АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПУТЕВОГО И ПОПЕРЕЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Устройство и работа автоматов регулирования путевого и поперечного управления. Характеристики боковой управляемости существенно зависят от режимов полета. Возрастание эффективности управления самолетов от Руля направления и элеронов на больших скоростях полета и уменьшение эффективности управления на малых скоростях полета сильно затрудняют

243

пилоту процесс управления самолетом. Задача пилота существенно упро­щается при наличии на борту самолета автоматов регулирования путевого и поперечного управления.

Автомат регулирования путевого управления (АРУкШ И)~средство авто­матического управления, обеспечивающее постоянство статических харак­теристик путевой управляемости путем регулирования значения коэффи­циента штурвала направления при изменении режима полета.

Автомат регулирования поперечного управления (АРУкш э)-средство автоматического управления, обеспечивающее постоянство статических характеристик поперечной управляемости путем регулирования значения коэффициента штурвала элеронов при изменении режима полета.

Принцип действия автоматов регулирования путевого и поперечного управления аналогичен принципу действия автоматов регулирования про­дольного управления. В аналоговых автоматах реализуются следующие зависимости коэффициентов штурвала кш.„ и кш. э от приборной скорости:

кш. н = кш.„(Упр), (7.67)

к“ при v /ьтах * ЛШ. Ц н ‘

кш. э = km.3(Vnp), (7.68)

ктт пни V *> V"4* ■ ^лш, н "Vа vnp v пр, н ’

Vmln I ппи V1""1 < V < V1™’ ■ ’пр. э/ при ’пр. э 5=1 ’пр *пр. э>

41“ при Vnp<V^9,

при V np > V“pX3;

V™, V™XH, V™”,, v — — минимальные и максимальные значения приборной ско­рости для изменения коэффициента штурвала соответственно в канале руля направ­ления и канале элеронов; k^|”, к™;, к”1", к™!!-минимальные и максимальные значения коэффициентов штурвала соответственно в канале руля направления и канале элеронов. ,

Зависимости коэффициентов штурвала кш„ и кш. э от приборной ско­рости Vnp аналогичны зависимости коэффициента кшв, показанной на рис. 7.20. Эти зависимости содержат два участка с неизменными макси­мальными значениями коэффициентов (при малой скорости) и минималь­ными значениями коэффициентов (при большой скорости). Коэффициенты изменяются от максимального до минимального значения на кусочно­линейных участках (одном или нескольких). В канале руля направления регулирование коэффициента штурвала обычно осуществляется в более широких пределах.

В состав автоматов (рис. 7.23 и 7.24) входят система воздушных сигна­лов СВС как датчик приборной скорости, вычислители В и сервоприводы 244

Рис. 7.23. Функциональная схема аналогового автомата регулирования путевого управления, включенного в бустерную систему управления рулем направления

коэффициентов штурвала СПкш н и СПкшз. Вычислитель и электронная часть каждого сервопривода образуют соответствующие каналы блоков автоматики Б А. Исполнительными устройствами сервоприводов служат электромеханизмы вращательного действия МВДкт ни МВДкш э, которые управляют соответствующими кинематйческими механизмами изменения коэффициентов штурвала КМкт_ н и КМкш э.

Автомат регулирования путевого управления кроме канала регулиро­вания кш.„ обычно содержит также канал ограничения хода педалей Лхн огр, который состоит из своего вычислителя В и сервопривода С77Дхн огр на базе механизма эффекта триммирования МЭТ.

Работа автоматов регулирования путевого и поперечного управления по изменению коэффициентов штурвала аналогична работе автомата регули­рования продольного управления. Работа автомата регулирования путе­вого управления по ограничению хода педалей заключается в следующем. При достижении самолетом некоторой заданной приборной скорости V* система СВС выдает в блок автоматики команду uv* . Вычислитель

‘ пр

этого канала формирует управляющее напряжение ив на обмотку управ-

Рис. 7.24. Функциональная схема аналогового автомата регулирования поперечного управления, включенного в бустерную систему управления элеронами

ления электродвигателя механизма МЭТ. Электродвигатель имеет две обмотки управления, обеспечивающие движение выходного звена МЭТ как в одну, так и в другую сторону. Так как управление производится достаточно медленно и жестких требований по динамике нет, сервопривод канала ограничения хода педалей работает без обратной связи. Выходное звено МЭТ через кинематическую передачу соединено со специальной качалкой, которая резко увеличивает загрузку педалей, когда МЭТ задви­гает механическую проводку в паз качалки. Это обеспечивает невозмож­ность перемещения руля направления пилотом на значительные углы на больших скоростях и предохранение киля самолета от больших аэродина­мических нагрузок. Когда приборная скорость самолета уменьшается до V*p, автомат переводит выходное звено МЭТ в выдвинутое положение и освобождает проводку управления рулем направления.

