一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置及方法

摘要

本发明一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置及方法，属于飞机操纵系统领域；包括支架、第一滑轮、第二滑轮、中心轴、滑动套、弹簧和钢索，中心轴垂直固定于支架的上下面之间，弹簧和滑动套依次同轴套装于中心轴上，滑动套能够沿中心轴滑动并通过外力压缩弹簧；滑动套的外周面对称设置有两个凸起，分别用于安装两个第二滑轮；两组第一滑轮分别通过安装轴对称安装于中心轴的两侧；两根钢索分别穿过第一滑轮组和第二滑轮组，通过弹簧的压缩与释放实现钢索的长度补偿，并通过滑动套与中心轴的抱杆实现锁紧。本发明解决了大型飞机用钢索因温度变化或机体变形导致的钢索长度相对飞机机体的变化，使钢索张力保持在合适的范围内，提高了钢索的寿命。

说明书

技术领域

本发明属于飞机操纵系统领域，具体涉及一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置及方法。

背景技术

钢索主要用来把驾驶员的输入传递到相关舵面，钢索一般通过型压接头连在鼓轮，扇形盘或松紧螺套上，松紧螺套用来调节钢索的张力。钢索太长时通常使用滑轮来支撑，滑轮也可以用来改变钢索的传力方向，当钢索穿过压力隔框时一般用空气封严来减少压力损失。飞机操纵系统中用的钢索补偿与锁紧装置，用于补偿飞机的操纵系统中由于温度变化或飞机机体变形等引起的钢索相对飞机结构伸长和缩短。

一般在大型飞机中使用钢索回路组成的操纵系统，钢索材质为不朽钢或碳钢，而飞机机体多为铝合金。由于钢和铝的热膨胀系数不同，当温度变化时，钢索相对飞机机体就会伸长或缩短，而且当飞机起飞后机体也会有一定的变形，这也会导致钢索相对机体伸长或缩短，这就需要一种钢索长度补偿装置，且为了能正常传递操纵指令，该补偿装置要有锁紧装置，即传递操纵指令时该装置不应产生钢索伸长或缩短。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置及方法，通过钢索绕在滑轮上产生的张力与弹簧弹力平衡，解决了操纵系统安装位置调整的问题。

本发明的技术方案是：一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置，其特征在于：包括支架、第一滑轮、第二滑轮、中心轴、滑动套、弹簧和钢索，所述支架为框架式结构，用于安装其他各部件；

所述中心轴垂直固定于支架的上下面之间，所述弹簧和滑动套依次同轴套装于中心轴上，并为间隙配合；滑动套位于弹簧的上方，能够沿中心轴滑动并通过外力压缩弹簧；

所述滑动套的内孔截面与中心轴相对部分的径向截面形状相同，通过截面配合限制滑动套水平方向的位移；滑动套的外周面对称设置有两个凸起，分别用于安装两个第二滑轮，使得第二滑轮的轴向垂直于中心轴的轴向；

两个同轴设置的第一滑轮为一组，两组第一滑轮分别通过安装轴对称安装于中心轴的两侧，且轴向均平行于第二滑轮的轴向；每组第一滑轮的两个第一滑轮分别与两个第二滑轮的位置相对，由一个第二滑轮和与其相对于的两个第一滑轮构成第一滑轮组，由另一个第二滑轮和与其相对于的两个第一滑轮构成第二滑轮组；

两根钢索分别穿过第一滑轮组和第二滑轮组，通过弹簧的压缩与释放实现了钢索的长度补偿，并通过滑动套与中心轴的抱杆现象实现锁紧。

本发明的进一步技术方案是：所述滑动套的内孔截面为D形、长方形或跑道形。

本发明的进一步技术方案是：所述弹簧的刚度为3～8N/mm。

本发明的进一步技术方案是：所述弹簧的压缩长度为120～200mm。

本发明的进一步技术方案是：所述第二滑轮的直径是钢索直径的30～50倍之间。

本发明的进一步技术方案是：所述两组第一滑轮位于支架的下方，底部外缘处与支架内底面接触。

一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置进行长度补偿的方法,其特征在于：

步骤一：当钢索长度相对飞机机体变短时，所述钢索的张力变大，钢索通过第二滑轮施加于滑动套和弹簧的压力变大，进而滑动套向下滑动并压缩弹簧，直至钢索通过第二滑轮产生在滑动套上的力与弹簧的弹力平衡，补偿了钢索相对飞机机体的变短量；

步骤二：当钢索长度相对飞机机体变长时，所述钢索的张力减小，钢索通过第二滑轮施加于滑动套和弹簧的力变小，进而滑动套向上滑动冰释放弹簧，直至钢索通过第二滑轮产生在滑动套上的力与弹簧的弹力平衡，补偿了钢索相对飞机机体的变长量。

一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置进行锁紧的方法,其特征在于：

当传递操纵指令时，操纵力造成钢索回路中的两根钢索张力不等，使得两个第二滑轮受到的钢索压力不等，滑动套两侧凸起受到的压力一侧大于另一侧，进而使得滑动套倾斜与中心轴产生抱杆现象，最终固定并锁紧在中心轴上，钢索回路正常传递操纵指令；

