一种直升机液压舵机试验器及试验方法与流程

[0001]
本发明主要涉及飞行设备技术领域，特指一种直升机液压舵机试验器及试验方法。


背景技术：

[0002]
舵机yd4是一个四通道分离式电液舵机。四个主通道接收来自自动驾驶系统的电信号，控制直升机倾斜、俯仰、总距和航向的姿态变化，在纵向和横向的控制通道还有配平电磁阀来进行力配平。它将横向、纵向、总距、航向操纵通道的四个舵机组合在一个壳体内，起着电液转换和液压放大的作用。安装在右驾驶员后面的操纵箱内，它即能进行助力操纵、自动驾驶，又能进行无液压的强迫操纵。另外，舵机还具有操纵系统的部分功能，即纵向、横向通道的配平控制和舵机还具有操纵系统的部分功能，即纵向、横向通道的配平控制和力感模拟、总距通道的总距杆重量平衡和航向通道的脚蹬阻尼作用。四通道舵机分别串联在操纵线系中。舵机的液压系统供给液压能，即作为飞行操纵系统的前置助力器，又是自动驾驶仪的执行机构。
[0003]
其中舵机纵向、横向和航向通道额定电流值
±
8ma，总距通道的额定电流值
±
4ma，各通道饱和电流均小于9.5ma。接触杆在正常状态下两个针脚是连通状态，杆两端受到的压应力或者拉应力大于额定值时，针脚之间断开连接，自动驾驶系统接收到接触断开信号后将自动驾驶信号关断。
[0004]
在成品件测试实验过程中，会在实验台上对各个通道的电气增益、回中游动、开环特性、配平性能等电气性能进行测试，测试舵机各通道在规定电信号控制下的运动性能。但在直升机整机检修测试中，若舵机未到寿返厂，则无法实现舵机测试，故需要能在机上实现测试的设备。
[0005]
现今对直升机c/d检时，舵机作为寿命件不一定会需要大修，舵机无法按照成品技术条件测试。而安装在直升机上时，修理厂缺乏直接的舵机机上测试手段，主要依靠操纵系统整体性能测试、测试员及飞行员对操纵系统的整体感受来判断。该方法有如下缺点：
[0006]
1)飞行员判断故障的时机过于滞后，非常影响试飞的进度，需要实现在装配阶段模拟飞行时状态的检查，将检查时间提前；
[0007]
2)自动驾驶的部分测试项目目前只能在试飞时才能有准确的判断，试飞验证存在一定安全隐患，需要实现在装配阶段进行飞行模拟测试；
[0008]
3)系统性能优劣的判断，目前部分的判断标准为人员的主观感受，缺乏客观、统一的测试标准，需要实现全部测试均可参数化性能判断；
[0009]
4)系统整体测试出现故障时，因为缺乏子系统的测试，导致故障定位困难，需要实现舵机、接触杆的各单项性能单独测试，准确定位故障，减少排故时间。


