Система регулировки положения рукоятки управления самолетом

 

Изобретение относится к области авиации и предназначено для удобного пользования дистанционными системами ручного управления. Это достигается регулировкой положения рукоятки управления под летчика в зависимости от его антропометрических показателей и откидыванием части системы при посадке в кресло. Рукоятка установлена на корпусе с возможностью перемещения. Корпус связан с кронштейном, соединенным шарнирами с двумя рычагами, шарнирно закрепленными другими точками относительно кабины. Один из рычагов шарнирно соединен со штоком регулирующего электромеханизма, закрепленного относительно кабины карданной подвеской. В одном варианте корпус и кронштейн соединены жестко, а в другом варианте соединены шарниром с возможностью фиксации взаимного расположения. Во втором случае рукоятка откидывается за счет того, что кронштейн соединен шарниром с качалкой, соединенной в другой точке шарниром со звеном, соединенным в другой точке шарниром с корпусом. Качалка и кронштейн соединены также пружиной растяжения. На кронштейне и качалке имеются упоры. Изобретение направлено на повышение удобства пользования дистанционной системой ручного управления. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к средствам повышения удобства пользования дистанционными системами ручного управления самолетом, в которых механическое перемещение рукоятки управления преобразуется в соответствующий электрический сигнал для передачи его в бортовой вычислитель. Система предназначена для регулировки положения рукоятки управления самолетом под летчика в зависимости от его ростовых и антропометрических показателей, а также для обеспечения дополнительных удобств при посадке в кресло за счет откидывания части системы. Изобретение может быть реализовано на воздушных судах любого назначения.

Известна откидываемая ручка пилота летательного аппарата (патент США 5431361, кл.244-234). Она содержит рукоятку, установленную на изогнутом трубчатом элементе, другой конец которого соединен с первым звеном, которое шарниром соединено со вторым звеном, закрепленным относительно летательного аппарата. С первым звеном шарнирно соединен запирающий механизм, имеющий выступ, специально сформированный так, чтобы он мог надежно упереться в вырез на втором звене, причем этот вырез также специально сформирован. Положение, когда упомянутый выступ упирается в упомянутый вырез, является рабочим положением ручки. При откидывании выступ отжимается от выреза, и первое звено и трубчатый элемент с рукояткой откидываются, поворачиваясь вокруг оси шарнира, соединяющего первое и второе звенья. Изменение положения ручки происходит с помощью пневмопривода, управляемого элементом, расположенным на кресле пилота. В описанном устройстве не реализована функция регулировки высоты рукоятки. Кроме того, возможность откидывания рукоятки зависит от функционирования пневмосистемы летательного аппарата.

Прототипом может служить рукоятка пилота летательного аппарата (патент США 4 811 921, кл. США 244-234), установленная на трубчатом элементе, нижняя часть которого имеет ряд отверстий и вставляется в установочную муфту. На верхней части муфты имеется запорный механизм, управляющий шипом, который, будучи вставленным в одно из отверстий трубчатого элемента, фиксирует положение этого элемента по высоте. Для изменения высоты рукоятки требуется перевести запорный механизм в положение, когда шип вынут из отверстия, опустить или поднять трубчатый элемент, подобрав его высоту так, чтобы шип мог войти в отверстие, и зафиксировать шип в этом отверстии. Запорный механизм управляется имеющейся на нем ручкой.

Эта конструкция неудобна в использовании, так как для изменения высоты рукоятки пилот вынужден отвлекаться от процесса управления летательным аппаратом. Это вызвано тем, что ручка затворного механизма установлена в зоне, не охватываемой вниманием пилота в процессе управления, и процесс изменения требует существенного времени, т.к. требуется подобрать высоту так, чтобы шип попал в отверстие. Кроме того, невозможно плавное изменение высоты рукоятки.

Задачей изобретения является повышение удобства регулировки положения рукоятки управления самолетом по летчику в соответствии с его антропометрическими показателями, а также непосредственно в процессе пилотирования, а также повышение удобства эксплуатации.

Задача решается с помощью системы регулировки положения рукоятки управления самолетом, содержащей рукоятку управления и отличающейся тем, что упомянутая рукоятка установлена на корпусе с возможностью перемещения относительно него, упомянутый корпус связан с кронштейном, соединенным с помощью шарниров с двумя рычагами, которые другими точками с помощью шарниров закреплены относительно кабины самолета, один из упомянутых рычагов шарнирно соединен с регулирующим механизмом по оси, не совпадающей с осью его закрепления относительно кабины самолета. Смещение точки соединения рычага с регулирующим механизмом приводит к плавному изменению высоты кронштейна, а следовательно, и корпуса с рукояткой.

