Система триммирования СТ-2
Система триммирования СТ-2 предназначена для автоматического снятия нагрузок в системе управления рулем высоты и индикации нагрузок, возникающих в системе управления рулем вы-
соты, рулем направления я элеронами при изменении режима полета и центровки самолета.
Система триммирования обеспечивает также сигнализацию летчику при достижении в тягах управления самолетом предельных усилий, а также автоматическое отключение триммерной машины в канале руля высоты при неисправностях,
вызывающих одностороннюю перекладку триммера.
Блок-схема системы триммирования приведена на рис. 240. Система состоит из автомата триммирования АТ-2, двух датчиков усилий, двух фазовых дискриминаторов и строенного указателя УТ-ЗК. Автомат триммирования АТ-2 может применяться самостоятельно, в этом случае в его комплект придается однострелочный указатель УАТ-3.
В табл. 6 приводятся сведения по комплектации системы триммирования на современных отечественных самолетах гражданской авиации.
Таблица 6
|
Система СТ-2 рассчитана для эксплуатации на самолетах в следующих условиях:
в диапазоне высот, м………………………………………………………… до 25000
в диапазоне истинных воздушных скоростей, км/ч… от 240 до 1000
в интервале температур внешней среды. °С…………………………. от+50 до—60
в диапазоне частот вибрации, гц…………………………………………. от 10 до 200
Чувствительность автомата триммироваиия, т. е. величина не более 20 (что нагрузки на датчик усилии в системе управления рулем соответствует
высоты, соответствующая включению триммериой ма — усилию на ко-
шииы, кг………………………………………….. донке штурвала
не более 8 кг)
Время задержки включения триммерной машины, сек. …. 5±10 %
Угол поворота выходного вала триммерной машины в обе стороны от нейтрального положения, град 600±15
Величина нагрузки на датчик усилий, соответствующая отклонению стрелки указателя до крайнего индекса шкалы, кг. 45±15
Мощность, потребляемая системой триммироваиия:
по постоянному току, ВТ……………………………………………………… не более 100
» переменному », ва . . •…………………………………………………… не более 20
Вес, кг:
системы триммироваиия СТ-2……………………………………………. 15
автомата * АТ-2……………………………………………. 8
Рассмотрим принцип действия автомата триммироваиия (рис. 241). Датчик усилий ДДУ, установленный в системе управления рулем высоты, имеет пружину, связанную кинематически с индукционным датчиком ИД и концевыми выключателями КВ. При возникновении усилий в тяге с индукционного датчика будет сниматься сигнал переменного тока, пропорциональный величине усилия.
Поступая на фазовый дискриминатор (ФД) блока управления триммироваиия БУТ-3, сигнал усиливается и выпрямляется, после чего поступает на магнитное реле (МР). Контакты выходного реле Л1Р замыкают плюсовую цепь двигателя триммерной машины, но включение двигателя произойдет только через 5 сек, когда замкнутся контакты реле времени в минусовой цепи двигателя.
Выдержка времени необходима здесь для того, чтобы устранить случайные срабатывания автомата триммироваиия при кратковременных увеличениях нагрузки в тяге управления рулем высоты.
Двигатель триммерной машины (электромеханизм УТ-15) отклоняет триммер на такой угол т, чтобы усилие в тяге было достаточно малым. При этом магнитное реле отпускает свои контакты и двигатель останавливается.
С фазового дискриминатора, кроме того, подается сигнал на указатель УАТ-3, который служит индикатором направления величины усилия в тяге.
В блок управления триммироваиия входит так называемый автомат контроля (АК). Это — группа реле, осуществляющая отключение двигателя триммерной машины с соответствующей сигнализацией при достижении в тяге предельных усилий. Сигнал на авто-
мат контроля подается с концевых выключателей датчика усилий.
На схеме рис. 241 видно, что при исходном положении концевых выключателей датчика усилий два реле автомата контроля находятся под током, а третье — в обесточенном состоянии. При размыкании одного из концевых выключателей реле, в цепи которого находится его контакт, отпускает и своими нормально-замкнутыми контактами замыкает цепь третьего реле. Если при этом на двигатель подавалось напряжение сети +27 в, то после срабатывания третьего реле автомата контроля разрывается цепь питания двигателя. Одновременно загорается сигнальная лампочка на указателе У АТ-3.
