Системы автоматического триммирования

Устройства, служащие для автоматического снятия усилий в сис­темах управления рулями и элеронами, получили название систем автоматического триммирования, или автоматов триммиро­вания. Такое название объясняется тем, что для снятия усилий в настоящее время обычно используются триммеры. Принципиаль­но для этих целей можно использовать также передвижной стаби­лизатор. Однако такой метод более затруднителен для практиче­ской реализации.

Как было показано в предыдущем параграфе, существует ряд причин, вызывающих перебалансировку самолета. Поэтому по­строение системы автоматического триммирования по принципу компенсации возмущений оказывается весьма сложным. Существен­но проще построить систему автоматического триммирования по принципу компенсации отклонения. В таком случае нужно лишь из­мерять и компенсировать усилия в системе управления независимо от породивших их причин.

На рис. 3.107 представлена блок-схема автомата триммирова­ния, работающего по принципу измерения и компенсации усилия в системе управления. В одну из тяг системы управления вмонтиро­ван динамометрический датчик, с выхода которого снимается элек-

грический сигнал, пропорциональный усилию, воспринимаемому датчиком. Этот сигнал поступает в управляющее устройство. Отсю­да после преобразования, усиления и прохождения цепи задержки эн подается на электромеханизм триммера — триммерную «ашинку. Основной элемент цепи задержки — реле времени, которое срабатывает через несколько секунд после появления сиг­нала. Ток к электромеханизму триммера поступает только в том случае, когда продолжительность действия усилия в тяге больше времени задержки. Благодаря этому автомат триммирования сни­мает только длительно действующие усилия, вызванные перебалан­сировкой самолета, и не реагирует на кратковременные являющиеся результатом управляющих отклонений руля высоты.

Вообще говоря, в системе автоматического триммирования можно обойтись без цепи задержки, играющей в данном случае роль фильтра низких частот. Дело в том, что таким фильтром яв­ляется сам электромеханизм триммера. Если с помощью рёдуктора сделать скорость отклонения триммера небольшой, то при кратко­временных нагрузках в системе управления триммер не будет за­метно отклоняться. Однако при отсутствии специальной цепи за­держки электромеханизм отрабатывает каждое сколько-нибудь зна­чительное колебание усилий в системе управления, непрерывно работая в режиме реверса. Очевидно, что работа электромеханизма в таком режиме нежелательна. Избежать этого можно не только путем установки цепи задержки, но и подбором соответствующего порога чувствительности усилителя, питающего электромеханизм триммера. Однако в этом случае в системе остаются некоторые усилия, величина которых определяется порогом чувствительности усилителя.

При выборе времени задержки приходится сталкиваться с про­тиворечивыми требованиями. С одной стороны, желательно увели­чивать это время, поскольку облегчается работа системы автомати­ческого триммирования, особенно при полете в турбулентной атмо­сфере. С другой стороны, увеличение времени задержки Приводі!! к накапливанию усилий в системе управления. Это может, во-пер­вых, привести к наличию усилий на штурвале при отключении ав­топилота на переходных режимах и, во-вторых, к ухудшению дина­мики системы управления триммером. Задавшись допустимым ос­таточным усилием на штурвале и зная скорость нарастания усилии в системе управления, можно рассчитать максимально допустимое 224

Рис. 3.108. Блок-схема системы автоматическо­го триммирования без динамометрического дат­чика:

/ — штурвал; 2 — руль высо-
ты; 3 — триммер

время задержки. Обычно в системах автоматического триммирова­ния, устанавливаемых на пассажирские самолеты, оно не превы­шает 5—6 сек.

Скорость отклонения триммера желательно делать возможно ‘ меньшей. Однако она должна быть достаточной для того, чтобы своевременно снимать усилия, появляющиеся в системе управле­ния. Учитывая (3.178), скорость отклонения триммера

На режимах захода на посадку потребные скорости отклоне­ния триммера обычно не превышают нескольких десятых градуса в секунду.

Наряду е автоматами триммирования, построенными по рас­смотренной схеме, широкое распространение нашли автоматы, не имеющие динамометрического датчика (рис. 3.108). В таком слу — . чае сигнал, пропорциональный усилию в системе управления, бе — І рется с выхода усилителя рулевой машинки автопилота.

