Машинок

Ограничение отклонений управляющих поверхностей самолета может быть достигнуто путем ограничения тяговых моментов (уси­лий) рулевых машинок автопилота. В таком случае при возникно­вении в автопилоте неисправностей, вызывающих перемещение управляющих поверхностей, рули и элероны отклоняются до тех пор, пока шарнирный момент не уравновесит тяговый момент, раз­виваемый рулевой машинкой. Это относится к случаям, когда кон­цевые выключатели рулевых машин отсутствуют или не срабаты­вают. Далее мы рассматриваем именно такие случаи.

При ограничении отклонений управляющих поверхностей за счет ограничения моментов рулевых машинок картина движения самолета получается более сложной, чем в случае ограничения концевыми выключателями. Это, в частности, является следствием того, что при ограниченной мощности рулевых машинок скорости перекладки рулей и элеронов уменьшаются, особенно к концу их движения.

Наибольший интерес при отказах автопилота представляет по­ведение самолета после того, как шарнирный момент уравновесит тяговый. Условие МТЯг-!-Л4ш=0 соответствует наибольшему откло­нению управляющей поверхности. При Л4ТЯГ—const величины углов отклонений рулей и элеронов определяются режимом полета.

В гл. 1 и 3 было показано, что шарнирный момент зависит главным образом от таких переменных параметров, как скорость полета и углы отклонения управляющих поверхностей. Вследствие этого на малых скоростях отклонения рулей и элеронов увеличи­ваются, а их эффективность уменьшается.

Для приблизительной оценки последствий неисправностей авто­пилота в случае ограничения тяговых моментов рулевой машинки

dPв dP3

используют характеристики управляемости —————- , -—і и т. п. Если,

driy do)x

например, известна величина тягового момента, развиваемого ру­левой машинкой, то, используя зависимость (3.174), легко перейти

Рис. 4.11. Коэффициент расхода эле — Рис. 4.12. Схема гидравлической ру-

ронов для изменения угловой скоро — левой машинки с несимметричной

сти 0)х силовой характеристикой

к усилию на штурвале Рв. Далее по формуле (3.179) можно рас­считать изменение перегрузки.

Аналогично можно определить установившиеся значения угло­вой скорости кренения сох при отказах в канале элеронов. Допу­стим, что рулевая машинка элеронов развивает тяговый момент Мтягэ-Чтобы уравновесить этот момент, к штурвалу нужно прикла­дывать усилие

РЭ~ #шэ-Мтяг ,

где кшэ —коэффициент передачи.

Установившаяся угловая скорость кренения рассчитывается по формуле

dp

Величина коэффициента —- определяется по графикам

dwx

(рис. 4.11). При отказах автопилота обычно появляется скольже­ние. Поэтому результат расчета по формуле (4.5) может быть ис­пользован лишь для приближенной оценки поведения самолета. ^ dPn dP3

Если характеристики—- и —————— и т. п. меняются по режимам

di%y dtox

полета в значительных пределах, то расчетным случаем для оценки безопасности полета является режим, на котором эти характери­стики имеют минимальные значения. Тогда, если тяговый момент выбран так, чтобы на расчетном режиме неисправный автопилот не мог вывести самолет на недопустимый режим, может оказаться, что на части режимов управляемость самолета от автопилота не­достаточна.

Большие трудности могут возникнуть, если силовая характери­стика рулевой машинки имеет значительную несимметрию. На рис. 4.12 изображена схема гидравлической рулевой машинки, име­
ющей несимметричную силовую характеристику. Активная площадь поршня рулевой машинки справа больше, чем слева, где часть пло­щади «пропадает» из-за штока. Поэтому усилие, развиваемое руле­вой машинкой при движении поршня вправо, меньше, чем при ее движении влево. При использовании такой рулевой машинки может оказаться, что на одних режимах, когда шток движется внутрь цилиндра, значительно хуже управляемость, а на других, при воз­никновении неисправностей, вызывающих движение штока нару­жу, не соблюдаются требования безопасности полета.

Использование метода ограничения тягового момента (усилия) рулевой машинки позволило бы получить лучшие результаты в том случае, если бы момент регулировался в зависимости от режима полета. Вместе с тем добиться точного поддержания заданного тя­гового момента (усилия) рулевой машинки в условиях эксплуата­ции значительно труднее, чем заданных углов отклонения в случае применения концевых выключателей.

Некоторые рулевые машинки в области малых моментов и уси­лий работают неустойчиво. Иногда во избежание работы рулевых машинок на этих режимах прибегают к «затяжелению» управления самолетом. Например, с помощью сервокомпенсаторов элеронов

увеличивают значение коэффициента. Поскольку при этом

dmx

ухудшаются характеристики управляемости самолета, такой спо­соб обеспечения безопасности полета при отказах автопилота край­не нежелателен.

Существенно лучший результат достигается за счет использо­вания устройств, ограничивающих тяговый момент (усилие). Ча­сто в качестве таких устройств используют муфты сцепления руле­вых машинок. В некоторых случаях применяют специальные муф­ты ограничения момента. Так, рулевая машинка автопилота АП-6Е имеет значительную нестабильность тяговых характеристик, объяс­няющуюся особенностями конструкции и режима работы управля­ющих фрикционных муфт. В связи с этим в модернизированных рулевых машинках, используемых в системе автоматического захо­да на посадку БСУ-ЗП, предусматривается дополнительная муфта ограничения момента. Регулировочные элементы этой муфты поз­воляют ограничивать тяговый момент в диапазоне от 1 до 3,6 кГм. Благодаря широкому диапазону рулевые машинки этого типа мо­гут использоваться в разных каналах автопилота и на разных пас­сажирских самолетах. Стабильность ограничения момента состав­ляет ~15%.

Ограничение тягового момента (усилия) рулевой машинки соз­дает предпосылки для обеспечения возможности их пересиливания летчиком. Это является важным фактором обеспечения безопасно­сти полета.

До сих пор мы рассматривали случаи ограничения отклонения управляющих поверхностей либо концевыми выключателями, либо за счет ограничения тягового момента рулевой машинки. В ряде

dP

на рис. 4.13, в. Заметим, что если на графике -—— — f{V) нанести в соответ-

d Пу

ствующем масштабе прямую Рв = 40 кГ, то величина Дпу, соответствующая этому

Я

U г з

в И ~Z—- для каждой данной

dny

скорости Vi. Аналогично обстоит и с ограничением по бв.

Анализируя полученные результаты, можно отметить следующее. Точка пе­ресечения кривой /, соответствующей ограничению по тяговому моменту, с кри­вой 2, соответствующей ограничению концевыми выключателями, относится к скорости V<*, на которой для отклонения руля высоты на 2° необходимо прило­жить к штурвалу усилие Рв=40 кГ. В области скоростей Vi<V,** ограничение перегрузки происходит за счет концевых выключателей, а в области V»>Vi* — за счет ограничения тягового момента рулевой машинки.

Таким образом, ограничение отклонения руля концевыми вы­ключателями наиболее эффективно в области малых скоростей, а ограничение тягового момента (усилия)—в области больших ско­ростей.

§ 5. БЛОКИ КОНТРОЛЯ