АВТОМАТИЧЕСКОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПО КРЕНУ
Устройство и работа. Необходимость демпфирования колебаний по.. крену возникает при непроизвольном отклонении самолета от исходного ‘ режима под действием внешних возмущений или при маневре в горизон — ’ тальной плоскости. Если самолет обладает недостаточной степенью поперечной статической устойчивости по скорости крена, а также проявляется. колебательность движения самолета по крену, необходимо обеспечить принудительное демпфирование. В режиме ручного (штурвального) управления пилот наблюдает за изменением угла крена по указателю авиагоризонта и воздействует на штурвал при возникновении колебаний таким образом, чтобы отклонение элеронов противодействовало этим колебаниям. Для освобождения пилота от решения этой задачи служат демпферы; крена.
Демпфер крена (ДК) — средство автоматического управления, обеспечивающее демпфирование колебаний самолета по крену на всех этапах полета путем отклонения элеронов при возникновении угловой скорости крена. ‘
Простейший демпфер крена реализует следующий закон управления элеронами:
где Дб"*- автоматическое отклонение элеронов демпфером крена от балансировочного положения; — передаточный коэффициент по угловой скорости крена, показывающий, на каксШ угол должны отклониться элероны при изменении угловой скорости крена на Г/с (1 рад/с).
Другими словами, отклонение элеронов демпфером крена пропорционально угловой скорости крена.
Демпферы крена используют на самолетах с бустерной или электродистанционной системой управления элеронами. Их рулевые агрегаты включают в проводку управления по последовательной схеме, тогда общее отклонение элеронов от балансировочного положения Д5Э равно сумме ручного отклонения элеронов пилотом посредством баранки штурвала Д8? и автоматического отклонения демпфером крена: ‘
Функциональная схема аналогового демпфера крена аналогична схеме демпфера тангажа (рис. 6.6). Отклонение элеронов Д5£ создается пилотом путем перемещения баранки штурвала (БШ) на величину Ах, от балансировочного положения. С помощью дифференциальной качалки осуществляется суммирование этого сигнала с управляющим сигналом демпфера крена Д5,к. Рулевой привод элеронов РП8Э формирует отклонение элеронов.
Работа демпфера крена аналогична работе демпфера тангажа, с той разницей, что при возникновении угловой скорости крена ю, датчик ДУС вырабатывает электрический сигнал іц, пропорциональный этой скорости. Вычислитель В вырабатывает управляющий сигнал ив согласно закону управления (6.47). Сервопривод преобразует этот сигнал в перемещение штока рулевого агрегата элеронов А8 ?Е.
Влияние демпферов крена на поперечную устойчивость и управляемость. Покажем, что с помощью демпфера крена улучшается степень поперечной статической устойчивости самолета т“*. При отклонении элеронов демпфером появляется приращение коэффициента момента крена
Дтх = тх’ Д5“ = тх’ си,. (6.53)
Возьмем частную производную ‘выражения (6.53) по угловой скорости сох: ^
Дш”‘ = kMx тх’. (6.54)
Следовательно, при включенном демпфере крена:
(шх ) = тх + :кШх тх. (6.55)
|(m“‘f |>|m“v|, (6.56)
что доказывает повышение статической устойчивости бокового движения.
|
Рис. 6.6. Функциональная схема аналогового демпфера крена |
|
Рис. 6.7. Переходные процессы в контуре угловой скорости крена и угла крена при отклонении пилотом элеронов: а-свободный самолет; б-при включенном демпфере крена |
Убедимся в том, что с помощью демпфера крена улучшается динамическая устойчивость бокового движения. На рис. 6.7 показаны переходные процессы, возникающие в результате ступенчатого отклонения пилотом элеронов на угол Д5 ?. Демпфер крена уменьшает постоянную времени по угловой скорости крена Т™ < ТИх. Однако так как отклонение элеронов демпфером Д5,к вычитается из отклонения элеронов пилотом Д5£, общее отклонение элеронов Д5Э становится меньше. Это приводит к уменьшению установившегося значения угловой скорости крена (coJK)yCr по сравнению с управлением без демпфера, т. е. эффективность управления элеронами от штурвала уменьшается. Это является основным недостатком демпфера крена.
Управление элеронами пропорционально угловому ускорению крена в демпферах крена распространения не получило. Это объясняется тем, что такой демпфер крена, увеличивая эффективность поперечного управления, уменьшает демпфирование боковых колебаний.