ГИДРОУСИЛИТЕЛИ

Гидроусилители, устанавливаемые в системе управления тяжелых и средних вертолетов, предназначены для сниже­ния усилий на ручках управления и педалях, которые воз­никают в полете при управлении вертолетом. Усилия на ручках и педалях зависят от режима полета вертолета и положения его центра тяжести.

По величине наибольшие усилия на тяжелых и средних вертолетах при выключенных гидроусилителях на ручке > правления достигают 120—150 кг и на педалях — 60—70/сг и более. Ясно, что при действии таких усилий на рычаги управления летчик не в состоянии управлять вертолетом. Для снижения их и служат гидроусилители, которые в си­стему управления устанавливаются по обратимой и необра­тимой схемам.

При обратимом управлении на ручки и педали пере­дается часть шарнирных моментов органов управления. Степень обратимости есть отношение передаваемой части момента к полному шарнирному моменту на руле, она мо­жет быть любой. Для различных вертолетов степень обра­тимости составляет 1 : 10, 1:5 и т. д.

При необратимом управлении усилия от органов управления на ручки и педали не передаются. Основным преимуществом необратимого управления является незави­симость усилий на ручке от величины и знака шарнирного момента, другими словами, от режима полета вертолета.

При установленных в цепях управления гидроусилите­лях управление вертолетом сводится к тому, что летчик, отклоняя ручку или педаль, перемещает золотник гидро­усилителя относительно исполнительного штока, т. е. сво­дится к перемещению летчиком золотника гидроусилителя, на которое затрачивается лишь незначительное усилие.

К гидроусилителям предъявляются разнообразные, а в некоторых случаях противоречивые требования. Уплотнения в гидроусилителе должны обеспечивать герметичность при

температурах наружного воздуха от +60° до —60°С. Однако небольшие утечки рабочей жидкости через гидро­усилитель допускаются, они могут быть даже полезны при его работе в условиях низких температур, так как в этом случае жидкость в цилиндре не застаивается и не густеет.

В трущихся поверхностях герметичность не должна на­рушаться в течение технического ресурса гидроусилителя. Трение в подвижных поверхностях должно быть минималь­ным. Большое влияние на работу системы управления ока­зывает трение в золотниковом распределителе. Как показал опыт эксплуатации, даже незначительное увеличение тре­ния в золотнике ощущается летчиком.

При всех этих разнообразных требованиях гидроуси­лители должны иметь такие характеристики, которые бы отвечали условиям нормальной управляемости верто­лета.

Одной из важнейших характеристик гидроусилителя является его чувствительность, или быстрота реагирования на управление. Время от начала движения ручки или педали управления до достижения поршнем исполнительного штока установившейся скорости движения должно быть десятые доли секунды (0,1 — 0,2 сек). Не меньшее значение имеют также такие харак­теристики гидроусилителя, как равномерность ско­рости хода исполнительного штока в обе сто­роны и создаваемое гидроусилителем мак­симальное усилие. В процессе эксплуатации по различным причинам возможно нарушение этих характе­ристик.

Гидроусилитель, являясь агрегатом с очень точно вы­полненными отдельными деталями и узлами, с микронными зазорами, усложняет техническую эксплуатацию управле­ния и предъявляет дополнительные требования к его тех­ническому обслуживанию. Лицам, эксплуатирующим гид­роусилители, следует не только хорошо знать работу и взаимодействие их деталей, но и технологические особен­ности производства, и в первую очередь то, что подбор золотников и гильз производится индивидуально для каждой пары с очень небольшими зазорами (7 12 ми­

крон). Поэтому в эксплуатирующих организациях из-за отсутствия необходимого мерительного инструмента золот­ники менять не разрешается. Замена золотников без их измерения может привести к тугому, с рывками, управле­нию вследствие уменьшения зазора между гильзой и рас-

пределительным золотником, к неравномерной скорости движения исполнительного штока гидроусилителя по при­чине неодинакового перекрытия окон гильзы, а также к перетеканию рабочей жидкости из основной гидросистемы в дублирующую из-за заедания автоматического клапана слива и т. д.

