АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОЛЕТОМ САМОЛЕТОВ

10.1.1. Системы автоматического управления продольным траекторным движением на маршруте Принцип действия. Самолет как объект управления неустойчив в про­дольном траекторном движении по высоте при действии внешних возму­щений. Для стабилизации самолета по высоте пилот, наблюдая за измене­нием высоты по высотомеру, воздействует на колонку штурвала и отклоня­ет руль высоты таким образом, чтобы самолет удерживал требуемое значение высоты или изменял его соответствующим образом. Системы автоматического управления высотой служат для освобождения пилота от ручной стабилизации и управления самолетом на траектории…

Автоматическое управление траекторным движением самолета на маршруте обеспечивает лишь эпизодическое участие или практически пол­ное невмешательство пилота в процесс управления. Это возможно в том случае, когда решена задача автоматического управления угловым положе­нием самолета. Поэтому системы автоматического управления траектор­ным движением самолета на маршруте стали дальнейшим развитием автопилотов. Их общей особенностью является автоматическое отклонение руля при появлении рассогласования между текущими и требуемыми значениями траекторных параметров положения и движения самолета. Благоприятное влияние автоматики на процесс управления полетом самолета проявляется…

Реакция замкнутой системы «самолет — автопилот курса» на управляющие воздействия. Рассмотрим модель быстрого бокового движения самолета, управляемого автопилотом курса перекрестной схемы с законом управле­ния (9.59). Управляющее воздействие формируется пилотом путем откло­нения рукоятки задатчика курса. Модель содержит уравнения состояния, выхода и входа, а также закон управления автопилота: ■ xw (t) = (t) + ■ Bg6u£6 (t), (9.63) Увб(0 = xM(t), (9.64) А АПуу к АПуу » АПуу * АПуу ~ » АПуу К АПуу * АПуу….

Направление движения самолета определяется курсом. В зависимости от выбора опорного направления и вида измерителя курса различают большое разнообразие курсов. Рассмотрим основные из них. Истинным курсом (у/И) называется угол между северным направлением меридиана, проходящего через самолет, и проекцией продольной оси самолета ОХ на горизонтальную плоскость охА нормальной системы координат. Отсчитывается истинный курс от северного направления ме­ридиана по часовой стрелке. Если направление оси OXg совпадает с на­правлением меридиана, то истинный курс равен углу рыскания у, но противоположен…

Реакция самолета на управляющие воздействия автопилота угла крена. Рассмотрим модель быстрого бокового движения самолета по угловой скорости и углу крена (4.53), управляемого автопилотом угла тангажа с законом управления (9.32). Управляющее воздействие формируется пи­лотом путем отклонения рукоятки «Крен». Модель содержит уравнения состояния, входа и выхода, а также закон управления автопилота: *«(t) = A«xM(t) + B&uj6(t),yee(t) =x«6(t), nb(t) — Ow, rx **m — U, ,)}**■ = — V Подставим уравнения выхода (9.39) и входа (9.40), а также…

9.2.1. Автопилоты угла крена Устройство и работа. Самолет как объект управления статичен в быст­ром боковом короткопериодическом движении при действии внешнего момента крена или бокового ветра. Ручное управление углом крена пилот осуществляет, воздействуя на колонку штурвала и наблюдая при этом за изменением угла крена по указателю авиагоризонта. Удерживая элероны в отклоненном положении, пилот стабилизирует крен или изменяет его соответствующим образом. Для освобождения пилота от этой задачи служит автопилот угла крена. Автопилот’угла крена (АПу)—средство автоматического управления, обеспечивающее…

Реакция самолета на управляющие воздействия автопилота угла тангажа. Рассмотрим модель продольного короткопериодического движения само­лета (3.19), управляемого автопилотом угла тангажа с законом управления (9.1). Управляющее воздействие формируется пилотом путем отклонения рукоятки «Спуск-подъем». Модель содержит уравнение состояния, уравне­ния выхода и входа, а также закон управления автопилота:   (9.11) (9.12) (9.13) (9.14)   к (I) = Апкхпк (I) + BSKuk (t), Упк (t) = Хпк (t) ,   uUt) =   ,(t),   где   Подставим уравнения выхода…

9.1.1. Автопилоты угла тангажа Устройство и работа. Необходимость управления углом тангажа обусловлена статичностью самолета как объекта управления по этой координате в продольном короткопериодическом движении под действием внешнего момента тангажа или вертикального ветра. При решении этой задачи пилот, наблюдая за изменением угла тангажа по указателю авиагоризонта, воздействует на колонку штурвала и отклоняет руль высоты таким образом, чтобы самолет удерживал требуемое значение угла тангажа или изменял его соответствующим образом. Для освобождения пилота от необходимости ручной стабилизации и…