При кратковременных усилиях в тягах, превышающих «предельные», автомат контроля срабатывает только на сигнализацию, так как минусовая цепь двигателя триммерной машины разорвана контактом реле времени. Следовательно, отключение автомата триммироваиия происходит только тогда, когда по каким-либо причинам он начнет работать неправильно (например, отклонять триммер в сторону увеличения усилий).
Если в полете летчик видит, что лампочка сигнализации предельной нагрузки канала руля высоты на указателе УТ-ЗК горит дольше 10 сек, он должен выключить автоматическую часть системы выключателем «Вкл. СТ». Если стрелка указателя усилий при этом отклонена до крайнего индекса, следует снять нагрузку с помощью переключателя /7ут или штурвала управления триммером, вручную поворачивая триммер руля высоты. Дальнейший по-
лет следует проводить в этом случае с выключенным автоматическим триммированием.
Сигнализация предельной нагрузки, действующей на штурвал п педали, осуществляется аналогично. Для этого последовательно с контактами концевых выключателей датчиков усилий включены обмотки двух пар реле. Каждая пара реле расположена в блоке фазового дискриминатора руля направления и элеронов. При включении питания обмотки реле будут находиться под током. При достижении предельной нагрузки того или иного знака одно из реле отпускает и на указателе загорается лампочка сигнализации предельных нагрузок для соответствующего канала.
Особенности эксплуатации СТ-2. Перед установкой на самолет комплект системы триммирования должен быть проверен в лабораторных условиях на работоспособность агрегатов. Для этой цели используется специально разработанная контрольно-проверочная аппаратура, состоящая из пульта комплексной проверки системы триммирования ПКК-5 и стенда для проверки датчиков усилия ДДУ. Перед установкой СТ-2 на самолет в процессе эксплуатации производятся следующие проверки:
Проверка чувствительности. Чувствительность системы триммирования должна быть такой, чтобы включение триммерной машины происходило при действии на датчик усилия руля высоты силы в пределах от 0 до 20 кг как на растяжение, так и на сжатие. Усилия замеряются по шкале динамометра на стенде для проверки датчиков усилий.
Проверка срабатывания концевых выключателей датчика усилий. Отключение триммерной машины при срабатывании концевых выключателей датчика усилий руля высоты должно происходить при действии силы в пределах от 20 до 0 кг как на растяжение, так и на сжатие.
Проверка времени задержки. Выходной вал триммерной машины должен начать вращаться через 5±0,5 сек после того момента, когда на датчик усилий канала руля высоты подействовала нагрузка, равная чувствительности системы.
Проверка направления вращения выходного вала триммерной машины. Направление вращения выходного вала триммерной машины должно быть следующим:
при действии на датчик усилий руля высоты нагрузки на растяжение — против часовой стрелки;
при действии на датчик усилий нагрузки на сжатие — по часовой стрелке;
проверка сигнализации нейтрального положения выходного вала триммерной машины. При прохождении выходным валом триммерной машины нейтрального положения должна загораться сигнальная лампочка.
Проверка управления триммерной машины от переключателя. Триммерная машина должна включаться от переключателя управления только при выключенном положении тумблера автомата триммирования «Вкл. СТ».
Проверка автоматического отключения триммерной машины. Автоматическое отключение триммерной машины при неисправностях системы триммирования должно происходить в следующих случаях:
а) при действии на датчик усилий руля высоты нагрузки на растяжения 30±10 кг и вращения выходного вала по часовой стрелке;
б) при действии усилия той же величины на растяжение датчика усилий и вращении выходного вала против часовой стрелки.
Одновременно с отключением триммерной машины срабатывает сигнальная лампочка на указателе триммирования.
Проверка сигнализации предельных нагрузок. В каналах элеронов и руля направления системы триммирования при достижении нагрузки 30+10 кг на растяжение или сжатие должны загораться соответствующие сигнальные лампочки на указателе УТ-ЗК.
