[發明專利]飛機舵面偏轉測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201710062829.8
• 申請日: 2017-02-01
• 公開（公告）號: CN106882397B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 陳堅;賈小偉;陳娟;韓可
• 申請（專利權）人: 西安凱士電子科技有限公司
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種飛機舵面偏轉測試裝置及方法，裝置包括測試單元和上位機；測試單元包括殼體、吸盤式固定裝置、MCU控制器、MEMS九軸傳感器、溫度傳感器、數據傳輸模塊、電源；上位機包括計算機、數據傳輸模塊、顯示模塊；MEMS九軸傳感器采集舵面的三軸加速度信號、三軸磁力數據和三軸角速度信號，并傳輸給MCU控制器；溫度傳感器將溫度信號傳輸給MCU控制器用于溫度補償；MCU控制器根據輸入信號解算得到舵面偏角和舵面偏轉角速度，并將舵面偏角和舵面偏轉角速度通過數據傳輸模塊傳輸給上位機。本發明具備操作簡單、測量精度高、能夠界面顯示、適用范圍廣、使用壽命長、具備強大的數據庫存放各種機型的舵面標準參數、遠程控制終端測試單元、智能數據分析等諸多智能化特點。

技術領域

本發明涉及航空測試技術領域，具體為一種飛機舵面偏轉測試裝置及方法。

背景技術

飛機完成一個轉向動作，需要飛行員在飛機的三個軸向都做出相應的動作才能完成轉向。設航空器重心為參考點，劃分出三條軸線，并依此進行改變動作，分別是俯仰(Pitch)、滾轉(Roll)和偏航(Yaw)。機身橫軸線為中心，機首/機尾上下的旋轉稱為俯仰；機身縱軸線為中心，兩邊機翼上下的旋轉稱為滾轉；而以機身重心垂直線為中心，機首/機尾左右的旋轉稱為偏航。

常規航空器皆是由三條軸線的協調動作在空間中運動。當飛機需要俯仰(爬升或下降)動作時，即是由升降舵作上下的動作，以擾動機身上下的氣流，產生俯仰力矩，達到機首/機尾上下角度的改變。當飛機需要滾轉(傾斜)動作時，兩側機翼后方的副翼分別作出相反的動作，以改變兩邊機翼升力，產生滾轉力矩，達到機身的旋轉。當飛機需要偏航(轉向)動作時，即是由方向舵向左或右轉動，以擾動機身左右的氣流，產生偏航力矩，達到機首/機尾方向的改變。通過這三組控制面，飛機便可以作任何方向的轉動。當然，要完成一個順暢的轉彎，飛行員必須同時操作這些控制面，才可以使飛機在相同的水平面上改變方向。主控制面由副翼(Aileron)、升降舵(Elevator)、與方向舵(Rudder)組成。主控制面上的每個微小參數都直接影響飛行姿態。

飛機舵面偏轉角必須在維護手冊規定范圍內，如果超過規定范圍，將影響飛機的飛行性能，危及到飛行安全，因此，飛行前每個舵面的角度測試是一項重要的環節，測試的精準度直接影響的飛機在空中飛行姿態調整時對每個舵面參數的調制。因此，提高測試飛機舵面角度的精準度是非常必要的。

現階段測試飛機舵面的滾轉、偏航、俯仰等角度都是利用人工測試方法得到測試數據。具體操作是：測試工程師站立在升降梯上，用夾具將刻度盤夾在相應位置，因為停放飛機的機庫可能不是完全水平，加之飛機機身、機翼存在一定的俯角，故測試前必須對測試工具進行校正零位，通過繁瑣的工作，使量角器上的0刻度線對準指正，調整工作完成。啟動測試后，測試工程師站立在升降梯上，利用同位角相等原理，將測試舵面偏轉角轉換成指針在量角器上所指示的角度值，再通過視覺讀數，并記錄測量值。這個過程中，測試工程師都身處高空作業，危險性高；調零過程復雜，操作難度高，通過視覺觀察調整的零點，相對誤差大，導致測試精度差；量角器夾具因為飛機的震動會使之松動，也會造成精度差。飛機上面上有多個舵面，利用現階段工裝測試耗時長，而且不具有舵面的實時監測功能，測試功能單一。

另外目前也有使用半智能化設備進行測試，其原理是通過加速度傳感器、陀螺儀傳感器進行舵面角度的測量，其依舊是利用夾具形式將具有傳感器的測試系統固定在上面，通過顯示器將傳感器的數據顯示出來。此過程測試工程師需要一直呆在升降梯上記錄數據，但是沒有調零裝置，需要兩次數據做差得出對應角度，操作麻煩、存在危險性。同時任何傳感器都會存在溫漂，如果工作時間較長，會因為溫漂等原因導致測量精度不準確，而且也不具有舵面的實時監測功能，測試功能單一。

發明內容

要解決的技術問題