В цифроаналоговых АРУ реализуется нелинейная аппроксимация зави­симости коэффициента штурвала от приборной скорости, например куби­ческая, когда

ПрИ ^ пр^У пр и’

/ у™’" э

у j ари и V < ^а„х, * Л ГЩ

кГЇ при Упр>утрхн.

Автоматы регулирования путевого и поперечного управления на базе автоматов бокового управления не оказывают собственного воздействия на кинематику механических проводок руля направления и элеронов. Эти автоматы обеспечивают изменение передаточных коэффициентов по откло­нению педалей кХв и отклонению штурвала кх> автоматов бокового управ­ления в функции скоростного напора q:

Лв:БУ = Мч)Дх~ (7.70)

48*Б1, = Мч)Лх„ (7.71)

где зависимости q = f(Vn-p), kXn = f(q) и кХэ = f(q) аналогичны зависимостям (7.67М7.69).

Полные отклонения руля направления и элеронов пилотом и автомат тикой имеют вид:

где кш. н(ч) = кш. н + kXB(q); k^.^q) = кш. э + kXj(q).

Таким образом осуществляется регулирование коэффициентов штур­вала руля направления и элеронов без изменения кинематики механической проводки.

Разновидностями автоматов регулирования путевого и поперечного управления являются автоматы регулирования путевой и поперечной загруз — 246 .

ки (АРЗ) — средства автоматического управления, обеспечивающие стаби­лизацию статических характеристик боковой управляемости путем регули­рования коэффициентов проводок управления рулем направления и элеро­нов по усилиям при изменении режима полета. .

При этом реализуются зависимости коэффициентов к£" и к£’ от при­борной скорости либо скоростного напора и высоты:

к*" = к£(Упр), (7.72)

k£ = k£(Vnp). (7.73)

Причем эти зависимости аналогичны зависимостям (7.67) и (7.68).

Коэффициенты проводки управления рулем направления и элеронами по усилиям изменяются таким образом, чтобы градиенты усилий на педалях и штурвале оставались постоянными. Это позволяет увеличить загрузку управления для сохранения ощущения скорости полета по усилиям на педалях и штурвале.

Функциональные схемы АРЗ путевого и поперечного управления отли­чаются от функциональных схем АРУкш н и АРУкш э, представленных на рис. 7.23 и 7.24, тем, что электромеханизмы МВД воздействуют на кинема­тические механизмы загружателей МЗ без изменения кинематики проводок управления от педалей и штурвала к рулевым приводам руля направления и элеронов. Работа АРЗ аналогична работе АРУкш н и АРУкш. э.

Влияние автоматов регулирования путевого и поперечного управления на характеристики боковой управляемости самолета. Статические характе­ристики боковой управляемости само лета-градиенты перемещения и уси­лий на педалях и штурвале по углам скольжения и крена согласно (4.45)-

(4.50) зависят от коэффициентов штурвала кш.„ и кшэ, градиентов усилий

на педалях и штурвале по перемещению Р„“ и Р**, градиентов руля

направления и элеронов по скольжению 5^ и б!^ и крену б^ и б,.

Характеристики боковой управляемости самолета можно выразить следующим образом:

Коэффициенты усиления кр" и кр меняются по режимам полета, но наиболее существенно зависят от скоростного напора q, причем эта

зависимость является прямо пропорциональной. Поэтому для обеспечения

а

постоянных значений градиентов и X!, необходимо менять коэффициен­ты штурвала кшн и кш э обратно пропорционально коэффициентам усиле-

ния Icp" и kfj’, а следовательно, обратно пропорционально скоростному напору q.

Эти задачи как раз и решают автоматы регулирования путевого и поперечного управления. Тогда получают постоянные значения стати­ческих характеристик боковой управляемости при изменении скоростного напора:

Я 1 Я ]

XJJ = ——— т-р^ —- «- const, Хэ = ——— — ————- % const.

кш. и Ц] кр" (р) кш-э (q j (р)

Влияние отказов автоматов регулирования ‘ путевого и поперечного управления на управление боковым движением аналогично влиянию отка­зов автоматов регулирования продольного управления на управление продольным движением. Отказы автоматов на малых скоростях полета при взлете затрудняют пилотирование самолета на больших скоростях в крей — серном режиме и, наоборот, отказы автоматов на больших скоростях полета в крейсерном режиме затрудняют пилотирование самолета на малых скоростях при посадке.

Особенностью автоматов регулирования путевого управления является наличие канала управления ограничения хода педалей. Для выполнения этой функции при отказе автомата предусмотрено ручное аварийное управление механизмом МЭТ от специального тумблера.