CN1027800C - 失速警告系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞机失速警告系统。它是以M数传感器和迎角传感器得到的飞行状态信号，通过单片机解算出飞机的迎角和临界角数值，然后，用数字信号分别通过迎角通路和临界角通路直接驱动迎角、临界角组合指示器的电机转动，步进电机带动一个减速器和一个增速器将计算出的数值转换为角度量，告知飞行员飞机飞行的当前状况，一改了过去只用灯光、音响、抖动等信号发出失速警告的情况。
Description
本发明涉及一种飞机失速警告系统。
飞机在起飞、着落，巡航飞行时，飞机的起飞迎角和飞行速度的当前状态是否正常，这是飞行员需要随时掌握的，当飞机出现异常情况时，应能使飞行员及时得到警告，加以修正。在众多型客机的失速警告系统中，（如美国的波音747、757、DC-10、MD-81/87、A300-B2/B4飞机，前苏联的安-26飞机，英国的BA.146-100飞机等），大多都是由飞机临界迎角传感器，迎角传感器，襟翼位置等信号与一个设定信号对比，得出飞行是否正常的信号，并用灯光，音响、抖杆等形式告诫飞行员。而这些警告系统的信号处理又因不同的飞机而有不同的失速解算算法，波音757、767飞机失速警告系统由插在中央警告系统中的失速组件对输入的迎角信号进行处理，当有失速发生时，通过中央警告系统发出灯光，音响等警告信号，同时，激励抖杆器抖动。当2秒钟后飞机仍处于失速状态时，自动推杆改出失速。而安26飞机失速警告系统是由两套传统的机电随动系统带动迎角和临界角指针，其中一个指针上装有凸轮，另一个指针上装有开关。当两指针相重合时，开关给出失速警告信号，此系统没有指示器，美国航空和空间署为OV-IC飞机研制的失速警告系统是用8085CPU为处理器的数字式系统，它利用动压和静压解算出真空速，利用襟翼位置、升降舵位置、加速度等信号解算出失速速度，然后再将数字信号转换成模拟信号，以同步器进行转换驱动指示器。当真空速接近失速速度时，发出失速警告，综上所述的各种失速警告系统，它们都各有不近人意的地方，波音系列和原苏联安系列飞机的失速警告系统的失速警告信号都通过抖杆、灯光等方式发出，飞行员无法知道飞机距失速状态的当前情况及变化趋势和应修正量，而OV-IC飞机的失速警告系统虽然有指示器，但是，因它有一个信号转换过程，指示器给出的是飞行速度，信号显示有一个延迟。
本发明的目的是，飞行员能对飞机失速前后有一个直接的数量概念，可直接看出飞机在失速之前（包括正常飞行）和失速之后（失速警告之后）的变化情况，从而避免飞机进入失速状态，使飞行员能以最佳迎角和速度飞行。
本发明的技术解决方案是：以M数传感器和迎角传感器的飞行状态信号，经多路开关、采样/保持电路及模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，再由单片机解算出飞机迎角和临界角，驱动迎角、临界角组合指示器和飞机上的转接盒，发出飞机失速警告信号。
本发明一改了现有技术中无指示器的缺陷，它用数字信号直接驱动指示器，使指示器直接指示出飞机迎角及临界角，系统性能得到了大的改善，让飞行员对飞机失速前后有一个直接的数量概念，并能及时修正误差，以最佳迎角和速度飞行。
附图给出系统原理框图
M数传感器（1）、迎角传感器（2）输入的直流电压信号及模电压（10.24V）和地信号一起加入多路开关电路（3），完成对多路模拟量的转换后，输入到采样/保持电路（4），完成对当值模拟量的采样/保持和放大。此信号加给模数转换器（5），完成当值模拟量的A/D（模数）转换。然
后，输入到接口芯片（6），其功能是：
a.A口与模数转换器（5）的12位数据线相连，是A/D数据输入通路;