技术实现要素：

[0010]
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结
构简单、操作简便的直升机液压舵机试验器及试验方法。
[0011]
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0012]
一种直升机液压舵机试验器，包括箱体和主电路，所述主电路位于所述箱体内，所述主电路包括多个伺服阀开关、极性选择开关、多个指示单元、多个配平阀开关、电压调节单元、输入单元和输出单元；
[0013]
所述输入单元的输入端用于与直升机上的电源相连，输出端分别与各所述指示单元的一端相连，各所述指示单元的另一端则与所述输出单元的对应端相连；
[0014]
所述电压调节单元的输入端与所述输入单元相连，输出端与所述极性选择开关的一端相连，所述极性选择开关的另一端分别与各所述伺服阀开关的一端相连，各所述伺服阀开关的另一端则与所述输出单元的对应端相连；
[0015]
各所述配平阀开关的第一输入端均与电压调节单元的输出端相连，各所述配平阀开关的第二输入端均与所述极性选择开关的另一端相连，各所述配平阀开关的输出端均与输出单元的对应端相连。
[0016]
作为上述技术方案的进一步改进：
[0017]
还包括电压显示单元，所述电压显示单元与所述电压调节单元的输出端相连，用于对电压调节单元输出端的输出电压进行显示。
[0018]
所述输出单元为输出插头。
[0019]
所述输入单元包括依次相连的二极管、保险器和电源开关；其中所述二极管的正极与直升机上的电源相连，负极与保险器的一端相连。
[0020]
所述指示单元为指示灯。
[0021]
本发明还公开了一种基于如上所述的直升机液压舵机试验器的试验方法，包括接触杆功能测试、伺服阀功能测试和配平阀功能测试；
[0022]
接触杆功能测试：通过输出单元连接接触杆，保持接通状态的接触杆相应指示单元亮，若接触杆受力断开相应指示单元灭；
[0023]
伺服阀功能测试：通过输出单元连接伺服阀，通过极性选择开关选择相应输出极性，打开相应伺服阀开关，伺服阀开始有控制信号；其中控制电压的大小通过电压调节单元控制；
[0024]
配平阀功能测试：通过输出开关连接配平阀，通过配平阀开关选择单通道输出模式或双通道输出模式；其中控制电压的大小通过电压调节单元控制。
[0025]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0026]
本发明的直升机液压舵机试验器，能在模拟飞行状态下，飞行姿态自动驾驶系统对舵机的控制信号，实现在装配阶段对系统的测试；可以实现在装配阶段模拟飞行状态进行测试，提前发现问题，大大提前了飞机测试的进度；能够将飞行验证项目模拟测试，在装配阶段测试发现故障并排除，消除飞行安全隐患；能单独测试子系统和单通道的工作性能，缩小故障范围，实现故障定位；另外上述试验器的整体结构简单、操作简便。
[0027]
本发明的试验方法，可以在舵机不离机分解状态下进行测试，能够实现舵机各通道测试参数化性能判断，改变原来主观意识判断；通过性能测试数据收集对比建立统一的测试参数标准。
附图说明
[0028]
图1为本发明的试验器的设计需求树状图。
[0029]
图2为本发明的主电路在实施例的电气原理图。
[0030]
图3为本发明的试验器在实施例的立体结构图。
[0031]
图4为本发明的面板在实施例的布置图。
[0032]
图中标号表示：1、箱体；2、主电路；201、伺服阀开关；202、极性选择开关；203、指示单元；204、配平阀开关；205、电压调节单元；206、输入单元；207、输出单元；208、电压显示单元；3、面板。
具体实施方式
[0033]
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0034]
针对目前舵机测试所存在的问题，现提出相应的测试需求为：
[0035]
1)4个通道伺服阀回中测试。即在伺服阀在“断电”和“正常工作”状态切换时，舵机活塞杆的位移量满足要求。
[0036]
2)4个通道的电气增益测试。伺服阀在额定电压(横向、纵向、航向
±
8v，总距
±
4v)和饱和电压(横向、纵向、航向
±
10v，总距
±
6v)驱动下，各通道活塞的位移量满足要求。
[0037]
3)航向通道的开环特性测试。测量航向在行程的25％、50％、75％的位置处，使活塞杆开始运动的电压大小；测量在饱和电压的控制下，由总行程的20％到80％处所用时间的多少；测量在饱和电压的控制下使其停止运动的机上操纵力。
[0038]
4)总距通道的开环特性测试。测量舵机在两个方向上使活塞杆开始连续运动的电压大小；测量在饱和电压控制下使总距由8
°
运动到上限动位置时间；测量在饱和电压下总距由上限动位置运动到13
°
最小作用力和保持13
°
位置的最小作用力；测量在饱和电压下总距由6
°
运动到13
°
最小作用力和保持13
°
位置的最小作用力。
[0039]
5)横向和纵向通道配平性能测试。测量配平阀同一方向(横向或纵向)上在额定电压控制下往返的时间差；测量配平阀在两端同时供电的情况下运动总行程需要用时；测量配平阀两端同时供电运动到横向和纵向总行程
±
25％处2s后断开供电不应移动。
[0040]
6)接触杆的检查。检查横向、纵向和航向接触杆在各个方向受力的情况下，接触杆断开时的受力大小。
[0041]
7)为保证测试设备的便携性，测量设备的供电应采用机上原有接口供电，不需要单独外接交流电源。
