新型飞控驾驶舱操纵机构故障状态建模与分析

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1、第6卷第3期航空工程进展v01．6No．3』旦堕年8月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．20152222222222222222222================================一：：一一呈文章编号：1674—8190(2015)03—354。06新型飞控驾驶舱操纵机构故障状态建模与分析王婧茹，王博，王宜芳(中航飞机研发中心飞控液压设计研究所，西安710089)摘要：某电传民机驾驶舱操纵机构采用超控杆的连接形式，该种机构重量轻、维修性好，但是故障模式具有多样性和复杂性，针对这一问题，

2、研究其驾驶杆操纵机构的原理和物理特性，对其正常模式和单侧驾驶杆卡阻故障模式进行建模，并对各故障模式进行分析和杆力特性品质评估，结果表明：该种操纵机构在故障模式下的杆力特性品质是可以接受的。关键词：电传民机；驾驶舱操纵机构；超控杆；故障模式；品质评估中图分类号：V249．1文献标识码：AModelingandAnalysisaboutaFaultStateofaNewCockpitControlMechanismWangJingru，WangBo，WangYifang(FlightControlandHydraulicPressureInstitute，Xi’an

3、AircraftInternationalCorporationResearch＆DevelopmentCenter．Xi’an710089．China)Abstract：Overriderodlinkageformisadoptedbythecockpitcontrolunitsofacertaintypeoffly—by-wirecivilaircraft，anditbringssomeprofitsontheweightandmaintainability．Butthefailuremodeisofdiversityandcomplexity．Tosolv

4、etheproblem，theworkingprincipleandphysicalcharacteristicsofthecockpitcontrolunitsarestudied．Throughmodelingandsimulationonitsnormalmodeandunilateralfailuremode，eachfailuremodeisanalyzedandthecolumnforcequalityisevaluated．Resultsshowthatthecolumnforcequalityofeachfailuremodeisacceptab

5、le．Keywords：fly-by-wirecivilaircraft；cockpitcontrolunits；overriderod；failuremode；flightqualityevaluation0引言民机设计的首要目标是获取满意的飞行性能和优良的飞行操纵特性，所以设计方案前对飞机操纵性能评估显得尤为重要。在民机研发过程中，操纵机构在故障模式下的操纵性能也是需要考虑的一个重要问题。目前，国内外主要是对驾驶杆操纵机构设计n。21以及在正常模式的动力学仿真∞]和操纵性能n3进行相关的研究和评估，但未对驾驶杆操纵机构在故障模式下的操纵性能进行一定的研究分析

6、。收稿日期：2015-0513；修回日期：2015-06—24通信作者：王婧茹，wjr3434@163．COrn某民机驾驶超控杆的设计解决了常规弹簧一卡销式解脱机构[5]带来的结构复杂、重量重以及当驾驶杆单侧故障，左右驾驶杆脱开，在空中无法恢复，只能落地后进行地面恢复，整个飞行过程中带硬故障飞行，风险不可控[6]的问题。但这种超控杆式操纵机构故障模式却具有多样性和复杂性，因此对这种操纵机构建模以及操纵特性评估较为复杂。本文建立超控杆连接式操纵机构的正常模式模型和故障模式模型，分析其在各种故障模式下的性能指标，为操纵机构后续设计提供依据。1驾驶杆操纵机构系统介绍1

7、．1驾驶杆操纵机构新型驾驶舱操纵机构包括配平机构、超控杆机第3期王婧茹等：新型飞控驾驶舱操纵机构故障状态建模与分析355：；========================222222222225222。2522222。构以及左右驾驶杆控制机构。配平机构是对驾驶杆杆力进行配平。超控杆机构连接左右驾驶杆控制机构。左右驾驶杆机构控制升降舵，对飞机进行俯仰操纵‘7I。1．2驾驶杆力组成与机械类操纵飞机相比，电传飞机的飞行员不能直接感受到飞机的舵面载荷[8。9]，为了避免飞行员出现错误操纵而影响飞行安全，合理的驾驶杆力是电传飞机的一个重要组成部分[10

8、。电传飞机力感系

9、统主要包括静态力感系统和