本发明应用于传统机械助力飞行操纵系统，具体涉及一种飞机飞行操纵系统的人感装置。
背景技术：
人感装置是飞行操纵系统必不可少的部分，随着飞机设计、制造技术的不断发展，飞机的飞行高度和速度都在不断的扩大，由此带来的杆力杆位移的变化率受过载的变化率影响很大，直接影响到驾驶员的操纵。
飞机的俯仰操纵性，就是飞行员推拉驾驶杆，操纵舵面偏转，使飞机绕横轴转动而改变仰角的特性。飞行员向前推杆，可使飞机仰角减小；反之，向后拉杆，可使仰角增大。飞机通过舵面的偏转实现上升或下降。舵面在偏转时，产生的附加力对舵面转轴构成一个力矩，这个力矩传到驾驶杆来，并力图使驾驶杆返回中立位置,飞行员就必须对驾驶杆施加一定的力来与之平衡，这个力称为驾驶杆杆力。舵面偏角越大或飞行动压越大，杆力就越大；反之，舵面偏角越小或飞行动压越小，杆力就越小。为了在整个飞行速度和高度变化范围内，飞行员的杆力不致变化太大，以满足飞行员的一般操纵习惯，必须消除飞行速度和飞行高度对操纵的影响。
技术实现要素：
本发明的目的是对机械飞行操纵系统中的舵面操纵系统进行改进，人感装置随速压改变主系统的传动比，同时也随速压改变模拟载荷的大小。在提高操纵性能的同时，保证驾驶员的操纵技术始终一致，避免高速飞行时因操纵过大导致飞机出现危险状况。
本申请提供一种飞机飞行操纵系统的人感装置，所述人感装置包括载荷机构控制盒10、变臂机构20、弹簧机构30，其中：
载荷机构控制盒10分别与机上大气数据系统、飞参系统和机上电源相连，载荷机构控制盒10与变臂机构20电连接；
变臂机构20的一端与拉杆连接，变臂机构20的另一端与弹簧机构30连接，所述拉杆与舵面连接。
优选的，变臂机构20的一端通过连接接头21与舵面拉杆连接，变臂机构20的另一端通过连接接头25与弹簧机构30连接。
优选的，变臂机构20通过连接接头22与驾驶杆连接。
优选的，所述变臂机构20包括变臂电机26、滚珠丝杠23和壳体24，变臂电机26通过减速齿轮与滚珠丝杠23连接，变臂电机26和滚珠丝杠23设置在壳体24内。
优选的，弹簧机构30包括压缩型弹簧31、套筒32、活塞杆33，其中：压缩型弹簧31套在活塞杆33外侧，套筒32套在压缩型弹簧31外侧。
优选的，所述变臂机构20为丝杠。
优选的，所述变臂机构20的一端与拉杆铰接。
优选的，所述变臂机构20的另一端与弹簧机构30铰接。
本发明的有益效果在于：解决了因速度过大而引起的过载变化率过大而导致驾驶杆力、杆位移变化率过大，进而引起的舵面效率低下而引发的驾驶员操作困难的问题，可广泛应用于有此问题的飞机操纵系统；与国外凸轮式液压驱动的随速压弹簧机构相比，本发明结构简单，加工工艺成熟、简单，采用电力驱动，机上电源失效率低于传统液压能源，系统的可靠性高。
附图说明
图1为本发明提供的人感装置的结构示意图；
图2为本发明提供的变臂机构的结构示意图；
图3为本发明提供的弹簧机构的结构示意图；
其中：10-载荷机构控制盒；20-变臂机构；30-弹簧机构；21-连接接头；22-连接接头；23-丝杠；24-壳体；25-连接接头；26-变臂电机；31-活塞杆；32-套筒；33-弹簧。
具体实施方式
本发明提供一种飞机飞行操纵系统的人感装置，包括载荷机构控制盒、变臂机构、弹簧机构；载荷机构控制盒与机上大气数据系统、飞参系统以及机上电源相连，根据飞机高度和速度的变化，经计算向变臂机构发出调节信号，进而操纵滚珠丝杠上下移动，改变驾驶杆到舵面及弹簧机构的传动比，同时改变弹簧机构的压缩量，输出变化的模拟载荷。变臂机构活动臂位置及其工作状态在控制面板上显示。
可见，本申请将驾驶杆到舵面的操纵杆系中，引入一个自动改变操纵系统传动比的装置，自动改变驾驶杆到舵面和弹簧弹簧机构的传动比。通过人感装置，当速压大时，变臂机构活动臂置于大臂位置，传动比减小，弹簧的压缩量变大，传回的驾驶员的杆力也增大；反之，当速压减小时，变臂机构调整到小臂位置，传动比增大，传回驾驶员的杆力减小。从而保证飞行员在不同飞行状态下保持驾驶技术一致，也可以改善飞行舵面效率低而导致的操纵困难。
