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【A320】飞行操纵系统(1)

 大河的馆子 2020-04-12

A320是第一个使用电传操纵系统的民用机型。随后A330/A340飞行操纵都是在A320基础上做了改进,目前A380和A350使用的技术更先进,安全性更高。作为空客机型飞行员,需要充分了解和掌握电传飞行操纵系统的基本原理。

飞行操纵舵面介绍

飞机操纵面都是:

‐ 电控的

‐ 液压作动的

水平安定面和方向舵可机械操纵。侧杆用于控制飞机的俯仰及横滚(和偏航,间接通过转弯协调)。计算机分析飞行员的输入,按需移动飞行操纵面,以完成飞行员要求的指令。然而,在正常法则下,不论飞行员输入什么信息,计算机都将防止过度的机动飞行和超过俯仰和横滚轴安全包线的飞行。但是,方向舵和传统飞机上的一样,不具备这种保护。

飞行操纵计算机介绍

7个飞行操纵计算机根据正常、备用或直接法则处理飞行员和自动驾驶的输入,计算机有:

2个 ELACs

(升降舵副翼计算机)

提供: 正常升降及安定面控制副翼的操纵。

3 个SECs

(扰流板升降舵计算机)提供: 扰流板的操纵。

备用升降舵和安定面控制。

2 个FACs

(飞行增稳计算机)提供: 方向舵电动控制。

另外的2个FCDC(飞行操纵数据集中器)从 ELAC (升降舵副翼计算机)和 SEC (扰流板升降舵计算机)获得数据并将数据送至 EIS (电子仪表系统)和 CFDS (中央故障显示系统)。

*飞行操纵系统控制逻辑

A320飞机所有操纵面都需要液压驱动控制(G/B/Y)。并且每个飞行操纵计算机和液压作动筒之间有着默认的对应关系。

【表1】扰流板控制逻辑

每块扰流板都由一个伺服传动装置来定位。每个伺服传动接收分别来自于G、 B或Y液压系统的动力,由SEC1、2 或3 来控制。当相应的计算机出现故障或失去电控时,扰流板自动收至0位。在液压供给失效的情况下,扰流板保持在失效时的偏转位置,或如果在空气动力的推动下,保持在较小的位置。当一个机翼上的扰流面失效时,另一个机翼上相对称的扰流板被抑制。

【表2】副翼控制逻辑

每个副翼有两个电动控制的液压传动装置。其中只有一个工作。

每个伺服传动装置有 2 种控制方式:

现用: 传动装置的位置是电动控制的。

阻尼: 传动装置随舵面运动。

如果两部 ELAC 故障或蓝色和绿色液压系统低压,系统自动选择阻尼方式。

【表3】升降舵控制逻辑

两个电动液压伺服传动装置驱动每个升降舵。

每个伺服传动装置有 3 种控制方式:

现用: 传动装置由电动控制的。

阻尼: 传动装置随舵面运动。

定中: 传动装置由液压保持在中立位置。

正常工作中:一个传动装置在传动方式,另一个在阻尼方式。某些机动飞行引起第二个传动装置传动。

 如果工作的伺服传动装置失效,阻尼的传动装置开始工作,而失效的传动装置自动转换为阻尼方式。

如果两个伺服传动装置都不是电动控制,它们将自动转换为定中方式。

如果两个伺服传动装置都不由液压操纵,它们将自动地转换至阻尼方式。

在一个升降舵失效的情况下,另一升降舵的偏转角度受限制,以避免在水平安定面或机身后部施加过大的不对称载荷。

【表4】水平安定面控制逻辑

水平安定面由两个液压马达驱动的一个螺旋起动器驱动。

 这两个液压马达由下列控制:

· 3个电马达中的一个,或

· 机械配平轮。

水平安定面的电动控制:

飞行操纵计算机只是将控制指令传递给电动马达。由电动马达控制液压伺服传动装置工作。并且是G和Y双液压同时工作。

【表5】方向舵(偏航阻尼,配平)控制逻辑

方向舵由3个独立的液压传动装置来作动,液压传动装置并联工作。

在自动工作时(偏航阻尼,协调转弯)三个液压伺服传动装置由一G液压系统伺服作动器驱动。一个Y液压系统伺服作动筒保持同步并且将在绿色伺服作动器失效时接替工作。

偏航阻尼和协调转弯功能不向方向舵脚蹬提供反馈。

方向舵行程极限由FAC通过控制相应的电动马达完成。并且随着飞机速度增加,方向舵行程极限会逐步减小,以避免结果载荷:

如果出现导致方向舵行程限制系统失去的失效情况,方向舵偏转限制就停在最后达到的值上。缝翼伸出时,全方向舵行程权限得以恢复。在所有情况下,可用的方向舵偏转在整个飞行包线内提供足够的偏航控制。包括最大不对称推力的情况。

方向舵配平是由两个给人工感觉组件定位的电动马达完成的。在正常工作时,1号马达( 由FAC1控制)为配平提供动能, FAC2 与2号马达作为备用而保持同步。

【表6】襟翼/缝翼控制逻辑

襟翼系统有两个缝翼襟翼控制计机(SFCC),每个计算机包含一个襟翼通道和一个缝翼通道。缝翼由B和G双液压控制;襟翼由G和Y双液压控制。

翼尖刹车(WTB)在不对称、超速、对称失控或非指令移动的情况下开始工作。它们在飞行中不能松开。B和G液压系统提供给缝翼和右机翼襟翼的制动器控制,B和Y液压系统提供左机翼襟翼的制动器控制。

注: 如果襟翼翼尖制动器接通,仍可操作缝翼,如果缝翼翼尖制动器接通,仍可操作襟翼。如果一个SFCC失效,那么缝翼和襟翼将以半速工作。如果一个液压系统失效,相应的操纵面以半速度工作。

襟翼手柄有 5 个位置:0, 1, 2, 3和FULL

两个形态与位置 1 相对应:形态 1 和形态 1 F。按如下方式选择:

在大迎角和低速度时该功能抑制缝翼收回。

缝翼襟翼控制计算机 (SFCC)使用修正的迎角或 ADIRU 获得的空速信息 来抑制缝翼收回。

如果迎角超过 8.5 ° 或速度降至低于148 kt,抑制从位置 1 收到 0。如果迎角低于 7.6 ° 或当速度超过 154 kt 时,解除抑制。该功能在下列情况下不工作:

手柄选择在 0 位以后,迎角超过 8.5 ° 或速度低于148 kt 。

飞机在地面,速度低于 60 kt 。

总结

A320是第一个使用电传操纵的民用机型。7部飞行操纵计算机控制飞机的飞行状态,冗余度相对较高,所有操纵面都需要液压控制。对于扰流板,副翼和升降舵,每个舵面只有一个液压作动器工作。其他处于备用(阻尼)状态;对于水平安定面是G和Y双液压同时控制;对于方向舵是G/B/Y三液压并联控制;对于襟翼是G和Y双液压同时控制,对于缝翼是G和B双液压同时控制。计算机在控制液压作动器(或电动马达)时是按照一定优先顺序进行的。当现用计算机(或液压作动器/电动马达)失效时,按照优先权逻辑依次重新分配计算机控制。

如果多个计算机或液压失效,就会导致飞行操纵能力的降级。空客由此定义出了不同的飞行操纵法则。

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