ОГРАНИЧЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ УПРАВЛЯЮЩИХ. ПОВЕРХНОСТЕЙ

Концевые выключатели

В простейшем случае концевой выключатель состоит из кулачка управляемых им контактных устройств (рис. 4.1). Кулачок свя — iH с выходным валом рулевой машинки. Поэтому при отклонении /ля (элеронов) на определенный угол кулачок размыкает контакт і или К2 в зависимости от направления движения руля, обесточи — [Я цепь к клемме I или II рулевой машинки. Вследствие этого ільнейшее отклонение руля прекращается. Поскольку руль оста — ся в отклоненном положении, то самолет уходит от исходного ре — има со скоростью, определяемой величиной отклонения руля и. рактеристиками самолета. Так будет продолжаться, пока через мкнутую цепь на рулевую машинку не поступит сигнал, застав — [ющий отклонять руль в обратную сторону, или пока летчик не лключит автопилот.

Рассмотрим рис. 4.2, на котором представлена зависимость угла жлонения руля б (из балансировочного положения 6 = 0) от сиг — їла ер на входе вычислителя автопилота с жесткой обратной (язью. До момента срабатывания концевого выключателя эта за — їсимость имеет вид:

8 = /?,

г (— передаточное отношение (число).

После срабатывания концевого выключателя.

8=80гр = const,

з б0Гр — угол отклонения руля, при котором срабатывает чатель.

Входной сигнал, при котором срабатывает концевой выклю — ітель,

* иогр

9 =——*

I

В ряде автопилотов при срабатывании концевого выключателя ллевая машинка отъединяется от руля. В таком случае освобож­денный руль под действием шарнирного момента устанавливается балансировочное положение. При таком использовании концевого включателя зависимость угла отклонения руля от входного сигна — 1 имеет вид, показанный на рис. 4.3. На участках |ф|^|ф*| (до >абатывания концевого выключателя) эта зависимость имеет та — )й же характер, что и на рис. 4.2. На участках |<р|^|<р*| (после іабатьівания концевого выключателя) угол отклонения руля 6 = 0. уществуют автопилоты, в которых после того как концевой выклю — ітель сработал, угол отклонения руля 6 = 0 при любом значении ф.

После срабатывания концевого выключателя и возвращения ру­ля в балансировочное положение (6 = 0) дальнейшее отклонение самолета от исходного режима замедляется или вообще прекраща­ется. По этой причине вариант использования концевого выключа­теля для отключения рулевой машинки имеет определенные преи­мущества по сравнению с вариантом использования концевого выключателя для ограничения поворота выходного вала рулевой машинки. Однако использование концевого выключателя для от­ключения рулевой машинки имеет некоторые недостатки. Они свя­заны с возможностью отключений рулевой машинки при воздейст­вии на самолет внешних возмущений и при управлении самолетом через автопилот. В этих случаях на рулевую машинку кратковре­менно могут приходить сигналы, при которых рулевая машинка отклонит рули на угол, соответствующий срабатыванию концевого выключателя. Поэтому для уменьшения вероятности подобных «ложных» отключений исправного автопилота концевые выключа­тели, работающие на отключение, должны настраиваться на боль­шие углы отклонения руля, чем выключатели, работающие по схеме ограничения.

Разумеется, это нежелательно, поскольку можно представить себе такие отказы автопилота, при которых выходной вал рулевой машинки отклоняется почти до концевого выключателя, не вызывая его срабатывания. В подобных случаях последствия отказов могут быть более неприятными, чем если бы были применены концевые выключатели, работающие как ограничители, при соответствующем уменьшении диапазона углов ±б0Гр.

Применение концевых выключателей независимо от того, в ка­ком варианте они используются, приводит к сужению области режи­мов полета, на которых может эксплуатироваться автопилот.

Проиллюстрируем это примером. Для стабилизации и управления с помощью автопилота в режимах маршрутного полета самолета Ил-18 (Рї = 350-^500 км/ч) необходимые отклонения элеронов составляют ±2-^3°. Необходимые отклонения

‘Леронов в режиме захода на посадку (У*=250-^270 км/ч) составляют ±4^-5°. іозникновение неисправности в автопилоте, приводящей к отклонению элеронов іа угол, при котором срабатывает концевой выключатель, при полете со скоро — тью У* =500 км/ч вызовет кренение самолета с угловой скоростью о)х = =8-И0 град/сек, что недопустимо для пассажирского самолета.

Отсюда следует, что для обеспечения безопасности во всем диапазоне режи — юв полета угол отклонения элеронов должен быть не более 3-7-3,5°. А это озна — ает, что на малых скоростях качество стабилизации самолета автопилотом мо — кет оказаться неудовлетворительным.

Таким образом требования обеспечения безопасности полета на 5ольших скоростях противоречат требованиям, вытекающим из іеобходимости обеспечить удовлетворительное качество стабилиза­ции и управления самолета на малых скоростях.

Значительно лучшие результаты могут быть достигнуты, если щапазон отклонения элеронов корректируется в зависимости от >ежима полета (V* или М и Н). В этом случае на малых скоростях ї высотах возможные отклонения элеронов больше, а на больших жоростях и высотах — меньше.

В гл. 1 была выведена передаточная функция (1.54), связывав — пая угол крена с отклонением элеронов. Ею можно пользоваться иія приближенного анализа поведения самолета при отказах авто — шлота, вызывающих максимальное отклонение элеронов. При этом іеобходимо учитывать, что передаточная функция (1.54) справед — іива для случая, когда с помощью руля направления обеспечива­йся условие р=0. Как правило, при отказах автопилота р^О. Это іногда приводит не только к количественному, но даже к качест — іенному искажению результата. Так, наличие интегрирующего зве — ta в рассматриваемой передаточной функции формально приводит ; возможности неограниченного изменения крена. Однако вследст — ;ие отклонения руля направления, при котором р=И=0, нарастание фена в ряде случаев прекращается.

Для исследования поведения самолета при отказах, вызываю­щих срабатывание концевых выключателей, а также для выбора их >абочего диапазона обычно проводят моделирование на электрон — [О-вычислительных машинах (ЭВМ). Результаты моделирования гточняют в летных испытаниях.