Надежная, безотказная работа гидроусилителя зависит в основном от чистоты рабочей жидкости и от качества его монтажа на вертолет.

Требование к чистоте рабочей жидкости объясняется небольшими зазорами, которые имеются в сопряженных деталях гидроусилителя. Даже мельчайшие посторонние твердые частицы, такие, как ворсинки фетра, попадая в гидроусилитель, вызывают его ненормальную работу. По­сторонние частицы могут заноситься в гидросистему при небрежной дозаправке или заправке ее рабочей жидкостью, при монтаже заменяемых агрегатов гидросистемы, а также при проведении регламентных работ.

Несоблюдение правил по предотвращению попадания в рабочую жидкость посторонних частиц является причиной подергивания ручки (педалей) управления, ее вождения, трудности удержания ручки в нейтральном положении, перетекания жидкости из основной гидросистемы в дубли­рующую.

Первые три дефекта появляются в результате увеличе­ния трения и неравномерного изменения его при движе­нии распределительного золотника, что бывает при попа­дании в зазор между золотником и гильзой посторонних твердых частиц.

Под вождением ручки (педали) управления под­разумевается такое явление, когда ручка (педаль), сдви­нутая небольшим усилием, продолжает перемещаться после прекращения действия усилия.

Вождение ручки (педалей) возникает вследствие нару­шения соотношения трения в цепи ручного или ножного управления на участке от ручки (педали) до гидроусили­теля и суммарного трения шарнирных соединений обра­тимой системы гидроусилителей и его золотника.

Причиной перетекания жидкости из основной системы в дублирующую является попадание посторонних твердых частиц в полость автоматического клапана слива. Вслед­ствие повышения трения золотника клапана давление жидкости недостаточно для его перемещения и открыва­ния окна слива в основную систему, вследствие чего ^ид-

т

кость перетекает из полости гидробачка основной системы в полость гидробачка дублирующей.

Контроль за чистотой рабочей жидкости в эксплуата­ции осуществляется при выполнении регламентных работ осмотром фильтров тонкой очистки. Если фильтры тонкой очистки окажутся загрязненными, снимают фильтры, устанавливаемые в штуцерах подвода рабочей жидкости к гидроусилителю. Если и эти фильтры загрязнены, то гидроусилитель снимается с вертолета и частично разби­рается с целью определения, нет ли посторонних частиц в полости распределительного золотника.

Разборку гидроусилителя нужно производить на чи­стом столе, покрытом парафинированной бумагой. Во из­бежание перепутывания деталей на одном рабочем месте разрешается разбирать только один гидроусилитель. В помещении, где производится разборка, должны быть приняты все меры предосторожности от попадания на де­тали гидроусилителя пыли, грязи, песка, металлической стружки и других посторонних частиц.

Распределительный золотник, демпфер и внутренняя полость гильзы гидроусилителя промываются чистым не­этилированным бензином, протираются замшей и высу­шиваются до полного испарения бензина. Затем рабочие поверхности золотника и гильзы смачиваются рабочей жидкостью и гидроусилитель собирается. После сборки гидроусилителя его основные характеристики проверяются на стенде 1.

Проверка на стенде должна производиться под на­грузкой, т. е. соответствовать работе гидроусилителя на вертолете в полете.

Проверяются следующие характеристики:

— плавность хода исполнительного штока гидроусили­теля в пределах его рабочего хода; исполнительный шток должен перемещаться плавно, без рывков и заеданий;

— отсутствие вождения ручек и педалей; при оста­новке органов управления в любом положении движение исполнительного штока должно прекратиться;

— отсутствие залипання исполнительного штока; испол­нительный шток не должен залипать в крайних положениях рабочего хода;

— герметичность гидроусилителя; при проверке в тече-

1 Проверка основных характеристик гидроусилителя производится И после регулировки гидроусилителя.