Упомянутый корпус может быть соединен с упомянутым кронштейном шарниром с возможностью фиксации расположения корпуса относительно кронштейна в нескольких позициях.

Фиксация может быть осуществлена за счет того, что упомянутый кронштейн соединен шарниром с качалкой, которая в другой точке шарниром соединена со звеном, которое в другой своей точке шарнирно соединено с упомянутым корпусом, на упомянутых качалке и кронштейне закреплены концы пружины растяжения в точках, не лежащих на оси упомянутого шарнира, соединяющего кронштейн и качалку. Такая конструкция позволяет корпусу с установленной на нем рукояткой устойчиво фиксироваться относительно кронштейна в двух положениях: рабочем и откинутом при любом их положении по высоте. В откинутом положении корпуса с рукояткой доступ к креслу пилота становится более удобным, что одновременно дает большую свободу для конструктора в размещении рукоятки управления самолетом относительно кресла пилота.

Для ограничения крайних положений качалки относительно кронштейна на кронштейне и качалке установлены по два упора так, что они могут попарно прижиматься.

Упомянутые корпус и кронштейн могут быть соединены жестко. Хотя такое исполнение не позволяет рукоятке быть откинутой, оно упрощает конструкцию.

Регулирующий механизм может быть выполнен в виде электромеханизма, шток которого соединен с упомянутым рычагом, как упомянуто, при этом сам электромеханизм закреплен относительно кабины самолета с помощью карданной подвески.

Элемент управления упомянутым электромеханизмом может быть размещен на рабочей поверхности кабины самолета в удобном для пилота месте. Это позволяет легко менять высоту рукоятки непосредственно в процессе управления самолетом в зависимости не только от роста пилота, но и от ситуации, возникающей в процессе пилотирования.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен вариант конструкции системы регулировки, реализующий только изменение высоты рукоятки управления самолетом, когда рукоятка находится в крайнем нижнем положении.

На фиг.2 изображен этот вариант конструкции системы регулировки при крайнем верхнем положении рукоятки.

На фиг. 3 изображен вариант конструкции системы регулировки, обеспечивающий откидывание рукоятки, при рабочем положении рукоятки.

На фиг.4 показан вид части конструкции, обеспечивающей откидывание рукоятки.

На фиг. 5 изображен вариант конструкции системы регулировки, обеспечивающий откидывание рукоятки, в положении, когда рукоятка откинута.

Система регулировки положения рукоятки управления самолетом содержит рукоятку (1) управления самолетом (см. чертежи), установленную на корпусе (2) с возможностью перемещения относительно него. Перемещение рукоятки (1) относительно корпуса (2) преобразуется с помощью устройств, установленных внутри корпуса (2), в электрический сигнал, передаваемый в бортовую систему самолета.

Корпус (2) связан с кронштейном (3) элементом (4). Кронштейн (3) через два шарнира (5) и (6) соединен с двумя рычагами (7) и (8), которые другими точками закреплены шарнирами (9) и (10) соответственно на кронштейне (11), жестко закрепленном на конструкции кабины самолета.

Рычаг (7) связан с регулирующим механизмом через шарнир (12), ось которого не совпадает с осью шарнира (9).

На фиг.1, 2 показано выполнение регулирующего механизма в виде электромеханизма (13), шток (14) которого соединен, как описано, с рычагом (7) шарниром (12) и который закреплен на конструкции самолета посредством карданной подвески (15). Элемент управления (на чертежах не показан) электромеханизмом (13) соединен с ним проводами и может быть размещен на рабочей поверхности кабины в месте, удобном для работы с ним пилотом.

Элемент (4) может быть выполнен в виде жесткого соединения (см. фиг.1, 2). При таком исполнении возможность откидывания рукоятки не реализуется.

Возможность устойчивой фиксации корпуса (2) относительно кронштейна (3) в двух положениях: рабочем (см. фиг.3) и откинутом (см. фиг.5), реализуется следующим образом. Элемент (4) выполнен в виде шарнира, кронштейн (3) соединен шарниром (16) с качалкой (17), которая в другой точке соединена шарниром (18) со звеном (19), которое в другой своей точке соединено шарниром (20) с корпусом (2). К качалке (17) в точке (21), отстоящей от оси шарнира (16), прикреплена пружина (22) растяжения, которая другим своим концом в точке (23) прикреплена к кронштейну (3) (см. также фиг.4). На кронштейне (3) установлены упоры (24) и (25), а на качалке (17) - упоры (26) и (27) таким образом, что они могут попарно прижиматься.

