ЖЕСТКОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Шарнирные моменты лопастей нагружают элементы системы управле­ния вертолета, находящиеся между несущим винтом и гидроусилителя­ми: рычаги поворота лопастей, автомат перекоса, качалки и другие дета­ли. Эта часть системы управления податлива, и ее деформация велика. В результате изменяются углы установки лопастей, следовательно, силы и моменты винта. Предлагаемый метод учета деформаций системы управ­ления основан на следующем рассуждении. Изменение углов установки лопастей по нулевой 50 и первой б1с, 81S гармоникам достигается пере­мещением вдоль вала винта и наклоном на углы 5В, 6К некоторой плос­кости, с которой соединены недеформируемые рычаги поворота лопасти. При абсолютной жесткости системы управления эта плоскость является плоскостью автомата перекоса. При упругой (реальной) системе управ­ления — это другая плоскость. Если положение этой плоскости, факти­чески определяющей углы установки винта, характеризовать углами 60, 5В, 6 к, то все выведенные ранее без учета деформации формулы для уг­лов установки, сил и моментов несущего винта остаются справедливыми. Чтобы реальный винт создавал такие же силы и моменты, как винт с аб­солютно ЖеСТКОЙ системой управления, ИХ УГЛЫ Vo>Vic<Vis должны быть одинаковыми, а углы 5В, $к разными. Представим углы 5В, бк, 50 как сумму угла, определяемого положением силового штока гидро­усилителя (обозначен индексом ’ТУ”), и дополнительного угла, полу­чающегося без участия летчика в результате деформации системы управ­ления (обозначим его индексом ”упр”, т. е. ’’упругий”). Таким образом,

— гу + ®вупр> = ^кгу + ^купр>

(1.140)

«о — ^огу + ^оупр-

В настоящем разделе рассмотрены углы, определяемые положением штока гидроусилителя, а не положением ручки управления, так как у многих вертолетов они связаны неоднозначно. Примером такой конст­рукции является вертолет с автопилотом, управляющим гидроусилителя­ми независимо от летчика. В этом случае для определения положения ручки привлекаются дополнительные соотношения, о чем сказано в рабо­те (5 ] ив разд. 2.6.

Определим бвуПр, ^купр ’ 5оупР •

упр — — М2а. п/сл ’ ^купр — — МХц. п/сф ’

(1.141)

^Оупр — РО. ШІ СО. Ш ’

где , cQ ш — жесткости системы управлешія.

Формулы (1.140), (1.141) используются следующим образом. Ког­да задано положение штоков гидроусилителей, то нужно найти 5В, бк, 60 ш, силы и моменты винта, а если заданы силы и моменты винта, то нужно найти 5В, 5К, 80 и затем положение штоков гидроусилителей. За­дача в первом варианте, когда задано положение гидроусилителей, реша­ется при моделировании движения вертолета на пилотажных стендах, при изучении устойчивости вертолета с фиксированным управлением. Второй вариант задачи встречается при расчетах установившегося движения вер­толета, когда силы и моменты винта известны из уравнений движения.

Приведем примеры, иллюстрирующие необходимость учета дефор­мации системы управления. На рис. 1.29 показаны балансировочные кри­вые вертолета. Углы 6ВіГу, 6кгу определены непосредственным изме­рением положения штоков гидроусилителей, а углы 5В, бк — в резуль­тате обработки измерений углов установки </> = $(4>п) и махового дви­жения 0Л = Р(ФП) лопасти; методика обработки изложена ниже. Из ри­сунков видно, что балансировочные значения углов 6В, 5К и углов 5В гу , 5К гу существенно отличаются как по величине, так и по характеру кри­вых. Об устойчивости вертолета нужно судить по кривым 5в гу, 5кгу . Очевидно, что на устойчивость вертолета существенное влияние оказыва­ют частные производные от усилий, действующих на автомат перекоса. Расчетные балансировочные кривые, не учитывающие упругости системы управления, должны сопоставляться с кривыми 5„, 6К, а не 5в гу, бк гу.