一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，包括：获取模块、运算模块、故障检测模块和控制模块，其中：获取模块用于获取滑行时飞机主体的复合参数；运算模块计算出飞机机体转弯半径，以及计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度，并将运算结果反馈于控制模块；故障检测模块用于飞机前轮与主轮协同转弯控制中的故障检测，并将检测结果反馈于控制模块；控制模块结合运算模块和故障检测模块的反馈，控制飞机前轮、内外侧主轮对应的作动机构进行相应的转弯驱动作动，实现在前轮转弯主导下的主轮协同转弯控制；该系统提升了飞机转弯机动能力，有利于减小转弯半径，避免飞机偏向、侧滑和轮胎磨损，有助于提升转弯的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统


[0001]本专利技术涉及民用飞机地面转弯控制
，特别涉及一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统。

技术介绍

[0002]飞机在地面行驶的时候，需要进行转弯操作，以实现飞机进出跑道及停机入位等目的。
[0003]目前，常见的飞机地面转弯方式是通过转动前轮实现，具体方法为通过操纵杆控制前轮转动角度实现转弯，此方式转弯半径较大，操纵机动不灵活。例如，在现有定型的中大型军用运输机如运
‑
8、运
‑
9(4轮小车)和运
‑
20(多支柱双轮)，都没有前轮与主轮协同转弯控制系统策略，因此，地面转弯半径较大，操纵机动不灵活，转弯时间消耗多，转弯安全性也有待增强；并且，转弯操作中也没有综合考虑飞机主体的参数如飞机载荷、滑行速度和转弯内外侧不对称等因素对转弯的影响；所以，现有的转弯方式下前轮转角和主轮转速同步不易实现、容易出现偏向及侧滑问题，还容易造成飞机轮胎磨损甚至失控等问题。
[0004]因此，如何控制飞机前轮与主轮协同进行转弯，解决现有技术中前轮与多个主轮相互之间协同不足的问题，以便于提升飞机转弯机动能力，减小转弯半径，节约时间，避免飞机偏向及侧滑，减少轮胎磨损，提升飞机转弯的安全性；是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述技术问题，本专利技术提供至少解决上述部分技术问题的一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，解决了现有技术中前轮与多个主轮相互之间协同不足的问题，便于提升飞机转弯机动能力，减小转弯半径，节约时间，避免飞机偏向及侧滑，有利于减少轮胎磨损，有助于提升飞机转弯的安全性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]本专利技术提供一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，包括：获取模块、运算模块、故障检测模块和控制模块，其中：
[0008]获取模块，用于获取飞机在地面滑行时飞机主体的复合参数；
[0009]运算模块，用于根据所述飞机主体的复合参数，计算出飞机机体转弯半径，以及计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度，并将运算结果反馈于所述控制模块；
[0010]故障检测模块，用于飞机前轮与主轮协同转弯控制中的故障检测，并将检测结果反馈于所述控制模块；
[0011]控制模块，用于结合运算模块和故障检测模块的反馈，控制飞机前轮、内外侧主轮对应的作动机构进行相应的转弯驱动作动，实现在前轮转弯主导下的主轮协同转弯控制。
[0012]进一步地，所述飞机主体的复合参数包括：前轮转角传感器信号、滑行速度、起落架结构、双侧轮距、飞机载荷、转弯内外侧主轮不对称数据和航电系统数据。
[0013]进一步地，所述运算模块包括：
[0014]转弯半径运算单元，用于结合飞机BCU提供的滑行参考速度，飞机载荷、起落架结构以及航电系统数据，运算出飞机机体转弯半径；
[0015]转弯角度运算单元，根据飞机机体转弯半径,以及主轮结构、轮距参数，运算出转弯主轮内、外侧不对称转弯角度。
[0016]进一步地，所述转弯半径运算单元，运算飞机机体转弯半径的公式为：
[0017][0018][0019]其中，R为转弯半径，L为飞机滑行转弯的弧长；n为飞机的航向角度；T为飞机滑行时间，为飞机V滑行速度。
[0020]进一步地，所述转弯角度运算单元，运算转弯主轮内、外侧不对称转弯角度的公式为：
[0021]β
i
＝(H+w/2)*Δv
i
/R
[0022]其中，β
