[發明專利]一種具有安全保護功能的直升機旋翼自動離合控制系統

無效

• 申請號: 201010219300.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101879942A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 周堯明;竇小明;祝明;武哲
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C13/16
• 分類號: B64C13/16;G05B19/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明為一種具有安全保護功能的直升機旋翼自動離合控制系統，涉及自動控制領域，特別涉及直升機旋翼的自動控制。尤其涉及到直升機旋翼的自動接合、脫開。

背景技術

在直升機中，發動機向旋翼系統傳遞功率的一種方式是帶傳動，通過離合器拉動惰輪將傳動皮帶拉緊，實現發動機與旋翼系統的功率傳遞。

在直升機傳動系統中安裝兩個離合器，即起動離合器和自轉離合器。起動離合器保證發動機的空載起動，以及發動機轉速穩定到怠速范圍之后實現旋翼接合、脫開。自轉離合器保證在發動機停車時，旋翼系統與發動機脫開，實現直升機的自轉降落。自轉離合器通常采取單向軸承，即發動機可以向旋翼系統傳遞功率，而旋翼系統不會向發動機傳遞功率。起動離合器通常采用一個可以正反轉的電機，通過電機的正轉或反轉，實現傳動皮帶的拉緊與放松，進而控制發動機與旋翼系統的接合或者脫開。

控制旋翼系統接合時，在傳動皮帶剛開始拉緊的瞬間，發動機轉速下降很大，此時如果繼續拉緊傳動皮帶，則發動機由于無法提供足夠的功率而熄火。

在旋翼系統處于未完全接合的狀態下，如果發動機轉速長時間超出怠速范圍，易損壞發動機的傳動軸。主要表現在：

1.在傳動皮帶放松過程中，由于突然卸載，發動機轉速會突然增加，若油門未提前收縮至合適位置，發動機轉速將會超出怠速范圍。

2.在發動機起動完成后，若油門收縮不及時，發動機轉速將會超出怠速范圍。本發明的目的即解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有安全保護功能的直升機旋翼自動離合控制系統，實時采集直升機的發動機轉速及旋翼轉速，控制直升機旋翼自動接合、脫開，防止發動機轉速變化過大；實現在旋翼接合的情況下，直升機的地面起動保護及空中正常起動；實現空中直升機旋翼脫開保護。

一種具有安全保護功能的直升機旋翼自動離合控制系統，包括：

四個第一固態繼電器，組成H橋電路，控制起動離合器內部電機正反轉。

一個第二固態繼電器，與所述第一固態繼電器相連，控制第一電磁繼電器接通或斷開。

一個第一電磁繼電器，與第二固態繼電器及起動機相連，控制起動機起動。

一個大功率二極管，連接第一固態繼電器與第二固態繼電器，在旋翼脫開的狀態下接通第二固態繼電器的供電電路。

一個滑油壓力開關，連接設備供電電源與第二固態繼電器，在空中飛行時接通第二固態繼電器的供電電路。

一個瞬態抑制二極管，連接在起動離合器兩端，為起動離合器內部電機產生的瞬態電動勢提供導流回路。

一個著陸開關，安裝至直升機起落架附近，感受直升機著陸狀態。

一個著陸信號處理電路，與所述著陸開關相連，將著陸信號處理后發送至單片機。

一個互鎖放大電路，連接至第一固態繼電器，將單片機輸出指令放大，防止H橋電路出現直通現象；采集著陸信號，防止飛行過程中旋翼意外脫開。

兩個霍爾轉速傳感器，安裝至發動機及旋翼傳動軸處，實時采集當前發動機轉速與旋翼轉速。

兩個第二電磁繼電器，分別連接至左、右磁電機，控制磁電機接地。

一個單片機，與互鎖放大電路、第二固態繼電器、第二電磁繼電器相連，接收控制命令，采集轉速及起動離合器告警信號，輸出控制指令。

綜上所述，一個大功率二極管與H橋電路一起，構成了地面狀態下為第二固態繼電器供電的電路。一個滑油壓力開關，構成了飛行狀態下為第二固態繼電器供電的電路。當直升機處于地面時，只有H橋電路保證旋翼處于脫開狀態，才可起動發動機。防止發動機帶載起動，有效的保護了發動機。當直升機處于空中飛行時，滑油壓力開關可以為第二固態繼電器應急供電，保證了發動機空中停車時快速起動。

發動機起動瞬時需要增大油門，起動完成后，若飛行員或飛控計算機不能及時收縮油門，發動機轉速將會超出怠速范圍。當單片機監測到轉速在旋翼未完全接合的狀態下超出怠速范圍后，即控制第二電磁繼電器導通，將磁電機接地，使發動機不工作，直至發動機轉速下降至怠速范圍內，再控制第二電磁繼電器斷開，使發動機工作。磁電機反復接地，直至飛行員或飛控計算機收縮油門。