Глава 9 СТАБИЛИЗАЦИЯИУПРАВЛЕНИЕУГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ Задача автоматического управления угловым положением самолета является одной из основных задач, возникающих при пилотировании. Исторически эта задача ставилась и решалась даже раньше, чем задача автоматического демпфирования и улучшения устойчивости и управляе­мости самолета. Поэтому автоматические средства управления угловым положением самолета-автопилоты стали прообразами современных сис­тем автоматического управления полетом. Автоматическое управление угловым положением осуществляется путем отклонения рулей при появле­нии рассогласований между текущими и требуемыми значениями угловых параметров положения самолета. Благоприятное влияние автоматики на процесс…

Принцип действия автоматов управления маневренной нагрузкой крыла. Решающее значение при нагрузке крыла имеет изгибающий момент,: возникающий при вертикальном маневре самолета. Уменьшение изги­бающего момента и снижение нагрузки на крыло с помощью автоматики производится путем смещения центра давления к фюзеляжу (рис. 8.6). При обычном управлении самолетом центры давления (ЦД) каждого крыла находятся на значительном расстоянии от фюзеляжа. Поэтому при верти-. кальном маневре кривая нагрузки на крыло имеет выпуклый эллиптический вид. . Требуемое изменение формы кривой аэродинамической нагрузки…

х66 (I) = А66х66 (I) + В&6Д5*НУБС (I),Уев (t) = Xee(t), ага, ш аш р~1 ~| х . . ,В6-Г — І ї>«вНУЕС = к*’ ■ / ар>ш ар, р J Lap>5jJ Рассмотрим модель быстрого движения самолета по угловой скорости рыскания и углу скольжения (4.23) при наличии управляющих воздействий пилота на педали и включенном АНУБС. Модель содержит уравнение состояния, уравнения выхода и входа и закон управления АНУБС: Преобразование модели (8.24)-(8.26) приводит к получению передаточ­ных функций:…

8.2.1. Автоматы непосредственного управления боковой силой Устройство и работа. Традиционное «моментное» управление боковым движением с помощью руля направления имеет ряд недостатков. Руль направления воздействует на боковую силу лишь косвенно через созда­ваемый им управляющий аэродинамический момент рыскания Му8к. В ус­ловиях действия бокового ветра такое управление обладает большой инерционностью. Кроме того, отклонение руля направления приводит не только к движению рыскания, но и к движению крена за счет возникновения спирального момента крена. Поэтому парирование бокового ветра откло­нением руля…

Рассмотрим модель продольного короткопериодического движения са­молета при наличии управляющих воздействий пилота на колонку штур­вала и включенных автомате непосредственного управления подъемной силой и автомате продольной управляемости. Модель содержит уравнение состояния, уравнения входа и выхода, законы управления ручного контура, автомата продольной управляемости и автомата непосредственного управ­ления подъемной силой: хпк (I) = АпкхП1[ (I) + BLuni[ (I),yn«(t) = хПк (t)>нЦЛО = A5p(t) + AS8(t), 0], [A5a(t)]T = [Д5зПУ№ A5*Hync(t)], (t) = DS, AxB(t), і f АПУ *чАПУ *…

8.1 .1 ■ Автоматы непосредственного управления подъемной силой и силой лобового сопротивления Устройство и работа. Традиционное «моментное» управление продоль­ным движением с помощью руля высоты имеет ряд недостатков. Руль высоты воздействует на подъемную силу косвенно через создаваемый им управляющий аэродинамический момент тангажа. При отклонении руля высоты, например, вверх на нем возникает направленная вниз аэродина­мическая сила. Эта сила, во-первых, уменьшает суммарную подъемную силу, а во-вторых, создает продольный аэродинамический момент с неко­торым запаздыванием, обусловленным инерционностью самолета, приво­дит к…

Известны недостатки традиционного «моментного» управления дви­жением самолета посредством рулей и элеронов-косвенное воздействие на подъемную силу, запаздывание, невысокая точность управления и т. д. Поэтому возникает задача улучшения характеристик управляемости и точ­ности управления с помощью органов непосредственного управления аэродинамическими силами и соответствующих автоматических средств. Известны также негативные последствия упругости самолета — отрицатель­ное физиологическое влияние на экипаж и пассажиров, развитие усталост­ных повреждений конструкции самолета и т. д. Поэтому возникает задача подавления аэроупругих колебаний и снижения маневренных нагрузок на…