Проверка работы указателя триммирования. Стрелки указателя должны отклоняться по часовой стрелке при нагрузках на растяжение, прикладываемых на соответствующий датчик усилии, и против часовой стрелки — при нагрузках на сжатие.
Отклонение стрелок до крайних индексов шкалы должно происходить при действии на датчик усилия нагрузки 45±15 кг на растяжение или сжатие.
Допустимое отклонение стрелок указателей при нулевой нагрузке на соответствующий датчик усилия не должно превышать ± 3 мм.
Бортовая система управления БСУ-ЗП Назначение и состав бортовой системы управления БСУ-ЗП
Бортовая система управления БСУ-ЗП предназначена для обеспечения стабилизации самолета и его управления с помощью автопилота на всех режимах полета, начиная с высоты Я—200 м, для автоматического полета по сигналам радиотехнических систем ближней навигации «Свод» и «VOR», а также выполнения автоматического и полуавтоматического захода на посадку до высоты Я=60 м по сигналам радиотехнических систем «СП-50» и «ILS».
Бортовая система управления с заходом на посадку (БСУ-ЗП) разработана на базе автопилота АП-6Е и пилотажно-навигационной системы «Путь-4МП», которые устанавливаются на самолеты Ил-18, Ту-124, Ту-104 и Ту-134.
Для создания единой бортовой системы управления автопилот АП-6Е и систему «Путь-4МПА» частично модернизировали.
В состав системы введен автомат триммирования АТ-2, который служит для автоматического снятия усилий в системе управления рулем высоты. Блок-схема бортовой системы управления приведена на рис. 242.
Рис. 242. Блок-схема бортовой системы управления |
Система «Путь-4МПА» и автопилот АП-6ЕМ-ЗП имеют элементы автоматического контроля исправной работы, которые в комплекте системы БСУ-ЗП образуют систему контроля н сигнализации — систему безопасности.
Элементы контроля работы автомата триммировання АТ-2 входят в комплект самого автомата. При неисправной работе АТ-2 он автоматически отключается с выдачей сигнализации летчику.
Задачи, выполняемые бортовой системой управления БСУ-ЗП, можно разбить на три группы.
К первой группе относятся задачи стабилизации и управления самолетом, обеспечение которых осуществляется непосредственно автопилотом АП-6ЕМ-ЗП:
стабилизация угловых положений самолета относительно трех его осей;
стабилизация заданной линии пути по сигналам допплеровской навигационной системы «Трасса»;
стабилизация заданной барометрической высоты полета;
выполнение координированных разворотов, набора высоты и снижения с помощью рукояток на пульте управления.
Ко второй группе задач, выполняемых системой БСУ-ЗП, относится обеспечение управления самолетом в районе аэродрома и при заходе на посадку. В этих режимах полета система обеспечивает:
автоматическое управление самолетом по сигналам радиотехнических систем (РТС) ближней навигации «Свод» и «VOR»;
автоматическое и полуавтоматическое управление самолетом при заходе на посадку по сигналам РТС «СП-50» и «ILS» с момента начала четвертого разворота до высоты Я—50 м;
наглядную совмещенную индикацию следующих основных параметров положения самолета в пространстве и команд на управление самолетом: крена (у); тангажа (О); курса (ф); заданного курса (грэад); отклонения от заданного курса (AvJ)); отклонения от заданной линии пути (е); отклонения от глиссады планирования
(£); угол скольжения (0); команды по крену (60; команды по тангажу (6 н);
автоматическое триммирование и индикацию усилий в системе управления рулем высоты при полете с включенным автопилотом.
Третья группа задач относится к мероприятиям по обеспечению безопасности полета. Для этого в системе:
осуществляется автоматический контроль за работой автопилота и командной пилотажно-навигационной системы на всех режимах полета и своевременное отключение неисправного канала автопилота с выдачей летчику световой и звуковой сигнализации;
обеспечивается автоматический перевод системы при отказах радиотехнических систем с режима полета по траектории, задаваемой системами «Свод», «VOR», «СП-50» и «ILS» на другие режимы:
а) в боковом канале на режим стабилизации курса, имевшего место в момент отказа;
б) в продольном канале на стабилизацию барометрической высоты (при отказе РТС до момента пролета высоты Н—150 м) или на режим «продления глиссады» (при отказе РТС после пролета высоты //=150 м);
обеспечивается возможность проверки летчиком неисправности контролирующих цепей системы контроля БСУ-ЗП с помощью кнопки «Тест—Контроль».
