РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ГИДРОСИСТЕМЫ

Ниже даны рекомендации по проектированию бустерной гидроси­стемы вертолета, то есть системы питания гидроусилителей. Существую­щие гидросистемы отечественных вертолетов, особенно тяжелых, имеют, кроме такой системы, еще вспомогательную гидросистему для питания многочисленных потребителей, имеющихся на борту вертолета.

Выбор производительности насоса и гидроаккумулятора

Ранее были выбраны необходимые параметры силовой части гидро­усилителей. Производительность насосной станции определяется в со­ответствии с геометрическими размерами гидроусилителей, скоростями перемещения органов управления и внутренними утечками.

Скорости перемещения органов управления для всех отечественных одновинтовых вертолетов с шарнирным несущим винтом практически одинаковы (см. табл. 3. 7).

Внутренние перетечки гидроусилителей зависят от их размеров и конструкции. При этом отношение величины перетечек к секундному расходу уменьшается по мере увеличения размеров гидроусилителей. На рис. 3. 53 показана зависимость относительных перетечек для гидро­усилителей, применяемых на отечественных вертолетах. Необходимо помнить о том, что эта зависимость представлена для комбинированных гидроусилителей, т. е. выполненных в одном корпусе с рулевыми маши­нами автопилота. Применительно к вертолетам Ми-1 и Ми-2, не имею­щим автопилота, рассмотрены перспективные гидроусилители.

Выразим потребный расход жидкости через коэффициент

и Q’-OTP

^а. потр >

W

где Qn0Tp — секундный расход жидкости всеми гидроусилителями с уче­том внутренних перетечек;

w — суммарный объем рабочих полостей всех гидроусилителей.

Значения £э-потр при скоростях перемещения органов управления согласно табл. 3. 7 при энергичных маневрах и нормальной эксплуата­ции для вертолетов с различными полетными весами приведены в виде графика на рис. 3. 53. Кроме этого, на графике нанесены фактические значения коэффициентов гидравлической энерговооруженности бустер — ных систем.

и — _ Qracn

^э. расп »

W

где Qpacn — производительность насосной станции.

Рис. 3. 53. Зависимость k0 и q/Q от взлетного веса вертолета:

С—^э. расл при максимальной производительности насосов;

у-лэ дотр при расходе, потребляемом всеми гидроусилителями на режиме максимальной скорости при энергичных маневрах;

Д—ka п0тр при расходе, потребляемом всеми гидроусилителями на режиме максимальной скорости полета при нормальной эксплуа­тации;

□—удельные величины — внутренних перегечек в гидроусилителях

<3

На вертолетах Ми-2 и Ми-4 значения £э-расп больше &э. потр для мак­симальных скоростей при энергичных маневрах. Это объясняется тем, что при определении производительности насоса для вертолета Ми-2 учитывалась в перспективе установка дополнительного гидроусилителя (завышенная производительность насоса на вертолете Ми-4 объясняется отсутствием во время его проектирования достаточного опыта).

Для вертолета Ми-1 на графике точки &э. потр нанесены для случая применения комбинированных гидроусилителей. В действительности на вертолете СТОЯТ обычные гидроусилители и ТОЧКИ бэ. потр находятся не­сколько ниже.

Наименьшее значение &э-расп, равное 0,6, имеет вертолет Ми-8. Опыт эксплуатации вертолета показал, что его гидравлическая энерговоору­женность достаточна для обеспечения работы систем управления на всех режимах полета. Это позволяет использовать значение 6Эрасп~0,6 в ка­честве исходного для построения кривой рекомендуемых значений ks, которой можно пользоваться при проектировании гидросистем для одно­винтовых вертолетов с шарнирным несущим винтом. Указанная кривая рек построена с учетом изменения удельных значений внутренних пере-

течек в гидроусилителях в зависимости от их размеров. На графике вид­но, что кривая рекомендуемых значений кэ закономерно располагается между точками фактических значений £э. потр для различных вертолетов.

