АКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

9.1. Общие положение

Системы управления рассматриваемого класса в основном предназначены для снижения нагрузок на конструкцию самолета, возникающих вследствие воздействия на нее аэродинамических сил. Использование таких систем позволяет при удовлетворении требований норм прочности снизить массу конструкции самолета и тем самым улучшить его основные летно-технические характеристики.

Ниже рассматриваются результаты исследований следующих активных систем:

—Системы снижения нагрузок на конструкцию крыла при ма­невре с максимальной вертикальной перегрузкой;

—Системы снижения нагрузок от мелкомасштабной турбулентности атмосферы (система снижения расходуемого ресурса конструкции);

—Системы снижения нагрузок на крыло от дискретных порывов ветра;

—Системы повышения критической скорости флаттера;

—Системы улучшения комфорта экипажа и пассажиров.

Прежде, чем перейти к рассмотрению указанных конкретных систем, необходимо сделать ряд общих замечаний

1. Каждая из рассматриваемых систем может достаточно суще­ственно снизить нагрузки в расчетных случаях прочности. Так, в табл.

9.1 приведены оценки эффективности каждой системы и соот­ветствующее уменьшение за этот счет взлетной массы самолета или увеличения дальности полета при неизменной массе.

Однако возможности реального использования указанных эффек­тивностей зависят ‘ от того, какие расчетные условия определяют суммарную массу конструкции. Например, если масса крыла определяется ресурсом конструкции, то уменьшение массы даже на 2

-гЗ% может быть достигнуто только в том случае, если при этом другие случаи нагружения не станут расчетными; использование других систем может и увеличить снижение массы более, чем на 2-г 3%, если при этом не уменьшается ресурс конструкции. Необходимо также иметь в виду, что использование в активных системах аэродинамических органов управления позволяет снизить только нагружение конструкции от аэродинамических сил; в то же время большую роль могут иметь нагрузки, связанные со взлетом и посад­кой (так называемый цикл земля-воздух-земля) и нагрузки, связанные с движением самолета по ВПП (зависящие от схемы шасси, характе­ристик амортизации, неровностей ВПП).

таблица 9.1

Таким образом применение активных систем управления является сложной комплексной проблемой, требующей тщательного учета и анализа всех условий нагружения конструкции самолета. Сравнительно медленное внедрение активных систем в практику серийного авиастроения следует отнести за счет сложности и ответственности проблемы. Несмотря на это использование активных систем управления является весьма перспективным, т. к. позволяет

повышать весовую отдачу самолета.

2. Комплексность проблемы использования активных систем управления заключается и в том, что каждая из указанных выше систем помимо выполнения своего основного назначения в той или иной мере влияет на решение других задач. В частности, для того, чтобы активные системы не оказывали существенного влияния на характеристики устойчивости и управляемости самолета из-за отклонения органов управления, расположенных на крыле, в ряде случаев необходимо вводить компенсирующие сигналы на руль высоты.

3. Активные системы, связанные с уменьшением предельных нагрузок на конструкцию, не оказывают влияния на аэродинамическое качество самолета в области эксплуатационных режимов, т. к. большие отклонения органов управления используются только при приближении к предельным режимам (например при пу> 1,5). Незначительное уменьшение аэродинамического качества может быть только при работе системы снижения расходуемого ресурса.

4. Создание активных систем управления требует расширенных

по сравнению с требованиями управляемости самолета исследований эффективности органов управления: необходимы данные по

распределению нагрузок по размаху крыла при отклонении органов управления, важен учет влияния скоростного напора (деформаций крыла), нестационарности обтекания и угла атаки на эти характеристики.

5. Для активных систем необходимы повышенные по сравнению с требованиями управляемости самолета скорости отклонения органов управления. Поэтому, например, использование закрылков в качестве органов управления в активных системах является проблематичным, поскольку это потребует резкого увеличения мощности приводов.

Из сделанных общих замечаний следует, что использование активных систем на самолете должно, как правило, быть предусмотрено в период проектирования самолета.