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.