[0042]
基于上述技术需求，整体方案包括：
[0043]
1)为满足伺服阀的回中测试，测试设备需要具备4个伺服阀单独控制额定电压输出和切断的功能。
[0044]
2)为满足电气增益测试，设备需要有3个伺服阀控制通道的输出电压大于10v；1个通道输出电压大于6v；电压输出需要具备调节大小功能；电压输出具备极性切换功能。
[0045]
3)为满足航向通道开环测试，设备的航向伺服阀控制通道需要具备电压输出从0v开始调节的能力。
[0046]
4)为满足总距通道的开环测试，设备的总距伺服阀控制通道需要具备电压输出从0v开始调节的能力。
[0047]
5)为满足配平性能测试，设备需要两个配平阀通道，单通道需要2路具有输出电压功能，2路电压具备单独供电或同时供电的能力。
[0048]
6)为满足接触杆的检查，设备应给3根接触杆配备3路带通断指示灯的供电电路。
[0049]
7)为满足机上取电要求，设备的供电为机上27v直流供电输入。
[0050]
综上所述，该设备电气测试部分需要4路可以从0开始调节到大于10v的电压输出路用于控制伺服阀，同时输出能进行针脚“1”或“2”之间选择的极性切换和单独的通断控制；需要3路带指示灯的电压输出；需要2通道2路输出具备单独供电或同时供电的能力的输出用于控制配平阀。
[0051]
具体如图2所示，本发明直升机液压舵机试验器，其主电路2包括多个伺服阀开关201、极性选择开关202、多个指示单元203(如指示灯)、多个配平阀开关204、电压调节单元205、输入单元206和输出单元207；输入单元206的输入端用于与直升机上的电源相连，输出端分别与各指示单元203的一端相连，各指示单元203的另一端则与输出单元207的对应端相连；电压调节单元205的输入端与输入单元206相连，输出端与极性选择开关202的一端相连，极性选择开关202的另一端分别与各伺服阀开关201的一端相连，各伺服阀开关201的另一端则与输出单元207的对应端相连；各配平阀开关204的第一输入端均与电压调节单元205的输出端相连，各配平阀开关204的第二输入端均与极性选择开关202的另一端相连，各配平阀开关204的输出端均与输出单元207的对应端相连。
[0052]
本发明的直升机液压舵机试验器，能在模拟飞行状态下，飞行姿态自动驾驶系统对舵机的控制信号，实现在装配阶段对系统的测试；可以实现在装配阶段模拟飞行状态进行测试，提前发现问题，大大提前了飞机测试的进度；能够将飞行验证项目模拟测试，在装配阶段测试发现故障并排除，消除飞行安全隐患；能单独测试子系统和单通道的工作性能，缩小故障范围，实现故障定位。
[0053]
本实施例中，还包括电压显示单元208(如电压显示器)，电压显示单元208与电压调节单元205的输出端相连，用于对电压调节单元205输出端的输出电压进行显示。
[0054]
本实施例中，输入单元206包括依次相连的二极管、保险器和电源开关；其中所述二极管的正极与直升机上的电源相连，负极与保险器的一端相连。输入单元206用于保证试验器使用的安全性，防止损坏元器件，同时在输入单元206上配置有总电源指示灯，用于对电源状态进行显示。
[0055]
如图2所示，指示单元203均为指示灯，数量为三个；其中输出单元207为输出插头，输出插头中各针脚的功能见下表1所示。
[0056]
表1设备输出插头各针脚功能说明：
[0057][0058]
其中接触杆在机上的通断信号为27v电压信号，故3个接触杆指示灯直接取用入口处电势。伺服阀的输出电压需要大于10v，配平阀电压需求大于14v，输出电压显示表的电压需求为5v，选用15v和5v的稳压器；查询15v稳压器的输入电压为24v，故在15v稳压器前增加24v稳压器。其中输出电压的连续调节功能通过电压调节单元205(滑动变阻器)来实现。
[0059]
其中伺服阀和配平阀均有选择针脚“1”或“2”电压输出的需求，故在4个伺服阀和2个配平阀电压输出前增加开关。其中配平阀有单针脚电压输出或双针脚电压输出的需求，故配平阀开关204选用双刀三置开关，实现“关闭”、“双针脚”和“单针脚”输出。
[0060]
如图3所示，本实施例中，为满足便携性需求，设备外形采用便携式手提箱，箱体1内部容纳主电路2。其中箱体1上的面板3如图4所示，面板3上各元件说明如下：
[0061][0062]
本发明还公开了一种基于如上所述的直升机液压舵机试验器的试验方法，包括接触杆功能测试、伺服阀功能测试和配平阀功能测试；
[0063]
接触杆功能测试：通过输出单元207连接接触杆，保持接通状态的接触杆相应指示单元203亮，若接触杆受力断开相应指示单元203灭；
[0064]
伺服阀功能测试：通过输出单元207连接伺服阀，通过极性选择开关202选择相应输出极性，打开相应伺服阀开关201，伺服阀开始有控制信号；其中控制电压的大小通过电压调节单元205控制；
[0065]
配平阀功能测试：通过输出开关连接配平阀，通过配平阀开关204选择单通道输出模式或双通道输出模式；其中控制电压的大小通过电压调节单元205控制。
[0066]
本发明的试验方法，可以在舵机不离机分解状态下进行测试，能够实现舵机各通道测试参数化性能判断，改变原来主观意识判断；通过性能测试数据收集对比建立统一的测试参数标准。
[0067]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

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