т

ниє 5 мин допускается наволакивание жидкости на поверх­ность исполнительного штока и смачивание поверхности зо­лотника и стопора; падение кацель с указанных поверхно­стей не допускается;

— работа гидрозамка; при давлении в гидросистеме, равнОхМ нулю, исполнительный шток должен работать, как жесткая тяга, без люфтов;

— рабочий ход исполнительного штока в обе стороны от нейтрального положения;

— ход распределительного золотника;

— скорость движения исполнительного штока под на­грузкой, которая должна быть не менее установленной тех­ническими условиями для каждого типа гидроусилителя (обычно не менее 70 мм/сек); при замере этого пара. метра гидроусилителя определяется и неравномерность скорости исполнительного штока при движении его в ту и другую сторону;

— трение и дехМпфирование в распределительном устройстве, при этом груз, равный примерно 2 кг, должен переместить золотник и обеспечить начало движения поршня за время не более 2—3 сек из одного крайнего по­ложения в другое;

— трение исполнительного штока при выключенной гидросистеме (для гидроусилителей, находящихся в экс­плуатации, величина трения должна быть не более 12— 15 кг).

При соответствии характеристик гидроусилителя техни­ческим данным его монтируют на вертолет.

Особое внимание при монтаже гидроусилителя должно обращаться на плоскости качания гидроусилителя и сосед­них качалок, которые должны быть параллельны между собой, и на правильную затяжку болтов шарнирных со­единений. Нельзя перетягивать болты, так как это вызы­вает увеличение трения сопрягаемых деталей и, как след­ствие, вождение и рывки ручки (педалей) управления. Во избежание этого перед снятием гидроусилителя ре­комендуется делать красной эмалью метки на ганке болта и на сопрягаемой с ним детали, фиксирующие положение гайки. При установке гидроусилителя гайку завертывать согласно меткам.

После монтажа гидроусилителя проверяется его кине­матика на всем диапазоне хода органов управления, при этом не должно быть заеданий ушков и вилок шарнирных соединений и касания между ушками и вилками, риска

распределительном золотнике должна совпадать с риской на его корпусе, что гарантирует правильную установку зо­лотника.

Окончательная проверка гидроусилителя производится при опробовании вертолета «на привязи», а затем на режи­ме висения с перемещениями вертолета в разные стороны.

При отсутствии жалоб летчика на управление можно считать, что монтаж гидроусилителя выполнен каче­ственно.

В процессе эксплуатации гидроусилителей возможны следующие дефекты:

а) неравномерность скорости движения исполнитель­ного штока в обе стороны из-за нарушения регулировки це­почки распределительного золотника и наличия продольно­го люфта;

б) повышенная сила трения распределительного золот­ника из-за попадания посторонних твердых частиц в зазор между золотником и гильзой, а также наличия облоя на ре­зиновых кольцах золотника, что вызывает тугое управле­ние вертолетом; ручку (педали) в этом случае трудно удер­жать нейтрально;

в) заедание автоматического клапана слива по указан — ной выше причине и перетекание вследствие этого рабочей жидкости из основной системы в дублирующую;

г) подтекание рабочей жидкости из-под уплотнения рас­пределительного золотника вследствие износа, поврежде­ния или установки резинового уплотнительного кольца ма­лого размера.

Устранение дефектов гидроусилителя эксплуатирующей организацией производится в основном путем его частич­ной разборки и промывки отдельных деталей и узлов, а так­же заменой уплотнительных колец. Полную разборку гидро­усилителя разрешается производить только в ремонтном предприятии, где имеются необходимый инструмент и обо­рудование.

При возникновении дефекта в системе управления (по­явление рывков, тугое управление, вождение и т. п.) сле­дует тщательно проанализировать возможные причины его, только после этого можно принимать решение по провер­ке и замене гидроусилителя.

Лица, имеющие недостаточный опыт эксплуатации вер­толетов, видят причину ненормальной работы системы

управления в первую очередь в отказе гидроусилителя в работе. Однако причина не всегда бывает в этом. Напри­мер, в полете на вертолете Ми-4 при работе педалями лет­чик ощущает рывки. Причиной рывков может быть как не­нормальная работа гидроусилителя, так и дефекты руле­вого винта, а также касание проводки управления за сосед­ние детали и агрегаты. Из этих дефектов наиболее рас­пространенным является выработка беговых дорожек под­шипника в стакане и серьге втулки рулевого винта, ко­торая появляется при наработке винтом 150—200 час.

