Регулирование нагрузок на командные рычаги основного управления и передаточных чисел

Из формулы видно, что для больших и скоростных самолетов возможны большие М _ш и Р.

При полете на дозвуковой скорости (М < М _крит) изменение М _ш и Р происходит за счет скоростного напора q.

При переходе через скорость звука и полете на сверхзвуковой скорости (М > М _крит),значения М _ш и Р изменяются за счет т _ш, который в закритической области с ростом М может изменяться по-разному.

Для регулирования нагрузок на командные рычаги применяются следующие способы:

– уменьшение шарнирного момента рулей;

– изменение передаточных чисел управления;

– применение бустеров (вспомогательных приводов), снижающих непосредственно Р;

– применение загрузочных устройств, влияющих непосредственно на Р.

Рассмотрим использование на практике этих способов.

1. уменьшение М _ш можно достичь путем применения аэродинамической компенсации рулевых поверхностей. Однако, практика показала, что возможности уменьшения М _ш таким способом ограничены.

2. Уменьшение передаточного числа за счет увеличения углов отклонения командных рычагов и увеличения длины рычагов Н ограничено габаритными размерами кабины и неудобно для пилота.

3. радикальным средством является включение бустеров в проводку управления. это обеспечивает приемлемые нагрузки на рычаги основного управления на всех типах ЛА. При необратимом бустерном управлении связь Р с М_ш прервана, в то же время связь θ с d сохраняется. Применяемые же при этом загрузочные устройства обеспечивают желательную зависимость Р от θ и d.

Бустерное управление

Бустер представляет собой гидромеханический следящий рулевой привод. К нему предъявляются следующие требования:

– безотказность действия при всех условиях эксплуатации;

– обеспечение мощности, достаточной для перемещения органов управления с необходимой скоростью.

Бустер состоит из силового цилиндра, приводимого в действие специальной гидросистемой, золотника, распределяющего подачу жидкости в камеры силового цилиндра, и устройства обратной связи. В качестве бустеров применяются также и электромеханические агрегаты.

Бустерные системы управления в зависимости от способа обеспечения для пилота «чувства управления» подразделяются на две группы:

– обратимые системы, в которых усилие на командном рычаге определяется шарнирным моментом рулевых поверхностей и роль бустера сводится к снижению этого усилия;

– необратимые системы, в которых усилие на командном рычаге не зависит от шарнирного момента рулевых поверхностей.

На рис. 23.18 показана принципиальная схема бустера, включенного в управление по необратимой схеме.

Рис. 23.18. Принципиальная схема бустера, включенного по необратимой схеме: а – в нейтральном положении; б – при движении командного рычага на себя; в – при переходе на ручное управление с кольцеванием камер силового цилиндра и отключением насоса; 1 – линия слива; 2 – золотник; 3,6 – тяги; 4 – гильза золотника; 5 – силовой цилиндр; 7 – линия подачи жидкости.

В необратимых системах чувство управления может обеспечиваться искусственными средствами – специальными автоматами усилий (загрузочными устройствами).

На рис. 23.19 показано включение бустера по обратимой схеме. В этом случае система рычагов обеспечивает передачу к рычагу управления доли усилия от шарнирного момента руля, характеризуемую коэффициентом усиления.

Коэффициент усиления – это величина, показывающая, во сколько раз усилие на рычаге управления при выключенном бустере больше усилия на рычаге при работающем бустере. При этом величина М _ш остается неизменной.

Для схемы, показанной на рис. 23.19,

(23.6)

Рис. 23.19. Схема включения бустера по обратимой схеме.

1 – золотник; 2 – силовой цилиндр; 3, 4, 5 – рычаги.

Коэффициент i можно изменять, меняя е. При е = 0 a = d, b = c, i = 1.

В конструкциях обратимых бустерных систем коэффициент усиления равен 2...10.

В настоящее время применяются в основном необратимые бустерные системы.

Потребная мощность на выходе гидронасосов необратимой бустерной системы управления (в Н∙м/с) равна

, (23.7)

где р – рабочее давление, Н/м²;

Q – потребная подача гидронасоса, м³/с;

М _ш – шарнирный момент, Н ^. м;

T – потребная угловая скорость отклонения рулевой поверхности, рад/с;

h – КПД участка системы управления от гидронасосов до руля.

Для обратимого бустерного управления, с учетом энергии, прилагаемой летчиком, потребная мощность гидронасосов

(23.8)

Современные бустеры состоят из основных элементов, показанных на рис. 23.19, но гидросистема, золотник, силовой цилиндр в них имеют резервирование (два или три канала).

Специальные конструктивные меры обеспечивают фильтрацию жидкости, кольцевание камер силового цилиндра, отключение звена, где произошел отказ, демпфирование колебаний и др. Переход на непосредственное ручное управление в этом случае уже не предусматривается.

Бустеры обеспечивают возможность более простого включения в систему управления устройств, улучшающих характеристики устойчивости и управляемости самолета при штурвальном управлении. При необратимой схеме включения рулевого привода можно обойтись без аэродинамической компенсации, триммеров и массовой балансировки рулей (если бустер демпфирует колебания).