具体的，载荷机构控制盒接受飞机发送过来的空速信号及驾驶杆位移信号，并按照给定的控制规律输出变臂电动机构作动信号，同时，变臂电动机构中的位移传感器通过控制接口实时向载荷机构控制盒反馈行程电压，当行程电压值达到预定位置行程电压时，载荷机构控制盒封锁输出电动机构作动信号。控制盒具有bit功能，当变臂机构故障时，控制盒可以向航电系统发送告警信号。
具体的，变臂机构由变臂电机26、滚珠丝杠23、壳体24等组成，并通过机械接头21、22、25分别与舵面拉杆、驾驶杆及弹簧机构连接。变臂机构接收载荷机构控制盒发出的控制指令，驱动变臂变臂电机26运动，带动丝杠沿着a-a上下运动，变臂机构整体沿着b-b轴转动，以达到改变驾驶杆到舵面以及弹簧机构与驾驶杆的传动比的目的；当载荷机构控制盒10切断激励时，变臂机构20立即停止运动，丝杠螺母与滚珠丝杠23的相对运动被锁定；当外部载荷超过变臂机构的额定载荷时，变臂机构20具有限流保护功能。
具体的，弹簧机构由压缩型弹簧31、套筒32、活塞杆33组成，两端分别通过拉杆与变臂机构及机上调效机构连接。根据变臂机构的输入带动弹簧机构活塞杆伸缩，改变弹簧31的压缩量，从而改变驾驶杆力的大小。
下面结合附图2来进一步说明本发明的具体实施方式。本发明一种飞机飞行操纵系统的人感装置，包括载荷机构控制盒、变臂机构、弹簧机构见附图3组成，人感装置原理见附图1。变臂机构由滚珠丝杠23、壳体24、变臂电机26等组成，并通过机械接头21、22、25分别与舵面拉杆、驾驶杆及弹簧机构连接。变臂机构接收载荷机构控制盒发出的控制指令，驱动变臂机构运动，带动丝杠沿着a-a上下运动，变臂机构整体沿着b-b轴转动，变臂机构实时反馈变臂电机转速及位置，当行程电压值达到预定位置行程电压时，载荷机构控制盒10封锁输出电动机构作动信号，变臂机构停止工作，完成一次调节，以达到改变驾驶杆到舵面以及弹簧机构与驾驶杆的传动比的目的；当载荷机构控制盒10切断激励时，变臂机构立即停止运动，丝杠螺母与滚珠丝杠23的相对运动被锁定。
技术特征：
1.一种飞机飞行操纵系统的人感装置，其特征在于，所述人感装置包括载荷机构控制盒(10)、变臂机构(20)、弹簧机构(30)，其中：
载荷机构控制盒(10)分别与机上大气数据系统、飞参系统和机上电源相连，载荷机构控制盒(10)与变臂机构(20)电连接；
变臂机构(20)的一端与拉杆连接，变臂机构(20)的另一端与弹簧机构(30)连接，所述拉杆与舵面连接。
2.根据权利要求1所述的人感装置，其特征在于：变臂机构(20)的一端通过连接接头(21)与舵面拉杆连接，变臂机构(20)的另一端通过连接接头(25)与弹簧机构(30)连接。
3.根据权利要求1所述的人感装置，其特征在于：变臂机构(20)通过连接接头(22)与驾驶杆连接。
4.根据权利要求1所述的人感装置，其特征在于：所述变臂机构(20)包括变臂电机(26)、滚珠丝杠(23)和壳体(24)，变臂电机(26)通过减速齿轮与滚珠丝杠(23)连接，变臂电机(26)和滚珠丝杠(23)设置在壳体(24)内。
5.根据权利要求书1所述的人感装置，其特征在于:弹簧机构(30)包括压缩型弹簧(31)、套筒(32)、活塞杆(33)，其中：压缩型弹簧(31)套在活塞杆(33)外侧，套筒(32)套在压缩型弹簧(31)外侧。
6.根据权利要求书1所述的人感装置，其特征在于:所述变臂机构(20)为丝杠。
7.根据权利要求书1所述的人感装置，其特征在于:所述变臂机构(20)的一端与拉杆铰接。
8.根据权利要求书1所述的人感装置，其特征在于:所述变臂机构(20)的另一端与弹簧机构(30)铰接。
技术总结
本申请提供一种飞机飞行操纵系统的人感装置，所述人感装置包括载荷机构控制盒10、变臂机构20、弹簧机构30，其中：载荷机构控制盒10分别与机上大气数据系统、飞参系统和机上电源相连，载荷机构控制盒10与变臂机构20电连接；变臂机构20的一端与拉杆连接，变臂机构20的另一端与弹簧机构30连接，所述拉杆与舵面连接。
技术研发人员：沈金玲;刘国庆;王伟志
受保护的技术使用者：中航通飞研究院有限公司
技术研发日：.10.12
技术公布日：.02.21
