Система необратимого бустерного управления

7.2.1 Общие положения

Появление НБУ без перехода на НРУ было обусловлено эволюционным процессом развития авиации, характерными особенностями которого были:

(1) . Увеличение размеров самолета и скорости полета привели к. существенному росту аэродинамических шарнирных моментов

Мш аэр, которые превышали физические возможности летчика даже при условии применения различных аэродинамических средств для снижения Мш аэр.

(2). Как показала авиационная практика, процесс доводки аэродинамических характеристик органов управления требовал большого объема аэродинамических исследований в трубах и полете особенно для самолетов, имеющих близкие к предельным с точки зрения ручного управления размеры и высокую скорость полета.

(3). С расширением области режимов полета весьма сложно стало обеспечивать приемлемые характеристики устойчивости и управляемости самолета аэродинамическими средствами. Для этого,

например, требовались увеличенные размеры хвостового оперения ($г. о., Sb. o. и т. д.), реализация которых привела бы к снижению аэродинамического качества и увеличению веса конструкции.

Поэтому радикальным средством обеспечения приемлемых характеристик перспективных самолетов было применение автоматических систем на базе необратимого бустерного управления(рис.7.2).

Основными элементами НБУ являются рулевой привод(РП), загрузочное устройство с триммерным механизмом и система гидравлического (электрического)питания. Все эти устройства должны иметь очень высокую надежность на уровне механической системы управления. Это достигается применением многократного резервирования, при котором вероятность полного отказа НБУ может быть отнесена к практически невероятным событиям.

Для НБУ характерны следующие особенности:

а) усилия при управлении в НБУ определяются характеристиками искусственной загрузки рычагов управления независимо от закона изменения Мш аэр. Усилия на рычагах управления могут быть сделаны такими, какие необходимы из условий управляемости и безопасности полета;

б) в НБУ могут быть включены различные автоматические устройства для улучшения характеристик устойчивости и управляемости (СУУ) Исполнительные элементы этих устройств могут быть сделаны небольшой мощности, поскольку они расчитываются на усилия, действующие во входной части механической проводки (трение в проводке, трение в золотниках привода, усилия, создаваемое загрузочным устройством).

Проблема “отдачи" на рычаги управления (обусловленная трением в золотниках) при работе автоматических устройств, включаемых дифференциально, может быть решена либо созданием незначительного предварительного затяга в загрузочном устройстве, либо применением небольшого вспомогательного привода в механической проводке управления; *

в) механическая проводка управления может быть сделана более легкой, поскольку она должна расчитываться на меньший уровень

усилий.

. Как уже отмечалось, максимальным противодействующим усилием для дифференциально включаемых автоматических устройств является трение в золотниках рулевых приводов, а для параллельно включаемых автоматических устройств (САУ)—трение в проводке и золотниках рулевых приводов и усилия от загрузочного устройства.

При нормальном управлении самолетом (без отказов) усилия управления в канале тангажа, например, для гражданских самолетов не должны превышать — 35 кг, это существенно меньше того уровня усилий, который может создать один или два летчика, используя свои физические возможности. (Например, при расчете на прочность при штурвальном ручном управлении принимается максимальное усилие от одного летчика 120 кг, от двух—240 кг).

Поэтому для уменьшения усилий в элементах механической проводки в НБУ от летчика или от исполнительных устройств автоматических систем(например, в случае несоответствия скоростей между исполнительными устройствами автоматических систем и рулевым приводом, т. е.когда исполнительное устройство имеет более высокую скорость, чем рулевой привод)в проводку управления целесообразно включение пружинной тяги, расчитанноїй на максимальной уровень противодействующих усилий(с некоторым запасом).

г) на органах управления(руль высоты, руль направления, элероны)вместо осевой компенсации, которая могла быть причиной снижения аэродинамического качества, может использоваться конструктивная компенсация. Кроме того, нет необходимости применять такие дополнительные поверхности как сервокомпенсатор и аэродинамический триммер;

д) НБУ в меньшей степени чувствительно к шарниным моментам органов управления, поэтому возможно использовать большие углы отклонения рулей, реализуя максимальную их эффективность; объем аэродинамических исследований может быть существенно сокращен. Возможные неточности В определении Ш аэр. могут быть компенсированы выбором запасов по тяге рулевого привода;

е) отсутствие в НБУ устройств переключения в рулевых

приводах и загрузочных механизмах рычагов управления упрощает конструкцию системы управления, повышает ее надежность;

ж) отпадает необходимость применять триммеры на органах управления. В НБУ может применяться либо триммерный механизм, либо триммируемый стабилизатор;

з) летчики в процессе эксплуатации самолета имеют дело только с одним типом системы—НБУ, обладающей в зависимости от ее состояния(нормальное или с отказами) незначительным разбросом характеристик. Это облегчает освоение ее экипажем;

и) могут быть сняты противофлаттерные грузы, а безопасность в отношении флаттера обеспечна выбором характеристик привода с учетом отказа систем питания;

к) на самолете с НБУ нет необходимости применения системы стопорения рулей на земле — от порывов ветра. Эту задачу обеспечивают рулевые приводы.