飞机方向舵限位模块、失速保护系统及单发螺旋桨飞机的制作方法

本发明属于飞机失速控制，具体涉及一种飞机方向舵限位模块、失速保护系统及单发螺旋桨飞机。

背景技术：

1、失速是指飞机在空中飞行时，由于气流的不稳定或者飞行速度过低，导致机翼失去升力，无法维持正常的飞行状态。失速发生后，飞机的操控性能会急剧下降，失去对飞机的控制。此时，驾驶员需要立即采取正确的措施，尽快恢复升力，避免坠毁。通常飞行员会采取加速、改变机头姿态等方式来改出恢复，飞行员都需要接受失速/尾旋改出训练。

2、采用机械操纵系统的飞机，飞机固有的失速特性可能存在进入失速及偏离状态的风险，常用失速保护的方式主要有三种：文字告警、语音告警和抖杆器告警，由于气象条件、飞行员反应时间和误操作等原因，上述方式不能完全避免飞机进入失速状态，特别对于单发螺旋桨飞机，方向舵受到螺旋桨滑流影响使飞机向一侧侧滑，必须限制方向舵向侧滑一侧的行程，否则会加剧飞机的失速。

技术实现思路

1、为防止飞机进入失速状态，在紧急状态下限制飞行员的错误操作并控制飞机远离失速边界，提高飞机飞行安全性，本发明提供了一种飞机方向舵限位模块，包括：

2、方向舵限位器、方向舵操纵机构、安装支座，所述方向舵限位器通过安装支座与所述方向舵操纵机构相连；

3、在飞机运行阶段，当发动机功率超过某一阈值且失速告警持续激活超过某一设定时间时，方向舵限位器控制方向舵操纵机构限位，进而方向舵一侧行程受到限制，使得方向舵限位功能开启并保持限位状态；当发动机功率降至某一阈值或失速告警停止了某一设定时间时，方向舵限位器控制方向舵操纵机构解除限位，进而方向舵行程解除限制，使得方向舵限位功能解除。

4、可选的，所述方向舵限位器包括电磁阀、复位弹簧、柱塞、曲柄摇臂和限位柱，所述方向舵操纵机构还包括连接摇臂和安装摇臂，当发动机功率超过某一阈值且失速告警持续激活超过某一设定时间时，所述方向舵限位器接收到激活信号，电磁阀内部的线圈通电，产生的电磁力作用于柱塞上，柱塞运动到设定位置并锁止，与所述柱塞相连的曲柄摇臂向方向舵操纵机构运动，所述方向舵操纵机构向一侧正常转动，但所述方向舵操纵机构向另一侧转动时所述安装摇臂与所述曲柄摇臂上的限位柱发生接触，该接触位置即为方向舵操纵机构的止动位置，方向舵操作机构止动后，通过连接摇臂连接的方向舵一侧行程受到限制，实现方向舵限位功能。

5、可选的，方向舵限位功能解除的步骤包括：当发动机功率降至某一阈值或失速告警停止了某一设定时间时，所述方向舵限位器接收到解除信号，电磁阀内部的线圈断电，无电磁力作用于柱塞，所述柱塞在复位弹簧的弹簧力作用下伸长到初始位置，所述曲柄摇臂向方向舵操纵机构反方向抬起，所述方向舵操纵机构能够自由转动，不受限位柱的止动限制，方向舵限位功能解除。

6、本发明还提供了一种飞机失速保护系统，包括：

7、失速告警模块、点火控制模块和飞机方向舵限位模块，所述点火控制模块一端连接失速告警模块，一端连接飞机方向舵限位模块；

8、所述飞机方向舵限位模块包括：方向舵限位器、方向舵操纵机构、安装支座，所述方向舵限位器包括电磁阀、复位弹簧、柱塞、曲柄摇臂和限位柱，所述方向舵限位器通过安装支座与所述方向舵操纵机构相连，所述方向舵操纵机构包括安装摇臂和连接摇臂，所述连接摇臂与方向舵相连；

9、在飞机运行阶段，当发动机功率超过某一阈值且失速告警持续激活超过某一设定时间时，方向舵限位器控制方向舵操纵机构限位，进而方向舵一侧行程受到限制，使得方向舵限位功能开启并保持限位状态；当发动机功率降至某一阈值或失速告警停止了某一设定时间时，方向舵限位器控制方向舵操纵机构解除限位，进而方向舵行程解除限制，使得方向舵限位功能解除。

10、所述失速告警模块，当飞机失速时，失速告警模块获取失速传感信号并输出失速告警信号；

11、所述点火控制模块接收发动机功率数据以及失速告警信号，输出方向舵限位控制信号；

12、所述飞机方向舵限位模块接收方向舵限位控制信号，控制方向舵限位器，使得方向舵限位功能开启或解除。

13、可选的，所述失速告警模块包括失速告警口、失速告警传感器、闭锁继电器、闭锁微动开关、告警模块、抖杆器，所述失速告警口安装在机翼前缘，所述失速告警器与所述失速告警口相连，所述闭锁继电器设置在失速告警传感器和告警模块之间，所述闭锁微动开关与所述闭锁继电器相连，所述告警模块与所述闭锁继电器相连，所述抖杆器安装在驾驶杆上。

14、可选的，所述点火控制模块包括单片机。

15、可选的，当飞机失速时，失速告警模块向飞行员提供文字告警、语音告警和触觉告警。

16、可选的，所述闭锁微动开关和失速告警传感器提供的失速告警信号均激活时，所述闭锁继电器检测到该信号，并向失速告警模块提供持续的失速告警信号，实现失速告警保持功能。

