專利名稱：失速警告系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)失速警告系統(tǒng)。
飛機(jī)在起飛、著落，巡航飛行時(shí)，飛機(jī)的起飛迎角和飛行速度的當(dāng)前狀態(tài)是否正常，這是飛行員需要隨時(shí)掌握的，當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)能使飛行員及時(shí)得到警告，加以修正。在眾多型客機(jī)的失速警告系統(tǒng)中，(如美國的波音747、757、DC-10、MD-81/87、A300-B2/B4飛機(jī)，前蘇聯(lián)的安-26飛機(jī)，英國的BAe146-100飛機(jī)等)，大多都是由飛機(jī)臨界迎角傳感器，迎角傳感器，襟翼位置等信號(hào)與一個(gè)設(shè)定信號(hào)對(duì)比，得出飛行是否正常的信號(hào)，并用燈光，音響、抖桿等形式告誡飛行員。而這些警告系統(tǒng)的信號(hào)處理又因不同的飛機(jī)而有不同的失速解算算法，波音757、767飛機(jī)失速警告系統(tǒng)由插在中央警告系統(tǒng)中的失速組件對(duì)輸入的迎角信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)有失速發(fā)生時(shí)，通過中央警告系統(tǒng)發(fā)出燈光，音響等警告信號(hào)，同時(shí)，激勵(lì)抖桿器抖動(dòng)。當(dāng)2秒鐘后飛機(jī)仍處于失速狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)推桿改出失速。而安26飛機(jī)失速警告系統(tǒng)是由兩套傳統(tǒng)的機(jī)電隨動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)迎角和臨界角指針，其中一個(gè)指針上裝有凸輪，另一個(gè)指針上裝有開關(guān)。當(dāng)兩指針相重合時(shí)，開關(guān)給出失速警告信號(hào)，此系統(tǒng)沒有指示器。美國航空和空間署為OV-1C飛機(jī)研制的失速警告系統(tǒng)是用8085CPU為處理器的數(shù)字式系統(tǒng)，它利用動(dòng)壓和靜壓解算出真空速，利用襟翼位置、升降舵位置、加速度等信號(hào)解算出失速速度，然后再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，以同步器進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)指示器。當(dāng)真空速接近失速速度時(shí)，發(fā)出失速警告，綜上所述的各種失速警告系統(tǒng)，它們都各有不近人意的地方，波音系列和原蘇聯(lián)安系列飛機(jī)的失速警告系統(tǒng)的失速警告信號(hào)都通過抖桿、燈光等方式發(fā)出，飛行員無法知道飛機(jī)距失速狀態(tài)的當(dāng)前情況及變化趨勢(shì)和應(yīng)修正量。而OV-1C飛機(jī)的失速警告系統(tǒng)雖然有指示器，但是，因它有一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換過程，指示器給出的是飛行速度，信號(hào)顯示有一個(gè)延遲。
本發(fā)明的目的是，飛行員能對(duì)飛機(jī)失速前后有一個(gè)直接的數(shù)量概念，可直接看出飛機(jī)在失速之前(包括正常飛行)和失速之后(失速警告之后)的變化情況，從而避免飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)，使飛行員能以最佳迎角和速度飛行。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是以M數(shù)傳感器和迎角傳感器的飛行狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)多路開關(guān)、采樣/保持電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)解算出飛機(jī)迎角和臨界角，驅(qū)動(dòng)迎角、臨界角組合指示器和飛機(jī)上的轉(zhuǎn)接盒，發(fā)出飛機(jī)失速警告信號(hào)。
本發(fā)明一改了現(xiàn)有技術(shù)中無指示器的缺陷，它用數(shù)字信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)指示器，使指示器直接指示出飛機(jī)迎角及臨界角，系統(tǒng)性能得到了大的改善，讓飛行員對(duì)飛機(jī)失速前后有一個(gè)直接的數(shù)量概念，并能及時(shí)修正誤差，以最佳迎角和速度飛行。
附圖
給出系統(tǒng)原理框圖M數(shù)傳感器(1)、迎角傳感器(2)輸入的直流電壓信號(hào)及模電壓(10.24v)和地信號(hào)一起加入多路開關(guān)電路(3)，完成對(duì)多路模擬量的轉(zhuǎn)換后，輸入到采樣/保持電路(4)，完成對(duì)當(dāng)值模擬量的采樣/保持和放大。此信號(hào)加給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)，完成當(dāng)值模擬量的A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換。然后，輸入到接口芯片(6)，其功能是a.A口與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)的12位數(shù)據(jù)線相接，是A/D數(shù)據(jù)輸入通路;
b.B口完成對(duì)多路開關(guān)電路(3)，采樣/保持電路(4)、A/D電路(5)的邏輯控制。
c.C口完成各開關(guān)量的輸入。
d.還兼有系統(tǒng)多部的讀取功能。
單片機(jī)(7通過芯片(6)的B口控制多路開關(guān)(3)，完成對(duì)4個(gè)模擬量的輪換輸入，控制采/保電路(4)對(duì)所輸入的模擬量進(jìn)行采樣和保持，控制A/D轉(zhuǎn)換器(5)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過接口芯片(6)把數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)(7)，單片機(jī)(7)對(duì)輸入的模擬量進(jìn)行計(jì)算，其功能是A.對(duì)10.24v模電壓進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)有±20mv的電壓誤差時(shí)，發(fā)出故障警告。
B.對(duì)模地電壓進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)有±20mv的電壓誤差時(shí)，發(fā)出故障警告。
