УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ САМОЛЕТОВ
6.1. Общие положения
Решение вопросов устойчивости и управляемости современных магистральных самолетов подчинено следующим основным задачам:
—Обеспечение безопасности полета при всех возможных условиях эксплуатации.
Эта задача приобрела особую остроту в связи с непрерывным ростом пассажировместимости магистральных самолетов и возросшими требованиями регулярности полетов. Рациональный выбор схемы самолета, его компоновки и органов управления и использование автоматики создают определенные возможности для повышения безопасности полета. Применение современных средств автоматизации управления позволяет значительно повысить уровень безопасности полета, в частности, за счет уменьшения влияния роли человеческого фактора, сильно сказывавшегося на уровне аварий и катастроф.
—Обеспечение высокой экономичности магистральных самолетов. Выявленные в последние годы возможности увеличения топливной эффективности за счет оптимального выбора параметров магистральных самолетйв(центровок, размеров оперений, рациональных схем управления и т. п.)позволяют заметно воздействовать на повышение аэродинамического качества и топливную эффективность магистральных самолетов. Развитие в последние годы средств автоматизации управления позволяет использовать аэродинамические компоновки с высоким аэродинамическим качеством, даже имеющих в ряде случаев неблагоприятные характеристики статической устойчивости. Автоматизация управления позволяет также улучшить экономику самолета за счет снижения действующих нагрузок.
—Обеспечение пилотажных характеристик, соответствующих нормам и требованиям, и удовлетворяющих экипаж и пассажиров в части реакции самолета при полете в турбулентной атмосфере. Автоматика и здесь позволяет получить оптимальные решения.
Широкое использование автоматики привело к необходимости пересмотра ряда основных положений, принятых ранее при выборе основных параметров самолета, определяющих характеристики устойчивости и управляемости. При этом, как правило, пороводится детальный анализ указанных выше аспектов с целью получения оптимальных решений.
Таким образом, при решении вопросов устойчивости и управляемости в свете указанных выше задач в настоящее время используется два основных фактора, это:
—Рациональный выбор параметров самолета, его схемы и компоновки;
—Широкое применение автоматизации управления.
Первый фактор подробно рассматривается в настоящей главе. Вместе с тем эти два фактора сильно связаны между собой. Поэтому здесь целесообразно остановиться и на основных аспектах автоматизации управления.
На современных магистральных самолетах применяется для отклонения органов управления необратимое бустерное управление. Оно получило широкое распространение на основе большого, многолетнего успешного опыта в военной авиации. В настоящее время структура бустерных систем управления формируется для магистральных самолетов так, что она в комплексе всех средств обеспечивает высокий уровень надежности управления и является практически безотказной. В нашей практике неизвестны случаи аварий или катастроф по причине отказа силовой (бустерной) части системы управления.
Принципы формирования исполнительной части и всего комплекса управления органами управления рассматриваются в следующей 7-ой главе
Внедрение бустерных систем управления на современных магистральных самолетах открыло путь широкому применению автоматизации управления, различным средствам улучшения пилотажных характеристик, обеспечению безопасности полета, комфорта, пилотирования за счет возможности перехода к малым усилиям при управлении.
Наконец, следующий шаг в развитии систем управления выразился в использовании бортовых цифровых вычислительных машин, которые при переходе от аналоговых вычислителей обеспечивают больший возможный объем алгоритмов управления и дают также более высокую точность. Этот шаг обеспечил широкое применение автоматизации управления, внедрение экспертных систем, систем контроля И Т. П.
Вопросы, связанные с автоматизацией управления, выбор алгоритмов систем улучшения устойчивости и управляемости, а также“активных”систем управления рассматриваются в главахв и 9.
Применение систем улучшения устойчивости и управля — емости(СУУ)позволяет по-новому решать вопросы аэродинамической компоновки самолета, выбора его основных параметров. Так, например, известно из первых глав, что применение сверхкритических профилей на крыльях большого удлинения связано с появлением местных зон углов атаки с продольной статической неустойчивостью. Использование соответствующих СУУ позволяет обеспечить самолету высокую безопасность полета и требуемые характеристики устойчивости и управляемости и в этом случае. Такие возможности в итоге дают значительное увеличение аэродинамического качества и, следовательно, повышают топливную эффективность самолета.