Комплектность системы БСУ-ЗП. Автопилот АП-6ЕМ-ЗП выпускается в трех комплектациях: вариант 1 —для самолета Ил-18; вариант 2 — для самолетов Ту-104 и Ту-124; вариант 3 — для самолета Ту-134.
Указанные варианты автопилота имеют одинаковые принципиальные электрические схемы и различаются только конструктивным исполнением блока управления, блока контроля, амортизационной платформы, пульта управления, рулевых машин и регулировкой блока управления.
Пилотажно-навигационная система «Путь-4МПА» имеет одинаковую комплектацию для всех самолетов.
Автомат трнммирования АТ-2 имеет одинаковую принципиальную схему и состав для всех самолетов. Различие состоит только в конструкции и регулировке датчика усилий.
Принцип действия системы БСУ-ЗП. Система БСУ-ЗП имеет единый пульт управления, расположенный в кабине между левым и правым летчиком. С помощью тумблеров, кнопок и ламп-кнопок, расположенных на пульте управления, летчик включает и отключает систему, задает необходимый режим работы, а также управляет самолетом с помощью рукояток «Разворот» и «Спуск— Подъем».
В зависимости от режима полета или желания летчика работает либо вся система БСУ-ЗП, либо используются ее отдельные функциональные блоки.
Таблица 7
|
Комплектация автомата триммирования АТ-2 приведена в табл. 8
Таблица 8
|
в следующих условиях:
в диапазоне высот, м. … …………………………………. до 15000
» диапазоне истинных воздушных скоростей, км ч от 240 Ю 1 000
» интервале іемпсратур внешней среды, °С. от+50 до —60
Питание блоков системы осуществляется от бортовой сети:
постоянного тока напряжением, в………………………………………….. 27+10%
переменного тока напряжением, в……………………….. . 36±5%
частотой, гц………………………………………………………………………. 400 +2%
Потребляемая электрическая мощность:
из сети постоянного тока, вт. . не более 450
из них:
автопилотом АП-6ЕМ-ЗП………………….. . . . • . . не более 250
системой «Путь-4МПА» ……………….. не более 150
автоматом триммироваиня АТ-2 . . ……………………. нс более 50
из сети переменного тока, ва……………………………………… не более 450
нз них:
автопилотом АП-6ЕМ-ЗП……………………………. не более 300
системой «Г1уть-4МГ1А»………………………………….. . не более 100
автоматом трпммировлння АТ-2……………………………………….. не более 50
по курсу, град…………………………………………………………………… ±0,5
но крену, град……………………………………….. . . . . ±1
по тангажу, град……………………………………………………………….. ±0,5
по высоте, м . . . •……………………………………………………. ±25
службы, летные часы
Вес комплекта, кг…………………………………………………………………………………………. 160
При і том:
все лктоііилота АГІ-6БМ-ЗП, кг………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ї>—
» шілотажіїо-ііаніїгашюшіоіі системы «Пуіь-4М11Л»> кг…………………. 00
» автомата трпммнровашія АТ-2, кг……………………………………………….. 8
Ниже будут рассмотрены кратко три основных режима работы системы БСУ-ЗП:
горизонтальный прямолинейный полет по маршруту; полет по сигналам РТС ближней навигации; автоматический заход па посадку по сигналам РТС посадки. Режим стабилизации и управления при полете по маршруту. 13 маршрутном полете используется автопилот и автомат трпм — мнровання. Вычислители системы «Путь-4МПЛ» не работают. Визуальные приборы этой системы используются как обычные пилотажные и навигационные приборы (авиагоризонт и указатель курса) для выдачи летчику информации о текущих значениях углов крена, тангажа и курса.
Включение автопилота на стабилизацию разрешается на высоте не ниже И—200 м после взлета самолета как в режиме набора высоты, так и в режиме горизонтального полета. Одновременно с включением продольного капала автопилота включается и ап томат трпммпрования АТ-2. Блок-схема продольного канала БСУ — ЗП представлена на рис. 243.