В случае ненормальной работы гидроусилителя рывки, как правило, ощущаются на всем диапазоне отклонения пе­далей, а в случае выработки беговых дорожек подшипни­ка — только при положении педалей, соответствующем крейсерской скорости полета вертолета, т. е. той скорости, на которой винт работает наиболее продолжительное время.

Только всесторонний анализ работы авиационной техни­ки позволяет правильно определить причину ненормальной работы системы управления и принять своевременные ме­ры к устранению недостатка.

Для поддержания гидроусилителей в исправном состоя­нии производятся их осмотры, проверяется работоспособ­ность и выполняются регламентные работы.

При предполетной подготовке проверяется работа гидроусилителей путем двух — трех отклонений ручек и пе­далей на всем рабочем диапазоне. Ручки управления и пе­дали должны перемещаться плавно, без толчков и рывков. Проверка производится до запуска двигателя при выклю­ченной гидросистеме, а после запуска двигателя и включе­ния трансмиссии при включенной гидросистеме. В процессе предполетной подготовки также проверяется, нет ли течи рабочей жидкости через наружные уплотнения гидроусили­телей. При включенной гидросистеме допускается утечка жидкости не более 4 смг1час.

При послеполетном осмотре проверяется крепление гидроусилителей на кронштейнах и надежность подсоеди­нения к гидроусилителям тяг и трубопроводов; обращается внимание на исполнительные штоки гидроусилителей и вы­является, нет ли на них надиров. При обнаружении нади­ров на штоках следует проверить, не установлен ли гидро­усилитель с перекосом.

При замене гидроусилителей производится осмотр под­шипников опорных кронштейнов цапф гидроусилителей.

Наиболее распространенным дефектом подшипника являет­ся выработка по всей окружности лунок, что приводит к не­равномерному, с рывками, вращению внутреннего кольца подшипника. В этом случае нужно заменить опорный крон­штейн вместе с подшипниками. Причиной преждевременного выхода из строя подшипников может быть также непра­вильный монтаж гидроусилителей на вертолет. Если гидро­усилитель установлен с перекосом, то подшипники опорных кронштейнов воспринимают значительные усилия не толь­ко в плоскости качения шариков, но и в осевом направле­нии. От такого перераспределения нагрузки снижается ра­ботоспособность подшипника, и он преждевременно выра­батывается. При больших перекосах гидроусилителя проис­ходит даже разрушение подшипника.

Как уже указывалось, при выполнении регламентных работ осматриваются и промываются фильтры тонкой очистки и фильтры, установленные в штуцерах подвода ра­бочей жидкости к гидроусилителю.

Когда вертолет не летает, через каждые десять дней производится прокачка гидроусилителей, для чего в гидро­системе от наземного агрегата создают рабочее давление и перемещают ручки управления и педали на полный ходне менее пяти—десяти раз. Кроме того, при отключенной гидросистеме проверяется, не произошло ли увеличение продольного люфта в шарнирных соединениях распредели­тельного золотника. Проверка производится перемещением от руки болта, соединяющего золотник с вилкой.’Для этого одной рукой придерживают верхнюю часть качалки, дру­гой за болт перемещают золотник вдоль его оси.

При нормальном соединении перемещение золотника рукой почти неощутимо. Наличие зазора ощущается рукой.

В процессе эксплуатации допускается продольный люфт в соединении не более 0,1 мм.

Если есть сомнение, что величина люфта выходит за до­пустимые пределы, следует гидроусилитель с вертолета снять и измерить величину люфта при помощи индикатор­ных часов (рис. 52). Для этого снимается крышка корпуса демпфера и на исполнительном штоке гидроусилителя за­крепляется при помощи специального хомута индикаторное приспособление. Штифт индикаторных часов подводится к торцу золотника с натягом 0,5—1,0 мм. Перемещая зо­лотник рукой в продольном направлении, по отклонению стрелки индикаторных часов определяют величину люфта.

В заключение следует сказать, что при правильном тех­ническом обслуживании гидроусилителей они надежно ра­ботают в течение всего гарантийного срока службы.