i
为第i个主轮的转弯角度，H表示前轮到重心的距离，w表示飞机主轮的轮距，Δv
i
表示第i个主轮的速度差，R飞机转弯半径。
[0023]进一步地，所述故障检测模块，对飞机前轮与主轮协同转弯控制中的前轮转弯角度和主轮转弯角度进行检测，并判断前轮转弯机构和主轮转弯机构是否存在故障，当检测存在故障时，向控制模块反馈安全锁定控制指令。
[0024]进一步地，所述控制模块，控制飞机前轮、内外侧主轮对应的作动机构进行相应的转弯驱动作动，包括：当飞机地面滑行速度超过55km/h时，禁止主轮转弯；当前轮转弯角度超过20
°
时，控制主轮产生转弯动作；当前轮转弯角度超过70
°
时，控制主轮转弯角度不超过15
°
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0026]本专利技术实施例提供的一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，包括：获取模块，用于获取飞机在地面滑行时飞机主体的复合参数；运算模块，用于计算出飞机机体转弯半径，以及计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度，并将运算结果反馈于控制模块；故障检测模块，用于飞机前轮与主轮协同转弯控制中的故障检测，并将检测结果反馈于控制模块；控制模块，用于结合运算模块和故障检测模块的反馈，控制飞机前轮、内外侧主轮对应的作动机构进行相应的转弯驱动作动，实现在前轮转弯主导下的主轮协同转弯控制。该系统解决了现有技术中前轮与多个主轮相互之间协同不足的问题，便于提升飞机转弯机动能力，减小转弯半径，节约时间，避免飞机偏向及侧滑，有利于减少轮胎磨损，有助于提升飞机转弯的安全性。
[0027]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0028]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的飞机前轮与主轮协同转弯控制系统的结构示意图。
[0032]图2为本专利技术实施例提供的飞机前轮与主轮协同转弯控制系统的逻辑框架示意图。
[0033]图3为本专利技术实施例提供的前轮手柄操纵与前轮转弯角度示意图。
[0034]图4为本专利技术实施例提供的前轮操纵与前轮转弯、主轮协同转弯的控制律示意图。
[0035]图5为本专利技术实施例提供的正反向起动转弯平稳性控制曲线示意图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0037]因此，以下对在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，其特征在于，包括：获取模块、运算模块、故障检测模块和控制模块，其中：获取模块，用于获取飞机在地面滑行时飞机主体的复合参数；运算模块，用于根据所述飞机主体的复合参数，计算出飞机机体转弯半径，以及计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度，并将运算结果反馈于所述控制模块；故障检测模块，用于飞机前轮与主轮协同转弯控制中的故障检测，并将检测结果反馈于所述控制模块；控制模块，用于结合运算模块和故障检测模块的反馈，控制飞机前轮、内外侧主轮对应的作动机构进行相应的转弯驱动作动，实现在前轮转弯主导下的主轮协同转弯控制。2.根据权利要求1所述的一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，其特征在于，所述飞机主体的复合参数包括：前轮转角传感器信号、滑行速度、起落架结构、双侧轮距、飞机载荷、转弯内外侧主轮不对称数据和航电系统数据。3.根据权利要求2所述的一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，其特征在于，所述运算模块包括：转弯半径运算单元，用于结合飞机BCU提供的滑行参考速度，飞机载荷、起落架结构以及航电系统数据，运算出飞机机体转弯半径；转弯角度运算单元，根据飞机机体转弯半径,以及主轮结构、轮距参数，运算出转弯主轮内、外侧不对称转弯角度。4.根据权利要求3所述的一种飞机前轮与主轮协同转弯控制系统，其特征在于，所述转弯半径运算单元，运算飞机机体转弯半径的公式为：弯半径运算单元，运算飞机...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖力清，彭浩，凌玉华，李中华，李繁飙，杨建，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：