Требования к точности стабилизации вертолета автопилотом

Под точностью стабилизации вертолета автопилотом понимается ошибка в выдерживании заданных углов тангажа, крена и курса при по­лете в условиях средней турбулентности атмосферы. К сожалению, ча­сто только этой величиной и оценивают современные автопилоты, основ­ное назначение которых заключается скорее в улучшении характеристик управляемости вертолета, нежели в улучшении его свойств как стабили­зированной в воздухе платформы. Более правильно оценку работы авто­пилота производить по сумме качеств, приобретаемых вертолетом, как пилотируемым аппаратом, в результате установки на нем автопилота.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на точность стабилиза­ции. Помимо динамики вертолета, как объекта регулирования, этих фак­торов два — точность датчиков и точность сервопривода. Выбор пара­метров сервопривода дан в разд. 11 настоящей главы.

При практическом подборе датчиков и сервопривода необходимо иметь в виду, что их суммарная погрешность должна быть, как минимум, на порядок меньше заданных характеристик точности стабилизации.

Нужно отметить, что автопилоты с дифференциально включенными рулевыми машинами в большинстве случаев будут иметь несколько худ­шие характеристики точности стабилизации, нежели автопилоты с па­раллельно включенными рулевыми машинами, поскольку в первом слу­чае погрешности элементов системы управления будут суммироваться. Например, суммарная зона нечувствительности в системе «дифференци­ально включенная рулевая машина — золотник ручного управления — гидроусилитель» будет больше, чем в системе «параллельно включенная рулевая машина — гидроусилитель».

При проектировании системы стабилизации для вертолета следует помнить о том, что повышение точности стабилизации не должно быть самоцелью, а должно диктоваться конкретными условиями применения вертолета, так как увеличение точности неизбежно влечет за собой уве­личение стоимости и веса системы и вызывает затруднения в обеспече­нии требуемой надежности.

Практически следует считать приемлемой точность стабилизации углов 1—2°.

В свете сказанного сервопривод вертолетного автопилота может и не иметь таких характеристик точности и быстродействия, какие требу­ются для автопилотов скоростных самолетов и ракет. Так, на вертолетах иногда могут быть вполне допустимы такие низкие значения добротно­сти, как 10 1 /сек. В то же время сервопривод должен обладать по воз­можности максимальной надежностью и сроком службы (см. разд. 11).

То же самое можно сказать и в отношении датчиков. В ряде случа­ев определяющей характеристикой при выборе датчика вертолетного автопилота является не его точность, а его работоспособность в условиях вертолетных вибраций, его вес и стоимость.

Необходимо подчеркнуть, что все сказанное относится лишь к за­дачам стабилизации вертолета на заданном режиме полета и улучшении его управляемости. В случае, если автопилот является составной частью системы автоматического управления (САУ), решающей задачу траєк­торного управления, точность автопилота и его датчиков должна опре­деляться требованиями к точности траєкторного управления.

В связи с широким применением на вертолетах автопилотов с диф­ференциальными рулевыми машинами с ограниченным ходом часто под­нимается вопрос о критериях безопасности при отказе такого автопило­та. На основе опыта эксплуатации автопилотов указанного типа на одно­винтовых вертолетах среднего и тяжелого классов можно предложить следующий критерий безопасности, учитывающий наиболее тяжелый случай отказа.

При отказе автопилота с односторонним уходом «раздвижной тяги» по каналу крена от нейтрального положения до упора, отклонение вер­толета по углу крена не должно превышать 35° при невмешательстве летчика в управление в течение 3 сек с момента отказа.

Опыт эксплуатации показывает, что время реакции летчика при не­ожиданном подобном отказе составляет 0,75—1,0 сек.