b.B口完成对多路开关电路（3），采样/保持电路（4）、A/D电路（5）的逻辑控制。
c.C口完成各开关量的输入。
d.还兼有系统多部的读取功能。
单片机（7）通过芯片（6）的B口控制多路开关（3），完成对4个模拟量的轮换输入，控制采/保电路（4）对所输入的模拟量进行采样和保持，控制A/D转换器（5）完成模数转换，并通过接口芯片（6）把数据读入单片机（7），单片机（7）对输入的模拟量进行计算，其功能是：
A.对10.24V模电压进行监视，当有±20mv的电压误差时，发出故障警告。
B.对模地电压进行监视，当有±20mv的电压误差时，发出故障警告。
C.把M数传感器（1）的电压值按规定由线进行计算，求出飞机临界角。
D.把飞机局部迎角传感器（2）的电压值按规定曲线进行计算，求出飞机迎角。
E.对飞机临界角和迎角进行比较计算，当飞机迎角等于或大于临界角值时，发出失速警告。
F.单片机（7）根据飞机迎角和临界角值计算出相应的脉冲当量，同时控制和驱动迎角、临界角组合指示器（Ⅰ）中的飞机迎角和临界角指针指示相应的角度值。
G.在中断时，根据芯片（6）c口中的检测、零位来进行判断并执行相应的操作。
经单片机（7）计算后的输出信号，一路控制飞机上转接盒中的继电器组发出失速灯光、音响抖杆等警告信号，另一路发出指示器驱动控制信号。此信号又分两路分别输入迎角通路（Ⅱ）和临界角通路（Ⅲ）。飞机临界角通路（Ⅲ）与迎角通路（Ⅱ）的组成是相同的。现仅对飞机迎角通路（Ⅱ）说明。与非门（8）对单片机（7）来的信号反向，与非门（9）、（10），或非门（11）组成零位反向，禁止逻辑和脉冲闸门。光电隔离电路（12）完成单片（7）部分与驱动部分的隔离，以提高系统抗干扰能力。隔离输出的信号经整形电路（13）整形后，脉冲分配器（14）将整形后的信号转换成步进电机（M）所需的三相脉冲信号，经调制器（15）进行15～30KHz的调制，经限流电阻推动达林顿三极管进行功率放大，馈给迎角、临界角组合指示器（Ⅰ）中步进电机的三相绕组，驱动电机做相应的转动，以此来完成数字量对角度量的转换，二级管完成续流作用。
电机的角度量经减速器i1带动指针指示到相应的飞机迎角值上，与此同时，增速器i2驱动光栅电路部件，输出与电机转动角度成正比的脉冲信号，并把此值经开关送给单片机（7）的T。进行计数。当此值与计算值相等时发生中断，进行中断处理，控制或非门（11）关闭，闸住脉冲的加入，即停止电机的转动，从而形成闭环数字式随动系统。指示器（Ⅰ）中的零位传感器（16）是在系统工作初始时校准随动系统位置基准，驱动板中的与非门（9）、（10）用于零位时的电气限位。
另外，脉冲发生器（17）是飞机迎角通路和临界角通路的公共电路，当系统出现故障或电源有故障时，单片机（7）有信号使故障旗落下，提醒飞行员系统有故障。本失速警告系统还具有检测，监视等功能。锁存器（18）完成单片机对外部程序的读取。
Claims (4)
1、由飞机迎角传感器，M数传感器、失速解算计算机、机电随动系统组成的失速警告系统，其特征是，多路开关将M数传感器，迎角传感器输入的电压信号及模电压和地信号转换后输入到采样/保持电路放大，然后加入模数转换器，经接口芯片读取后，加入单片机进行数字解算。
2、根据权利要求1所述的失速警告系统其特征是：经单片机数字解算出的迎角和临界角的数字信号，同时控制和驱动迎角、临界角组合指示器，并控制警告系统发出灯光音响抖杆信号。
3、根据权利要求2所述的失速警告系统，其特征是，指示器的电机带动一个减速器和一个增速器，减速器带动指针转动，增速器带动光栅组件。
4、根据权利要求2所述的失速警告系统，其特征是，单片机的数字信号利用与非、或非逻辑组成零位反向及限位。
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