Надежность рулевых приводов

Привод должен иметь высокую надежность. В общем случае требования к надежности РП зависят От особенностей структуры системы управления. Например, применение секционирования органов управления, при котором управление каждой секцией осуществляется отдельным приводом (или несколькими приводами), позволяет сохранить управление самолетом при отказе одной секции (или более секций), вызванной отказом привода. Если секционирование органов управления отсутствует (например, использование единой поверхности управления как на L-1011 или "Трайденте”) и отказ поверхности является критичным с точки зрения безопасности полета, то требования к надежности системы привода существенно возрастают. Привод такой поверхности должен иметь вероятность отказа по крайней мере не более 10-9 на час полета. Такая малая вероятность отказа может быть обеспечена только при условии 3-х-г 4-х кратного резервирования, включая выполнение требований по сохранению работоспособности при отказах типа заклинення и рассоединения механических элементов.

В отличие от гидромеханических рулевых приводов электро — гидравлические приводы СДУ имеют более сложную структуру, в которую, как отмечалось ранее, входят электронные, гидравлические и механические элементы. Соответсвенно возрастает число видов отказов, при которых привод должен сохранять работоспособность. Поэтому к структуре рулевого привода СДУ помимо вероятностных показателей, характеризующих количественно надежность привода, предъявляются требования к числу и видам отказов. На современных пассажирских самолетах с автоматизированной системой управления отклонение поверхностей управления (секций) в основном производится приводом, состоящим из двух (и более) модулей, каждый из которых может обеспечить управление поверхностью без существенного ухудшения характеристик управления. Такая структура позволяет сохранить управление секцией при отказе типа рассоединения и предотвратить возникновение флаттера (при отсутствии весовой балансировки органа управления) в случае разгерметизации в одном из модулей привода. Обычно к приводу секции электродистанционного управления предъявляются следующие требования по сохранению работоспособности:

—после одного отказа гидросистемы;

www. vokb-la. spb. ru — Самолёт своими руками?!

—после одного отказа в электрической части и одного гидравлического отказа;

—после любого рассоединения в элементах механической связи привода с секцией.

Число и виды рассматриваемых отказов устанавливаются в зависимости от принятой структуры системы управления, числа поверхностей управления (секций), требований к безопасности полета. При этом основной подход в обеспечении безопасности полета должен основываться на выборе структуры, имеющей необходимые средства защиты от определенного числа и видов отказов, которые были перечислены ранее. При таком подходе упрощается процедура подтверждения работоспособности привода путем воспроизведения в нем указанных отказов независимо от вероятности их возникновения.

Однако до создания реального образца привода целесообразно использовать также вероятностный подход, который позволяет на этапе разработки структуры привода выявить слабые в отношении надежности звенья (элементы), и кроме того, спрогнозировать возможный диапазон значений вероятностей полного отказа привода, учитывая что достижение вероятностей отказа на уровне ДО-9 на час полета на ограниченном числе реальных образцов приводов практически невозможно. Разброс значений вероятностных оценок отказа привода будет зависеть от глубины проработки математической модели надежности привода и распологаемых статистических данных о надежности элементов привода, полученных в условиях, близких к реальным. В частности, представляется важным подтвержение для привода вероятностей его отказа в результате:

—неконтролирумого отказа, приводящего к неуправляемому перемещению выходного звена привода в крайнее положение;

—неконтролируемого отказа, приводящего к отсутствию пере­мещения выходного звена привода при наличии управляющих сигна­лов на входе в привод.

Первое требование фактически означает исключение воз­можности появления отказа типа "общей точки”, вызывающей отказ всего резервированного привода. Вероятность такого отказа должна быть не более 10~9 на час полета. Второе требование ограничивает

возможность накопления так называемых латентных (скрытых) отказов, которые возможны из-за недостаточной глубины контроля привода. Вероятность такого отказа должна быть на уровне 10"8 на час полета. Возможна корректировка значений приведенных вероят­ностей отказов в зависимости от особенностей характеристик самолета, структуры системы управления (например, числа секций и их эффективностей, рассматриваемого канала управления и т. д.).

Учитывая, что при изоляции отказов обычно возникают возмущения на выходе привода и соответственно в движении самолета, вводится нормирование уровня этих возмущений в зависимости от того, какой по счету произошел отказ. Например, при первом отказе в электронных каналах не должны создаваться возмущения превышающие ~3-г 5% хода выходного звена привода за время ~ 0,1-г 0,2 с или возмущения в движении самолета с перегрузками более ± 0,05 в месте размещения экипажа.

При втором последовательном отказе в электронных каналах уровень возмущений в движении самолета не должен превышать значение перегрузок+0,5.

При полном отказе привода должен обеспечиваться переход его в режим демпфирования при просадке под нагрузкой.

Большая роль в обнаружении и изоляции отказов в приводе и ограничении возмущений в движении самолета принадлежит его системе контроля, которая является важнейшим элементом структу­ры резервированного привода. Как уже отмечалось, эти функции контроля работоспособности привода выполняются блоком управления и контроля привода (БУКом), который является составной частью привода электродистанционной системы управления. Требования к надёжности этого блока должны быть увязаны с общими тре­бованиями к надежности всего привода.