯仰操纵模块中。驾驶盘位置传感器左右各4个，分别集成在横滚操纵模块中。脚蹬位置传感器左右各4个(其中一路用于前轮转弯)，分别集成在偏航模块和脚蹬阻尼模块中。减速操纵手柄配置4个位置传感器。飞行控制器配置2台，分别布置在左右电子设备柜中。作动器控制器配置2台，分别布置在左右电子设备柜中。作动器配置15台，分别为4台升降舵作动器，4台副翼作动器，4台扰流板作动器和3台方向舵作动器。舵面位置传感器4个，分别安装在左右副翼和左右升降舵上。电缆主要分为通信总线类型和信号导线。

本实用新型实施例具有以下有益效果：减少了系统LRU组成，降低了系统交联复杂度，且系统采用模块化设计降低了系统维护成本，提高了飞控系统的可靠性和遣派率，有效地降低了飞控系统研制成本和运营维护成本。具体地说，本实用新型具有以下优点：

1.系统架构更为合理，配置更为优化，系统本身的基本可靠性指标MTBF值明显高于系统设计目标；

2.系统交联复杂度明显降低，提高了系统安全性；

3.基于系统架构的优化，减少了系统LRU组成，从而减小了系统重量，降低系统单机成本，同时也减少了系统备件数量和航空公司维护成本；

4.系统余度配置简便合理，可有效减小电缆布置长度；

5.系统采用模块化设计，在可达性方面更为合理和便捷，有效地提高了系统的维修性能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电传飞控系统，应用在飞行器上，其特征在于，包括：

第一飞行控制器，所述第一飞行控制器包括第一飞控计算机和第一作动器控制器，所述第一飞控计算机和所述第一作动器控制器集成在所述第一飞行控制器中；

第二飞行控制器，所述第二飞行控制器包括第二飞控计算机和第二作动器控制器，所述第二飞控计算机和所述第二作动器控制器集成在所述第二飞行控制器中；

其中，所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器的配置相同，所述第一飞控计算机和所述第二飞控计算机的配置相同。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电传飞控系统还包括第三作动器控制器和第四作动器控制器，其中，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器是所述电传飞控系统中除了所述第一作动器控制器和所述第二作动器控制器之外的仅有的两台独立的作动器控制器，并且，所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器的配置相同。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括仅四个单余度舵面位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别是左副翼位置传感器、右副翼位置传感器、左升降舵位置传感器和右升降舵位置传感器，所述四个单余度舵面位置传感器分别与所述第一作动器控制器、所述第二作动器控制器、所述第三作动器控制器和所述第四作动器控制器连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述左副翼位置传感器与所述第三作动器控制器连接；所述右副翼位置传感器与所述第一作动器控制器连接；所述左升降舵位置传感器与所述第二作动器控制器连接；所述右升降舵位置传感器与所述第四作动器控制器连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第三作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼外侧作动器和左升降舵外侧作动器连接，所述第一作动器控制器分别与所述飞行器的左副翼内侧作动器和左升降舵内侧作动器连接。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第四作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼外侧作动器和右升降舵外侧作动器连接，所述第二作动器控制器分别与所述飞行器的右副翼内侧作动器和右升降舵内侧作动器连接。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括左内侧扰流板作动器和右内侧扰流板作动器，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器与所述第三作动器控制器连接，并且，所述左内侧扰流板作动器和所述右内侧扰流板作动器仅受控于所述第三作动器控制器。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括左外侧扰流板作动器和右外侧扰流板作动器，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器与所述第四作动器控制器连接，并且，所述左外侧扰流板作动器和所述右外侧扰流板作动器仅受控于所述第四作动器控制器。