[發(fā)明專利]一種飛控液壓伺服作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的估算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410508536.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105528468B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新慧;王宜芳;李元元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 郭平

本發(fā)明屬于航空飛行控制系統(tǒng)作動(dòng)器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛控液壓伺服作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的估算方法。第一步，依據(jù)作動(dòng)器行程范圍，采用對(duì)稱運(yùn)動(dòng)和對(duì)稱腔的電液伺服作動(dòng)器，通過(guò)搖臂長(zhǎng)度估算公式求得作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度；第二步，依據(jù)作動(dòng)器搖臂長(zhǎng)度范圍，評(píng)估作動(dòng)器點(diǎn)點(diǎn)安裝長(zhǎng)度空間需求，作動(dòng)器點(diǎn)點(diǎn)安裝中立最小長(zhǎng)度和作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度需求；第三步，依據(jù)作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵面鉸鏈力矩和有效作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度計(jì)算出作動(dòng)器理論載荷，給出作動(dòng)器支撐載荷需求；第四步，依據(jù)舵面偏轉(zhuǎn)速率要求和液壓理論壓力，通過(guò)估算公式推出作動(dòng)器最大流量，從而提出作動(dòng)器流量需求。本方法可以提高工作效率，預(yù)防多輪次的迭代設(shè)計(jì)，減少研發(fā)費(fèi)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空飛行控制系統(tǒng)作動(dòng)器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛控液壓伺服作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的估算方法。

背景技術(shù)

一般飛機(jī)的設(shè)計(jì)都是一個(gè)長(zhǎng)周期優(yōu)選過(guò)程，在每一輪的設(shè)計(jì)中都需要較長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算和分析，對(duì)于飛行控制系統(tǒng)作動(dòng)器更是需要多輪次的計(jì)算分析。而每次作動(dòng)器的計(jì)算都需要較長(zhǎng)周期，對(duì)項(xiàng)目研制進(jìn)度有一定影響，因此，如何縮短作動(dòng)器的計(jì)算分析過(guò)程成為一直追求的目標(biāo)。

在通常的飛控液壓伺服作動(dòng)器設(shè)計(jì)中，需要飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)提出作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)要求；由作動(dòng)器設(shè)計(jì)單位進(jìn)行詳細(xì)的建模、計(jì)算和分析，給出主要設(shè)計(jì)參數(shù)；由飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行與結(jié)構(gòu)和液壓進(jìn)行協(xié)調(diào)討論，以便評(píng)估作動(dòng)器是否滿足飛機(jī)安裝空間和液壓流量的要求。該過(guò)程協(xié)調(diào)過(guò)程較長(zhǎng)，研制周期較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：本發(fā)明通過(guò)將作動(dòng)器設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化分析，總結(jié)出了作動(dòng)器主要參數(shù)估算方法，可以加快評(píng)估過(guò)程，有效縮短研制經(jīng)費(fèi)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種飛控液壓伺服作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的估算方法，對(duì)于采用對(duì)稱運(yùn)動(dòng)和對(duì)稱腔的電液伺服作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵面，飛控液壓伺服作動(dòng)器主要設(shè)計(jì)要求有：舵面偏轉(zhuǎn)角度要求±A，舵面偏轉(zhuǎn)速率要求V，作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵面鉸鏈力矩M，液壓系統(tǒng)名義壓力Q；對(duì)飛機(jī)級(jí)主要評(píng)估項(xiàng)目有：作動(dòng)器點(diǎn)點(diǎn)安裝長(zhǎng)度空間需求LO，作動(dòng)器支撐載荷需求Pa_支撐以及作動(dòng)器最大流量需求Q_需求；估算方法的步驟如下：

第一步，依據(jù)作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)角度要求V，依據(jù)操縱面偏度與作動(dòng)器輸出位移之比常規(guī)要求為5rad/m～10rad/m，則可以給出作動(dòng)器行程S的范圍S1～S2；依據(jù)作動(dòng)器行程范圍，采用對(duì)稱運(yùn)動(dòng)和對(duì)稱腔的電液伺服作動(dòng)器，通過(guò)搖臂長(zhǎng)度B估算公式(1)求得作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度B范圍B1～B2；

B＝S/2/(T_anA°*0.95) (1)

第二步，依據(jù)作動(dòng)器搖臂長(zhǎng)度范圍B1～B2，通過(guò)作動(dòng)器中立時(shí)點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)度L0估算公式(2)計(jì)算出作動(dòng)器中立時(shí)點(diǎn)點(diǎn)連接長(zhǎng)度L范圍L1～L2，從而很快評(píng)估作動(dòng)器點(diǎn)點(diǎn)安裝長(zhǎng)度空間需求。一般飛機(jī)作動(dòng)器安裝長(zhǎng)度空間都很小，所以逆推提出作動(dòng)器點(diǎn)點(diǎn)安裝中立最小長(zhǎng)度L0＝L1和作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度B＝B1需求；

L0＝S/2*5+150mm (2)

第三步，依據(jù)作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵面鉸鏈力矩M和有效作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)搖臂長(zhǎng)度B_有效(B_有效＝B*0.9)計(jì)算出作動(dòng)器理論載荷，通過(guò)作動(dòng)器最大載荷Pamax估算公式(3)給出作動(dòng)器最大載荷Pamax，從而給出作動(dòng)器支撐載荷需求Pa_支撐＝Pamax；

Pamax＝M/B_有效/0.95 (3)

第四步，依據(jù)舵面偏轉(zhuǎn)速率要求V，舵面偏角要求±A，對(duì)應(yīng)作動(dòng)器行程關(guān)系S1，推出作動(dòng)器線位移速度要求LV＝V*S1/(A*2)。依據(jù)液壓理論壓力Q，通過(guò)估算公式(4)推出作動(dòng)器最大流量QMAX，從而提出作動(dòng)器流量需求Q_需求＝QMAX；

QMAX＝LV*0.95*Pamax/(Q*0.8) (4)