Превышение значений йэ. потр при энергичных маневрах против ре­комендуемых представляет нехватку производительности насосной стан­ции в эти моменты. Недостаток производительности в этих случаях дол­жен компенсироваться гидроаккумулятором. Производительность насос­ной станции определяется после определения силовых параметров гид­роусилителей следующей зависимостью: Q = 0,06 (k3^eKw + q), где Q — производительность насосной станции в л/мин;

q — секундный расход внутренних перетечек на слив в гидросисте­ме в см3/сек.

w — суммарный рабочий объем всех гидроусилителей в см3.

Величина q зависит от конструкции гидросистемы и ее можно опре­делить по характеристикам приме­ненных в системе гидроагрегатов. Учитывая, что значения q, как пра­вило, незначительны, ими можно пренебречь.

В гидросистеме с насосом по­стоянной производительности и автоматом разгрузки насоса объем гидроаккумулятора определяется требованием к частоте срабатыва­ния автомата разгрузки, так как эта частота существенно влияет на ресурс и надежность гидросистемы.

Частота срабатывания автомата разгрузки зависит от отношения рабочего объема гидроаккумулятора к объему рабочих полостей гидро­усилителей. Выразим потребный рабочий объем гидроаккумулятора че­рез безразмерный коэффициент kr= — ,

W

где дог — рабочий объем гидроаккумулятора (объем аккумулируемой жидкости в пределах рабочего давления гидросистемы).

Опыт показывает, что приемлемая частота срабатывания автомата разгрузки наблюдается в случае, если объем гидроаккумулятора соот­ветствует величине коэффициента &г=3,5н-4,0.

Введя поправку к этому коэффициенту, учитывающую возрастание удельных значений внутренних перетечек по мере уменьшения гидроуси­лителей, получим кривую оптимальных значений коэффициента kF для вертолетов с различными взлетными весами (рис. 3.54). При известных силовых параметрах гидроусилителей, пользуясь приведенной кривой, можно определить потребный рабочий объем гидроаккумулятора из вы­ражения Wv=kFW.

Выбранный таким образом гидроаккумулятор обеспечивает период срабатывания автомата разгрузки насоса, в среднем равный 12 сек, при этом отношение времени работы насоса при рабочем давлении ко вре­мени работы на слив составляет около 1 : 8.

Величина начального давления воздушной полости гидроаккумуля­тора (т. е. давления в незаполненном рабочей жидкостью гидроаккуму­ляторе) обычно составляет ро=0,7ри где ро — начальное давление;

рі — давление срабатывания автомата разгрузки на подзарядку ак­кумулятора.

В дублированной гидросистеме для обеспечения плавного перехода с основной системы на дублирующую величина давления р2, при кото­ром включается дублирующая система, выбирается приблизительно рав-

ной ро, т. е. p2=0,7pi и уточняется при стендовых испытаниях гидроси­стемы. В этом случае при падении давления в основной системе до ве­личины р2 насос дублирующей системы, работавший на слив, переклю­чаясь по команде автомата на работу в систему, обеспечивает достаточ­но быструю зарядку гидроаккумулятора дублирующей системы и нор­мальное питание гидроусилителей от дублирующей гидросистемы.

Обратные клапаны, расположенные на линии нагнетания перед гид­роусилителями, препятствуют их «просадке» от внешних нагрузок при переходе с одной системы на другую.

В гидросистеме с насосом переменной производительности выбор насоса можно производить по методике, аналогичной ранее описанной для насоса постоянной производительности (кривая £э. рек, см. рис. 3. 53). Компенсация нехватки производительности насоса при энергичных ма­неврах при этом осуществляется гидроаккумулятором с относительно небольшим объемом, не превышающим суммарного объема рабочих по­лостей всех гидроусилителей. Величины давлений ро и р2 выбираются при этом так же, как и в случае насоса постоянной производительности (за величину р при этом берется нижний предел диапазона рабочих дав­лений насоса).

Насос переменной производительности может работать и без гидро­аккумулятора. Такие системы часто применяются при низких давле­ниях, когда величина пульсаций давления незначительна. В этом случае его производительность должна выбираться из условия обеспечения максимальных скоростей перекладки при энергичных маневрах (см. рис.

3. 53).