[發(fā)明專(zhuān)利]一種高安全的主動(dòng)重心控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011611972.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112816133B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊俊;吳佳駒;張新慧;張曦文;張超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)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(lèi)號(hào): G01M1/12
• 分類(lèi)號(hào): G01M1/12;G05D1/08
• 代理公司: 中國(guó)航空專(zhuān)利中心 11008
• 代理人: 秦媛媛

1.一種高安全的主動(dòng)重心控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，多余度的飛控計(jì)算機(jī)FCC作為重心控制指令的解算單元，燃油管理系統(tǒng)作為執(zhí)行層，接收飛控計(jì)算機(jī)FCC的指令，控制機(jī)上燃油的轉(zhuǎn)輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)重心的主動(dòng)控制，在航電綜合處理機(jī)ICP中駐留非相似飛機(jī)重心監(jiān)測(cè)模塊，對(duì)飛機(jī)的重心進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述控制系統(tǒng)包括：重心監(jiān)控通道、正常控制通道；重心監(jiān)控通道設(shè)置在航電綜合處理機(jī)內(nèi)，正常控制通道設(shè)置在飛控計(jì)算機(jī)內(nèi)；

正常控制通道包含：目標(biāo)重心解算單元、實(shí)時(shí)重心解算單元、燃油調(diào)節(jié)指令解算單元、燃油管理與測(cè)量單元；

重心監(jiān)控通道的輸出端與目標(biāo)重心解算單元的輸入端連接，目標(biāo)重心解算單元的的輸出端、實(shí)時(shí)重心解算單元的輸出端分別與燃油調(diào)節(jié)指令解算單元的輸入端連接，燃油調(diào)節(jié)指令解算單元的的輸出端與燃油管理與測(cè)量單元的輸入端連接；燃油管理與測(cè)量單元的控制端與外部燃油轉(zhuǎn)輸泵和閥的控制端連接，燃油管理與測(cè)量單元的測(cè)量端與外部燃油的油箱傳感器連接；

所述系統(tǒng)還包括；超控通道；所述超控通道的輸入端接收飛行員的超控指令，所述超控通道的控制端與與外部燃油轉(zhuǎn)輸泵和閥的控制端連接；

所述控制系統(tǒng)的高安全的主動(dòng)重心控制方法，包含兩種工作模式：正常工作模式和超控工作模式；

在正常工作模式下：

目標(biāo)重心解算單元解算目標(biāo)重心，并發(fā)送給燃油調(diào)節(jié)指令解算單元；

實(shí)時(shí)重心解算單元解算飛機(jī)實(shí)時(shí)重心，并發(fā)送給燃油調(diào)節(jié)指令解算單元；

燃油調(diào)節(jié)指令解算單元根據(jù)目標(biāo)重心，飛機(jī)實(shí)時(shí)重心，飛機(jī)空機(jī)、裝載貨物及乘員分別對(duì)應(yīng)的重心，解算燃油調(diào)節(jié)指令，并發(fā)送給燃油管理與測(cè)量單元；

燃油管理與測(cè)量單元根據(jù)所述燃油調(diào)節(jié)指令控制燃油轉(zhuǎn)輸泵和閥，用于控制尾翼的配平油箱和機(jī)翼油箱之間的燃油轉(zhuǎn)輸；

在超控工作模式：

飛行員獲取重心監(jiān)測(cè)通道發(fā)送的飛機(jī)實(shí)時(shí)重心，并手動(dòng)控制燃油轉(zhuǎn)輸泵和閥，用于控制尾翼的配平油箱和機(jī)翼油箱之間的燃油轉(zhuǎn)輸；

所述正常工作模式和超控工作模式通過(guò)如下方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

設(shè)定飛機(jī)重心包線，以及安全裕度；當(dāng)飛機(jī)重心在包線之外時(shí)，發(fā)出警告級(jí)告警信息，當(dāng)飛機(jī)重心在包線內(nèi)，且距離包線前后限小于安全裕度時(shí)，發(fā)出注意級(jí)告警信息；

重心監(jiān)測(cè)通道發(fā)送的注意級(jí)告警信息時(shí)，目標(biāo)重心解算單元將當(dāng)前的目標(biāo)重心位置向飛機(jī)重心包線中心移動(dòng)；

飛行員收到注意級(jí)告警信息時(shí)，對(duì)飛機(jī)的實(shí)時(shí)重心和目標(biāo)重心進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)重心未按預(yù)設(shè)邏輯前移或者飛機(jī)實(shí)時(shí)重心的變化趨勢(shì)未改變時(shí)，切斷正常控制通道，進(jìn)入人工超控通道，根據(jù)重心監(jiān)控通道發(fā)送的飛機(jī)實(shí)時(shí)重心，通過(guò)手動(dòng)控制燃油轉(zhuǎn)輸將飛機(jī)的重心維持在安全范圍；

或者，

飛行員收到注意級(jí)告警信息時(shí)，手動(dòng)輸入安全的目標(biāo)重心位置，觀察飛機(jī)的實(shí)時(shí)重心是否發(fā)生變化，當(dāng)飛機(jī)的實(shí)時(shí)重心沒(méi)有發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)入超控通道進(jìn)行重心控制；

所述正常工作模式和超控工作模式通過(guò)如下方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

當(dāng)重心監(jiān)測(cè)模塊發(fā)出警告級(jí)告警信息，飛行員切斷正常控制通道，進(jìn)入超控通道，根據(jù)重心監(jiān)測(cè)模塊提供的重心數(shù)據(jù)，控制燃油在配平油箱之間的轉(zhuǎn)輸，以將飛機(jī)的重心維持在安全的范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高安全的主動(dòng)重心控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括；接通和斷開(kāi)控制單元，所述接通和斷開(kāi)控制單元的輸入端接收飛行員的接通或斷開(kāi)主動(dòng)重心控制指令，所述接通和斷開(kāi)控制單元的輸出端用于控制燃油調(diào)節(jié)指令解算單元與燃油管理與測(cè)量單元的接通或斷開(kāi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高安全的主動(dòng)重心控制系統(tǒng)，其特征在于，所述重心監(jiān)控通道，用于監(jiān)測(cè)飛機(jī)的實(shí)時(shí)重心；并根據(jù)飛機(jī)的實(shí)時(shí)重心輸出告警信息，所述告警信息至少包含：注意級(jí)告警信息和警告級(jí)告警信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高安全的主動(dòng)重心控制系統(tǒng)，其特征在于，在正常工作模式下，目標(biāo)重心解算單元解算目標(biāo)重心具體為：

目標(biāo)重心解算單元根據(jù)飛行參數(shù)解算目標(biāo)重心，并根據(jù)從重心監(jiān)控通道獲取的重心超限告警信息對(duì)所述目標(biāo)重心進(jìn)行修正；

或者，

目標(biāo)重心解算單元獲取飛行員輸入的目標(biāo)重心。