Положение выключателей:
НІ — включен при стабилизации высоты полета по «коробочке»; Н2 — включен при стабилизации высоты в маршрутном полете; ИЗ — включен в режиме «пробивания облачности» («Свод») и при полете по глиссаде;
Н4 — включен при стабилизации высоты, при полете по глиссаде п в режиме «пробивания облачностей» («Свод»);
Н5 — включается в момент «захвата глиссады».
і————- 1 Рис. 233. Блок-схема продольного канала БСЦ-ЗП |
Как видно из рис. 243, продольный канал имеет два іподромних звена: в цепи обратной связи с постоянной времени 7s = 10сек. п параллельно цепи сигнала тангажа при включении выключателя R4. Постоянная времени этого звена Т„ =10 сек.
Пзодромиые звенья обеспечивают астатизм системы самолет — автопилот при действии на самолет возмущений (изменение полетного веса, центровки, скорости, вертикальных потоков воздуха и т. д.). Это имеет важное значение при выполнении предпосадочного маневра и особенно при планировании самолета по глиссаде.
Рассмотрим закон управления автопилота для режима стабилизации и управления.
Продольный канал. Режим стабилизации заданного угла тангажа (сигнал с рукоятки) и управления по тангажу Л,1у = 0.
~ К”Т.
где Тг, — постоянная времени іподромного звена в цепи обратной связи автопилота.
А^, К, К*’, К, К’1, К" —передаточные числа по сигналам
угла и угловой скорости тангажа, крена и рыскания, соответственно.
Режим стабилизации барометрической высоты
Боковой канал. Режим стабилизации заданною курса:
S = К3 7 + К Т + Kir-
4, = К" Т +к" т + Д’.’/т-
Режим стабилизации линии пути по сигналам радиотехнической системы «Трасса»:
— АГ» (т — Ттр) + К —г;
й|#-Л’"Ч’ + АГ"(т-тгР),
где утр — сигнал, пропорциональный боковому отклонению самолета от линии пути.
Этот сигнал формируется вснстеме «Трасса» на базе непрерывно измеряемых путевой скорости самолета и угла сноса. При подаче сигнала ун> в канал элеронов и капал руля направления происходит стабилизация заданной линии пути самолета при действии на него бокового ветра или других возмущений.
Режим координированного разворота:
^ = /C(T-7„v) РАД; 7 ;
Ч, = к" Т 4- А»/ (7 Тпу).
гле упу — сигнал or рукоятки «Разворот». При отклонении рукоятки от исходною положення размыкаются выключатели В6 и В7 (рис. 244), снимая сигнал стабилизации курса (Чг) и стабилизации линии пути (їтр). Блок-схема бокового канала представлена па рис. 214. Положение выключателей:
В6 — включен при стабилизации курса в маршрутном полете;
В7 — включен при стабилизации самолета по сигналам системы «Трасса»;
ВН — включен при автоматическом заходе на посадку н при полете по сигналам системы «Свод» (VOR).
Режим полета по сигналам радиомаяков системы ближней навигации. Этот режим работы системы БСУ-ЗП используется для автоматического управления самолета с целью приведения его в район аэродрома посадки. Для наведения самолета используются сигналы маяков радиотехнических систем «Свод» или «VOR».
Рассмотрим работу продольного н бокового канала системы в режиме автоматического управления.
Продольный канал. Полет самолета по сигналам радиомаяков РТС «Свод» или «VOR» происходит со снижением до высоты предпосадочного маневра. Для автоматического полета по траектории снижения, задаваемой системой «Свод», «YOR», на пульте управления бортовой аппаратуры «Свод» устанавливается режим «пробивание облачности», а на пульте управления БСУ-ЗП включается кнопка-лампа «Глисс.». При этом сводятся горизонтальные командные стрелки указателя ПГІ-1ПМ и одновременно подключается к автопилоту блок связи БС-3 системы «Путь-4МПА» (включается ВЗ па рис. 243). В продольный канал автопилота вво-
Ргс. 244. Блок-схема бокового канала БСУ-ЗП |
дится сигнал «6И», пропорциональный отклонению самолета от заданной траектории снижения.