Система работает следующим образом.

Как видно из фиг.1, в крайнем нижнем положении корпуса (2) шток (14) электромеханизма (13) выдвинут. По сигналу от элемента управления электромеханизмом (13) шток (14) меняет свою длину, вызывая смещение оси шарнира (12).

Через рычаг (7) движение передается кронштейну (3). При этом (см. фиг.1) ось шарнира (6) может менять свое положение от А до A3, ось шарнира (5) - от В до В3, а ось (4) - от С до С3 соответственно.

Изменение положения кронштейна (3) вызывает изменение положения корпуса (2) и рукоятки (1). Вид и величина перемещения кронштейна (3) могут корректироваться длинами отрезков рычагов (7) и (8), заключенными между осями шарниров (5)-(9) и (6)-(10) соответственно. Они могут быть подобраны таким образом, чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым стандартами к расположению рукоятки управления относительно летчика. В частности, изменением соотношения длин этих отрезков траектория движения рукоятки при изменении ее высоты может быть приведена в соответствие с углом наклона установки кресла. Система при поднятой вверх рукоятке (1) показана на фиг.2.

Откидывание корпуса (2) с рукояткой (1) и его возвращение (см. фиг.3, 5) осуществляются за счет того, что в четырехугольнике, вершинами которого являются шарниры (4), (16), (18) и (20), углы могут меняться. Угол при вершине, соответствующей шарниру (16), может фиксироваться одной из пар упоров: (24) и (26) в рабочем положении или (25) и (27) в откинутом положении. Следовательно, фиксируются и остальные углы четырехугольника. Прижимание этих упоров обеспечивается пружиной (22).

Откидывание рукоятки (1) к приборной доске происходит при воздействии на корпус (2) силы, действующей в направлении приборной доски. Характеристики пружины (22) подобраны так, что величина этой силы в несколько раз (примерно в 5÷6 раз) превышает максимальную нагрузку, прикладываемую к рукоятке (1) в этом направлении в процессе пилотирования. Корпус (2) с рукояткой (1) поворачивается относительно кронштейна (3) вокруг шарнира (4). Звено (19) и качалка (17) также меняют свое положение, поворачиваясь в соответствующих шарнирах.

Длина пружины (22) равна расстоянию между точками ее прикрепления (21) и (23). В начале процесса откидывания качалка (17) движется так, что пружина (22) растягивается. Она достигает максимальной длины в момент, когда точки (21) и (23) и ось шарнира (16) находятся в одной плоскости. При дальнейшем движении качалки (17) длина пружины (22) уменьшается и пружина (22) тянет систему в устойчивое состояние, определяемое упорами (25) и (27).

Приложение к корпусу (2) силы в обратном направлении вызовет возврат его в рабочее положение рукоятки (1), при котором она удобна для управления самолетом. При этом пружина (22) также сначала растянется, потом начнет сжиматься, прижимая упор (26) к упору (24).

Откидывание и возвращение корпуса (2) с рукояткой (1) могут быть произведены при любом их положении по высоте.

Формула изобретения

1. Система регулировки положения ручки управления самолетом, содержащая рукоятку управления, отличающаяся тем, что упомянутая рукоятка установлена на корпусе с возможностью перемещения относительно него, упомянутый корпус связан с кронштейном, соединенным с помощью шарниров с двумя рычагами, которые другими точками с помощью шарниров закреплены относительно кабины самолета, один из упомянутых рычагов шарнирно соединен с регулирующим механизмом по оси, не совпадающей с осью его закрепления относительно кабины самолета.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый корпус соединен с упомянутым кронштейном шарниром с возможностью фиксации расположения корпуса относительно кронштейна в нескольких позициях.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутый кронштейн соединен шарниром с качалкой, которая в другой точке шарниром соединена со звеном, которое в другой своей точке шарнирно соединено с упомянутым корпусом, на упомянутых качалке и кронштейне закреплены концы пружины растяжения в точках, не лежащих на оси упомянутого шарнира, соединяющего кронштейн и качалку.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что на упомянутых кронштейне и качалке установлены по два упора так, что они могут попарно прижиматься.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые корпус и кронштейн соединены жестко.

6. Система по пп.1 - 5, отличающаяся тем, что регулирующий механизм представляет собой электромеханизм, шток которого соединен с упомянутым рычагом как упомянуто, а сам электромеханизм закреплен относительно кабины самолета с помощью карданной подвески.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что элемент управления упомянутым электромеханизмом размещен на рабочей поверхности кабины самолета.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5