17、可选的，所述闭锁微动开关安装在驾驶杆上，通过操作驾驶杆改出失速，驾驶杆位置的更改会导致闭锁微动开关状态变化，从而导致失速告警信号保持或解除。

18、本发明还提供了一种具有所述飞机失速保护系统的单发螺旋桨飞机，当所述单发螺旋桨飞机的螺旋桨旋转方向为从驾驶员方向看螺旋桨顺时针转动时，所述曲柄摇臂上的限位柱位于所述方向舵操纵机构的安装摇臂相对于驾驶员左侧设置，实现方向舵左侧限位；当所述单发螺旋桨飞机的螺旋桨旋转方向为从驾驶员方向看螺旋桨逆时针转动时，所述曲柄摇臂上的限位柱位于所述方向舵操纵机构的安装摇臂相对于驾驶员右侧设置，实现方向舵右侧限位。

19、综上内容，本申请所述的飞机方向舵限位模块及失速保护系统具有如下优点：

20、1.本发明所述飞机方向舵限位器模块在紧急状态下可以限制飞行员的错误操作并控制飞机远离失速边界，从而显著提高飞机的安全性；

21、2.本发明所述飞机失速保护系统的点火控制模块接收发动机功率数据以及失速告警信号，输出方向舵限位控制信号并发出文字告警、语音告警、抖杆器告警，闭锁继电器实现包含文字、语音、触觉失速告警和失速告警保持，预防飞机进入失速/尾旋状态；

22、3.本发明所述飞机失速保护系统并联在单发螺旋桨飞机操纵系统中，只需对操纵系统进行局部更改就可以加装该系统，不会影响飞行操纵系统的正常工作，可广泛适用于机械操纵系统。

技术特征：

1.一种飞机方向舵限位模块，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述飞机方向舵限位模块，其特征在于，所述方向舵限位器包括电磁阀、复位弹簧、柱塞、曲柄摇臂和限位柱，所述方向舵操纵机构包括连接摇臂和安装摇臂，当发动机功率超过某一阈值且失速告警持续激活超过某一设定时间时，所述方向舵限位器接收到激活信号，电磁阀内部的线圈通电，产生的电磁力作用于柱塞上，柱塞运动到设定位置并锁止，与所述柱塞相连的曲柄摇臂向方向舵操纵机构运动，所述方向舵操纵机构向一侧正常转动，但所述方向舵操纵机构向另一侧转动时所述安装摇臂与所述曲柄摇臂上的限位柱发生接触，该接触位置即为方向舵操纵机构的止动位置，方向舵操作机构止动后，通过连接摇臂连接的方向舵一侧行程受到限制，实现方向舵限位功能。

3.如权利要求1所述飞机方向舵限位模块，其特征在于，当发动机功率降至某一阈值或失速告警停止了某一设定时间时，所述方向舵限位器接收到解除信号，电磁阀内部的线圈断电，无电磁力作用于柱塞，所述柱塞在复位弹簧的弹簧力作用下伸长到初始位置，所述曲柄摇臂向方向舵操纵机构反方向抬起，所述方向舵操纵机构能够自由转动，不受限位柱的止动限制，方向舵限位功能解除。

4.一种飞机失速保护系统，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述飞机失速保护系统，其特征在于，所述失速告警模块包括失速告警口、失速告警传感器、闭锁继电器、闭锁微动开关、告警模块、抖杆器，所述失速告警口安装在机翼前缘，所述失速告警器与所述失速告警口相连，所述闭锁继电器设置在失速告警传感器和告警模块之间，所述闭锁微动开关与所述闭锁继电器相连，所述告警模块与所述闭锁继电器相连，所述抖杆器安装在驾驶杆上。

6.如权利要求4所述飞机失速保护系统，其特征在于，所述点火控制模块包括单片机。

7.如权利要求4所述飞机失速保护系统，其特征在于，当飞机失速时，失速告警模块向飞行员提供文字告警、语音告警和触觉告警。

8.如权利要求4所述飞机失速保护系统，其特征在于，所述闭锁微动开关和失速告警传感器提供的失速告警信号均激活时，所述闭锁继电器检测到该信号，并向失速告警模块提供持续的失速告警信号，实现失速告警保持功能。

9.如权利要求4所述飞机失速保护系统，其特征在于，所述闭锁微动开关安装在驾驶杆上，通过操作驾驶杆改出失速，驾驶杆位置的更改会导致闭锁微动开关状态变化，从而导致失速告警信号保持或解除。

10.一种具有如权利要求4～9任意一项所述飞机失速保护系统的单发螺旋桨飞机，其特征在于，当所述单发螺旋桨飞机的螺旋桨旋转方向为从驾驶员方向看螺旋桨顺时针转动时，所述曲柄摇臂上的限位柱位于所述方向舵操纵机构的安装摇臂相对于驾驶员左侧设置，实现方向舵左侧限位；当所述单发螺旋桨飞机的螺旋桨旋转方向为从驾驶员方向看螺旋桨逆时针转动时，所述曲柄摇臂上的限位柱位于所述方向舵操纵机构的安装摇臂相对于驾驶员右侧设置，实现方向舵右侧限位。

技术总结本发明公开了一种飞机方向舵限位模块、失速保护系统及单发螺旋桨飞机，所述飞机方向舵限位模块包括方向舵限位器、方向舵操纵机构、安装支座，在飞机运行阶段，点火控制模块通过接收飞机发动机功率数据和失速告警信号将所述方向舵限位器激活，方向舵限位器激活后其柱塞运动到设定位置并锁止，限位柱对方向舵操纵机构进行控制，方向舵操纵机构通过其连接摇臂控制方向舵止动，实现方向舵限位功能，避免飞行进入尾旋或深失速，从而显著提高飞机的安全性。技术研发人员：石晓龙,邵良,吴昊,马庆龙,黄平受保护的技术使用者：浙江中航通飞研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8