C.把M數(shù)傳感器(1)的電壓值按規(guī)定曲線進(jìn)行計(jì)算，求出飛機(jī)臨界角。
D.把飛機(jī)局部迎角傳感器(2)的電壓值按規(guī)定曲線進(jìn)行計(jì)算，求出飛機(jī)迎角。
E.對(duì)飛機(jī)臨界角和迎角進(jìn)行比較計(jì)算，當(dāng)飛機(jī)迎角等于或大于臨界角值時(shí)，發(fā)出失速警告。
F.單片機(jī)(7)根據(jù)飛機(jī)迎角和臨界角值計(jì)算出相應(yīng)的脈沖當(dāng)量，同時(shí)控制和驅(qū)動(dòng)迎角、臨界角組合指示器(Ⅰ)中的飛機(jī)迎角和臨界角指針指示相應(yīng)的角度值。
G.在中斷時(shí)，根據(jù)芯片(6)c口中的檢測(cè)、零位來進(jìn)行判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作。
經(jīng)單片機(jī)(7)計(jì)算后的輸出信號(hào)，一路控制飛機(jī)上轉(zhuǎn)接盒中的繼電器組發(fā)出失速燈光、音響抖桿等警告信號(hào)，另一路發(fā)出指示器驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。此信號(hào)又分兩路分別輸入迎角通路(Ⅱ)和臨界角通路(Ⅲ)。飛機(jī)臨界角通路(Ⅲ)與迎角通路(Ⅱ)的組成是相同的?，F(xiàn)僅對(duì)飛機(jī)迎角通路(Ⅱ)說明。與非門(8)對(duì)單片機(jī)(7)來的信號(hào)反向，與非門(9)、(10)，或非門(11)組成零位反向，禁止邏輯和脈沖閘門。光電隔離電路(12)完成單片(7)部分與驅(qū)動(dòng)部分的隔離，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。隔離輸出的信號(hào)經(jīng)整形電路(13)整形后，脈沖分配器(14)將整形后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)(M)所需的三相脈沖信號(hào)，經(jīng)調(diào)制器(15)進(jìn)行15～30kHz的調(diào)制，經(jīng)限流電阻推動(dòng)達(dá)林頓三極管進(jìn)行功率放大，饋給迎角、臨界角組合指示器(Ⅰ)中步進(jìn)電機(jī)的三相繞組，驅(qū)動(dòng)電機(jī)做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以此來完成數(shù)字量對(duì)角度量的轉(zhuǎn)換，二級(jí)管完成續(xù)流作用。
電機(jī)的角度量經(jīng)減速器i1帶動(dòng)指針指示到相應(yīng)的飛機(jī)迎角值上，與此同時(shí)，增速器i2驅(qū)動(dòng)光柵電路部件，輸出與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比的脈沖信號(hào)，并把此值經(jīng)開關(guān)送給單片機(jī)(7)的T。進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)此值與計(jì)算值相等時(shí)發(fā)生中斷，進(jìn)行中斷處理，控制或非門(11)關(guān)閉，閘住脈沖的加入，即停止電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而形成閉環(huán)數(shù)字式隨動(dòng)系統(tǒng)。指示器(Ⅰ)中的零位傳感器(16)是在系統(tǒng)工作初始時(shí)校準(zhǔn)隨動(dòng)系統(tǒng)位置基準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)板中的與非門(9)、(10)用于零位時(shí)的電氣限位。
另外，脈沖發(fā)生器(17)是飛機(jī)迎角通路和臨界角通路的公共電路，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或電源有故障時(shí)，單片機(jī)(7)有信號(hào)使故障旗落下，提醒飛行員系統(tǒng)有故障。本失速警告系統(tǒng)還具有檢測(cè)，監(jiān)視等功能。鎖存器(18)完成單片機(jī)對(duì)外部程序的讀取。
權(quán)利要求
1.由飛機(jī)迎角傳感器、機(jī)電隨動(dòng)系統(tǒng)組成的飛機(jī)失速警告系統(tǒng)，其特征在于，以M數(shù)傳感器和迎角傳感器的飛行狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)多路開關(guān)/采樣保持電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)解算出飛機(jī)迎角和臨界角，用數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)迎角、臨界角組合指示器和飛機(jī)上的轉(zhuǎn)接盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)失速警告系統(tǒng)，其特征在于，單片機(jī)的數(shù)字信號(hào)分迎角和臨界角兩通路直接驅(qū)動(dòng)指示器的電機(jī)做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為角度量，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)減速器和一個(gè)增速器，減速器帶動(dòng)指針，增速器帶動(dòng)光柵組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)失速警告系統(tǒng)，它是以M數(shù)傳感器和迎角傳感器得到的飛行狀態(tài)信號(hào)，通過單片機(jī)解算出飛機(jī)的迎角和臨界角數(shù)值，然后，用數(shù)字信號(hào)分別通過迎角通路和臨界角通路直接驅(qū)動(dòng)迎角、臨界角組合指示器的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)減速器和一個(gè)增速器將計(jì)算出的數(shù)值轉(zhuǎn)換為角度量，告知飛行員飛機(jī)飛行的當(dāng)前狀況，一改了過去只用燈光、音響、抖動(dòng)等信號(hào)發(fā)出失速警告的情況。
文檔編號(hào)B64D45/00GK1069946SQ9211041
公開日1993年3月17日 申請(qǐng)日期1992年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月10日
發(fā)明者歐瑞林, 謝蔥蘢, 田鵬良 申請(qǐng)人:航空航天工業(yè)部太行儀表廠