Соединение систем по дифференциальной схеме

При этом способе совместной работы систем осуществляется суммирование выходных сигналов электрической и механической систем (см. рис 7.10). Обьединение сигналов этих систем может быть осуществлено во входной части системы управления с помощью дифференциальной качалки, на которой производится суммирование выходного звена сервопривода электрической системы и выходного звена механической проводки управления летчика. Суммарный сигнал с качалки далее передается на вход приводов рулей (Ту-154, Ту-144, Ил-96-300, Ан-124, Ан-225…).

Особенности этой схемы объединения систем СДУ и МСУ имеют много общего с особенностями ранее рассмотренных схем включения систем СУУ в МСУ. Принципиальным отличием совместного применения СДУ и МСУ, объединенных по дифференциальной схеме, от упомянутых систем СУУ является обеспечение возможности, хотя и ограниченной, управления самолетом с помощью как СДУ, так и МСУ.

К особенностям этой схемы следует отнести:

—Общая эффективность управления в этом случае делится между электрической и механической системами. Обычно большую эффективность имеет механическая система, как более надежная, и на ней обычно предусматривается завершение полета. В случае отказа любой из систем возможно увеличение эффективности исправной системы, но для этого необходимо изменение коэффициента передачи системы Кш.

—На функциональные характеристики электрической системы может существенное влияние оказывать механическая система. Наличие в механической проводке люфтов, упругости, трения влияет на точность работы электрической системы и, кроме того, часто приводит к автоколебаниям замкнутого контура. Для устранения этого вредного эффекта в системе обычно применяется вспомогательный привод вблизи дифференциальной качалки, который делает необратимой точку соединения проводки с дифференциальной качалкой. Соответственно, вспомогательный привод, находящийся в тракте управления летчика, должен иметь очень высокую надежность по крайней мере на уровне надежности механической проводки.

—Дифференциальная качалка, на которой объединяются сигналы двух систем-электрической и механической, является общим элементом системы управления. В случае рассоединения или разрушения этого звена или механической проводки, связывающей дифференциальную качалку с приводами, может быть полный отказ системы управления. Для исключения этого необходимо дублировать все указанные механические связи.

—При отказе или отключении электрической системы точка подсоединения сервопривода к дифференциальной качалке должна надежно фиксироваться с помощью упругого звена с предварительным затягом (Ту-154, Ан-124, Ил-96-300) или специального механизма приведения в нейтраль (Ту-144), или сервопривод должен обладать свойством самоторможения. При этом скорость приведения в нейтраль должна быть ограничена для исключения чрезмерных возмущений в движении самолета.

—Дифференциальное соединение электрической и механической систем требует четкого согласования скоростей выходных звеньев этих систем с располагаемой скоростью рулевого привода

& сду+ & мсу^ 5* рп

При превышении суммы скоростей выходных звеньев этих систем скорости РП будет возникать “отдача” на рычаги управления, если в механической системе не установлен вспомогательный привод, который делает механическую систему необратимой, или отсутствует предварительный затяг в загрузочном устройстве. Однако при наличии вспомогательного привода может возникнуть взаимонагружение между вспомогательным приводом и сервоприводом электрической системы и, соответственно, проводки, связывающей их, если суммарная скорость вспомогательного привода и сервопривода будет больше скорости РП. Это вполне реально, поскольку скорость РП зависит от аэродинамического шарнирного момента.

—При наличии секционирования органов управления может быть исключена общая точка в системе в виде дифференциального звена. Это достигается применением двух независимых каналов, каждый из которых воздействует на свою секцию или группу секций руля одного борта. В худшем случае при отказе механических звеньев отказывает управление только по одному борту.

Резюмируя, можно отметить, что дифференциальное включение автоматики, несмотря на некоторые недостатки этой схемы соединения систем, нашло широкое применение в системах управления с умеренной автоматизацией, используемой для улучшения характеристик устойчивости и управляемости самолета с механической системой управления (Ту-154, Ту-144, Ан-124, Ил-96- 300, MD-11). Наличие механических звеньев в тракте управления автоматической системы затрудняет получение хороших

динамических характеристик автоматической системы из-за вредного влияния трения, люфтов, упругости и инерционности механической проводки. Кроме того, в этой схеме включения автоматики имеют место проблемы, вызванные взаимодействием автоматической и механической систем при их совместной работе. Механическая система, обладающая массой и упругостью, может иметь несколько тонов колебаний, которые могут взаимодействовать с упругими колебаниями конструкции самолета, порождая проблемы обеспечения устойчивости системы.