Закон управления продольного канала системы в режиме автоматического снижения по сигналам РТС «Свод» (VOR) будет отличаться сигналом с вычислителя системы «Путь-4МПА». Сигнал ЛЯ стабилизации высоты должен быть отключен.
Боковой канал. Для обеспечения автоматической стабилизации самолета по курсу на траектории снижения, задаваемому РТС «Свод» или «VOR», летчик должен включить кнопку-лампу «КУРС» на пульте управления. При этом подключается блок связи БС-3 к автопилоту (включается В8 на рис. 244). Одновременно загорается зеленая сигнальная лампочка на лицевой части указателя ПП-1ПМ левого летчика. Горение лампочки указывает на то, что автопилот подключается к левому (основному) полукомплекту системы «Путь-4МПА».
Законы управления для этого режима будут следующими:
8э = ^(т-Тзад) + ^ Ї ;
он = АГ-‘T + К"(ї — Тзад),
где у3ад — сигнал команды по боковому каналу, формируемый вычислителем системы «Путь-4МПА».
Контроль правильности работы системы БСУ-ЗП по продольному и боковому каналам летчик может вести по движению командных стрелок указателя ПП-ІПМ, а также по движению педалей и штурвала.
Для прекращения автоматического полета по сигналам радиомаяков систем ближней навигации летчик должен либо выключить тумблер «СТУ» на пульте управления, либо нажать и отпустить рукоятку «Разворот». В том и другом случае боковой канал системы переводится на режим стабилизации курса, имевшего место в момент отключения. Кнопка-лампа «Курс» на пульте управления гаснет.
При достижении самолетом высоты построения предпосадочного маневра (Н=400 м) летчик нажимает на кнопку-лампу «Вкл. КВ» на пульте управления. При этом прекращается режим полета по сигналам РТС «Свод» (VOR) и продольный канал переводится в режимы стабилизации барометрической высоты. Кнопка-лампа «Глисс.» на пульте управления гаснет.
Режим захода на посадку по сигналам радиомаяков системы слепой посадки. Заход на посадку осуществляется, как правило, методом «большой коробочки». При подходе к аэродрому экипаж получает разрешение на вывод самолета на дальнюю приводимую радиостанцию (ДПРС). Система «Путь-4МПА» в этом режиме может быть использована как самостоятельно для обеспе — ‘/2 10 -303 1 293
чепия полуавтоматического захода на посадку, так и совместно с автопилотом АП-6ЕМ-ЗП.
При включении тумблера «СТУ» на объединенном пульте управления вычислители системы «Путь-4МПА» вырабатывают команды на управление самолетом по продольному и боковому каналам. Исходными для вычислителей являются сигналы от датчиков текущего курса, крена, тангажа самолета, а также сигналы отклонения от траектории планирования, измеряемые радиоприемной аппаратурой системы «Курс-МП-1». При этом команды выдаются обоим летчикам в виде отклонения командных стрелок приборов ПП-1ПМ. При автоматическом заходе на посадку, который в системе БСУ-ЗП является основным, командные сигналы «Узад» и «6л» с вычислителей через блок связи БС-3 подаются в боковой и продольный каналы автопилота. При этом автопилот через блок связи может быть подключен к любому из двух полу — комплектов системы «Путь-4МПА», но при полностью исправной аппаратуре БСУ-ЗК автопилот подключен к левому полукомплек-
При автоматическом заходе на посадку командные стрелки указателей системы «Путь-4МПА» обеспечивают летчику непрерывный визуальный контроль за режимом полета, выполняемым системой БСУ-ЗП. Летчик исходя из сложившейся обстановки может в любой момент времени перейти от автоматического управления на полуавтоматическое (по командам вычислителей системы «Путь-4МПА») или на ручное управление в случае отказа системы «Путь».
Законы управления системы БСУ-ЗП для режима автоматического захода на посадку следующие:
где йф — форсирующий сигнал; 6ц и у3ад — сигналы управления, вырабатываемые вычислительным устройством системы «Путь — 4А/1ПА».