В автоматическом полете шарнирный момент уравновешивается моментом рулевой машинки. При этом направление и величина момента рулевой машинки находятся в определенной функциональ­ной зависимости от знака и величины тока на выходе ее усилителя. Следовательно, знак и величина выходного тока усилителя нахо­дятся во взаимосвязи с усилием в системе управления. Поэтому выходной сигнал усилителя в определенной мере является аналогом ■ сигнала динамометрического датчика усилий.

Очевидным достоинством этой системы автоматического трим — !‘мирования является отсутствие необходимости установки в систе — |Му управления рулем высоты динамометрического датчика усилий. Зместе с тем подобные системы предъявляют дополнительные тре — ’звания к характеристикам выходного сигнала усилителя рулевых ЙГіашинок автопилота, которые не всегда могут быть удовлетворены.

/чевидно, что автомат триммирования такого типа может работать |только в комплексе с автопилотом.

Для сравнения укажем, что автоматы триммирования, постро — Цбнные по первой схеме (см. рис. 3.107), могут работать автономно |Ьт автопилота. В частности, они могут быть использованы для так

зазываемого полуавтоматического триммирования. В этом случае в цепи между управляющим устройством и электромеханизмом триммера устанавливают переключатель режима работы «Ав­томат— полуавтомат» (рис. 3.109). Когда переключатель находит­ся в положении «Автомат», система работает так же, как система, изображенная на рис. 3.107. В положении «Полуавтомат» питание на электромеханизм триммера поступает только при нажатии кнопки, устанавливаемой на штурвале. Режим полуавтоматическо­го триммирования предназначен для использования при выключен­ном автопилоте. Управляя самолетом вручную, летчик нажимает на кнопку, когда возникает необходимость снять накопившееся усилие в системе управления. После снятия усилия кнопку необхо­димо отпустить. Если этого не сделать, то система работает в режи­ме автоматического триммирования. Это может привести к суще­ственному, часто к недопустимому изменению характеристик ус­тойчивости и управляемости самолета. При нормальной работе сис­темы автоматического триммирования постоянно действующие усилия в системе управления не должны превышать некоторого не­большого порогового значения. Наличие в системе управления больших усилий, действующих продолжительнее времени задерж­ки, свидетельствует о неисправности автомата триммирования или автопилота. Этот факт может быть использован для сигнализации неисправности и отключения автомата триммирования и автопило­та. Датчик сигнала неисправности может быть выполнен на базе реле времени. Величина задержки этого реле должна превышать время задержки сигнала в цепи электромеханизма автомата трим­мирования.

Такой способ контроля работы систем автоматического тримми­рования в основном применяется в системах, не имеющих динамо­метрического датчика усилий. В системе автоматического тримми­рования с динамометрическим датчиком для контроля исправности используется специальное контактное устройство, имеющееся в дат­чике. Такое контактное устройство имеется, например, в датчике усилий типа ДДУ, используемом в автомате триммирования типа АТ-2, который входит в состав бортовой системы автоматического управления БСУ-ЗП. Оно представляет собой две пары контактов, которые размыкаются при действии на датчик усилий определенной величины, так называемых предельных усилий. При сжатии дат­чика размыкается одна пара контактов, при растяжении — другая. Сопоставляя знак сигнала контактного устройства со знаком сиг — 226
нала, снимаемого с индукцион­ного датчика ДДУ, оказывает­ся возможным построить логи — гическую систему контроля ра­боты автомата триммирования.

Для информации летчика об усилиях в системе управле­ния служат указатели усилий (индикаторы нагрузок). На ря­де самолетов их устанавлива­ют не только в канал высоты, но и в каналы крена и направ­ления. Нарис. 3.110 показан комбинированный индикатор

нагрузок ИН-3, входящий в состав бортовой системы САУ-1Т.

Подвижный индекс указателя усилий в системе руля направле­ния Н выполнен в виде вертикальной риски. При наличии усилий он отклоняется влево или вправо в зависимости от знака усилия. Индекс указателя усилий в системе управления элеронами обоз­начен буквой К (крен). При наличии усилий в этой системе индекс накреняется, поворачиваясь вокруг центра. Направление крена ин­декса также зависит от знака усилия. Подвижный индекс указате­ля усилий в системе управления рулем высоты обозначен буквой Т (тангаж). Он может отклоняться вверх и вниз. В некоторых авто­матах триммирования вместо указателя усилий используют две сиг­нальные лампы. Когда усилие в системе управления превышает не­который предел, загорается одна из ламп в зависимости от знака усилия.

ГЛАВА 4