当不操纵时，两根钢索张力恢复相等状态，使得滑动套两边的压力大小相等，滑动套能够继续在外力作用下沿中心轴的轴线方向滑动已补偿钢索相对飞机机体的变形量。

有益效果

本发明的有益效果在于：本方案通过钢索绕在滑轮上产生的张力与弹簧弹力平衡，通过压缩弹簧或释放弹簧压缩量来补偿钢索长度相对飞机机体发生的变短量或伸长量，并通过钢索回路中两根钢索在传递操纵指令时在操纵力作用下产生一根钢索张力变大而另一根钢索张力减小使得滑动套与中心轴间产生的抱杆现象使得钢索回路可以正常传递操纵指令。

解决了大型飞机用软式操纵系统钢索因温度变化或机体变形导致的钢索长度相对飞机机体的变化，使钢索张力保持在合适的范围内，提高了钢索的寿命，也避免了因钢索长度相对变短时钢索张力的剧烈增加导致的摩擦力和操纵力增加，提高了操纵舒适性。

本方案具有结构简单、安装方面、占用空间小、钢索相对长度调节量大(总调节量为滑动套在中心轴上的滑动量的4倍)等优点。

附图说明

图1为本发明的飞机操纵系统用钢索补偿与锁紧装置的结构示意图。

附图标记说明：1—支架：2－第一滑轮；3—第二滑轮；4—中心轴；5－滑动套；6－弹簧；7—钢索。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明一种飞机操纵系统用钢索长度补偿与锁紧装置，包括支架1、第一滑轮2、第二滑轮3、中心轴4、滑动套5、弹簧6和钢索7，所述支架1为梯形框架式结构，用于安装其他各部件；中心轴4垂直固定于支架1的上下面之间，弹簧6和滑动套5依次同轴套装于中心轴4上，并为间隙配合；滑动套5位于弹簧6的上方，能够沿中心轴4滑动并通过外力压缩弹簧6；弹簧6具有刚度较小(3～8N/mm)但压缩长度较长(120～200mm)的特点。

滑动套5的内孔截面与中心轴4相对部分的径向截面形状相同，截面为D形、长方形或跑道形，通过截面配合限制滑动套5水平方向的位移；滑动套5的外周面对称设置有两个阶梯圆柱凸起，分别用于安装两个第二滑轮3，使得第二滑轮3的轴向垂直于中心轴4的轴向；

两个同轴设置的第一滑轮2为一组，两组第一滑轮2分别通过安装轴对称安装于中心轴4的两侧，且轴向均平行于第二滑轮3的轴向；所述两组第一滑轮2位于支架1的下方，底部外缘处与支架1内底面接触。每组第一滑轮的两个第一滑轮2分别与两个第二滑轮3的位置相对，由一个第二滑轮3和与其相对于的两个第一滑轮2构成第一滑轮组，由另一个第二滑轮3和与其相对于的两个第一滑轮2构成第二滑轮组；

两根钢索分别穿过第一滑轮组和第二滑轮组(为保证钢索有足够的疲劳寿命，第二滑轮的直径通常在钢索直径的30～50倍之间)，通过弹簧6的压缩与释放实现了钢索7的长度补偿，并通过滑动套5与中心轴4的抱杆现象实现锁紧。

实施例：

以下结合结构示意图(图1)对飞机操纵系统用钢索补偿与锁紧装置进行详述：

两个第二滑轮3安装在滑动套5上，滑动套5通过小间隙孔轴配合安装在中心轴4上并可沿中心轴4的轴向滑动以压缩弹簧6或释放弹簧6的压缩量。钢索回路中的两个钢索分别绕过滑动套4两侧的第二滑轮3上。

当钢索7长度相对飞机机体变短时，此时钢索7的张力变大，钢索7通过第二滑轮3产生在滑动套5上压缩弹簧的力变大，这种情况下滑动套5向弹簧6方向滑动并压缩弹簧6直至钢索7通过第二滑轮3产生在滑动套5上的力与弹簧6的弹力平衡，补偿了钢索6相对飞机机体的变短量。当钢索6长度相对飞机机体变长时，此时钢索6的张力减小，钢索6通过第二滑轮3产生在滑动套5上压缩弹簧6的力变小，这种情况下滑动套5向弹簧6反方向滑动并释放弹簧6的压缩量直至钢索7通过第二滑轮3产生在滑动套5上的力与弹簧6的弹力平衡，补偿了钢索7相对飞机机体的变长量。

传递操纵指令时，由于操纵力的存在使得钢索回路中的两根钢索7一边张力大，另一边张力小，这就使得滑动套5两侧一边压力大另一侧压力小，使得滑动套5倾斜与中心轴4产生抱杆现象从而固定并锁紧在中心轴4上该处，钢索回路可以正常传递操纵指令，当不操纵时，两根钢索7张力恢复相等状态使得滑动套5两边的压力大小相等，滑动套5可继续在外力作用下沿中心轴4的轴线方向滑动已补偿钢索7相对飞机机体的变形量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。