СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОВИНТОВЫХ ВЕРТОЛЕТОВ

Ограничим дальнейшее рассмотрение случаем пилотирования на ка­ком-либо установившемся режиме полета в условиях воздействия на вертолет случайных атмосферных возмущений. При этом самонастраи­вающееся (адаптивное) поведение человека, выступающего в роли ре­гулятора, характерно следующими функциями [32, 50]. Структурная организация замкнутой системы: 1. Построение контуров обратной связи — летчик выбирает и ис­пользует те параметры движения (из числа параметров, которые он спо­собен воспринимать), которые более всего приемлемы для использова­ния в качестве обратных связей при решении задачи управления. 2. Построение прямых связей…

На вертолете СН-47А «Чинук» [49] установлена система автомати­ческой стабилизации, функционально подобная системе SAS вертолета V-44, но отличающаяся от нее более высоким уровнем надежности. Рис. 6. 10. Структурная схема системы автоматической стаби­лизации (SAS) вертолета Вертол V-44: ДУС—датчик угловой скорости; КЗ—корректирующее звено; У—усили* тель; П—электромеханический преобразователь рулевой машины; РМ—исполнительное устройство рулевой машины; ДОС—датчик обрат­ной связи; ДС—датчик угла скольжения; ИК—интегрирующий контур Рис. 6.11. Схема расположения агрегатов системы SAS на вертолете Вертол V-44: < /—кнопка переключения каналов курса; 2—агрегат…

Вертолет Вертол V-44 имеет систему автоматической стабилизации, предназначенную только для улучшения устойчивости и управляемости вертолета. Эта система неспособна удерживать вертолет длительное время на установившемся режиме полета, но она достаточно проста и эффективно улучшает характеристики устойчивости и управляемости вертолета. Система имеет три канала: тангажа, крена и курса. В каж­дом канале основным датчиком является гироскопический датчик угло­вой скорости. Исполнительными органами системы служат дифферен­циально включенные электрогидравлические рулевые машины, конст­руктивно объединенные с гидроусилителями. В канале тангажа системы имеется интегрирующая…

Автопилот вертолета S-58 стабилизирует углы тангажа, крена и курса на установившихся и переходных режимах полета. На режиме крейсерского полета автопилот стабилизирует дополнительно заданную барометрическую высоту полета. В специальном варианте автопилот, кроме того, стабилизирует положение вертолета относительно опущен­ной в воду гондолы гидроакустической станции поиска подводных лодок. Для выполнения этих функций автопилот имеет четыре независимых канала: тангажа, крена, направления и высоты. Исполнительными уст­ройствами в каждом канале являются гидроусилители системы управ­ления, объединенные с электромеханическими дифференциально вклю­ченными рулевыми машинами….

Электрогидравлический стабилизатор оборотов несущего винга, предназначенный для вертолета Ми-6, является автоматической систе­мой, поддерживающей заданные обороты несущего винта вертолета. Датчиком стабилизатора является бортовой тахогенератор вертолета, обычно используемый как датчик дистанционного указателя оборотов. Исполнительным устройством стабилизатора является электрогидравли­ческий комбинированный рулевой агрегат, встроенный в систему управ­ления двигателями и воздействующий одновременно на оба двигателя. Как упоминалось ранее, рулевой агрегат является комбинацией гидро­усилителя и дифференциальной рулевой машины. Диапазон дифферен­циального хода в системе управления двигателями составляет около 40%. В комплект собственно…

Автопилот имеет четыре канала: тангажа, крена, направления и вы­соты и использует в качестве исполнительных устройств рулевые агре­гаты, являющиеся комбинацией гидроусилителя ручного управления и электрогидравлической рулевой машины, включенной в управление по дифференциальной схеме. В канале направления автопилот работает на рулевой агрегат с режимом «перегонки», рулевая машина которого ра­ботает по дифференциальной схеме при малых сигналах и по парал­лельной — при больших. Автопилот предназначен для автоматической стабилизации угло­вого положения вертолета в течение всего времени его полета. Пере­настройка каналов…

1. АВТОПИЛОТ С ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ РУЛЕВЫМИ МАШИНАМИ Первые отечественные серийные автопилоты для вертолетов были выполнены по параллельной схеме на базе самолетных. Такой автопилот работает на вертолете в комплексе с комбинированными электрогидрав­лическими рулевыми агрегатами, являющимися комбинацией гидроуси­лителя ручного управления и электрогидравлической рулевой машины, включаемой в управление по параллельной схеме. Рис. 6. 1. Комплект параллельно включенного автопи­лота: /—агрегат управления; 2—‘гировертикаль; 3—датчик угло­вых скоростей; 4—гироиндукционный компас; 5—трехканаль­ная рукоятка управления; 6—пульт управления; 7—кнопка включения автопилота; 8—кнопки отключения автопилота; 9—…

Выше рассматривались требования к передаточным числам автопи­лота, выработанные на основе различных критериев, а именно: обеспече­ния оптимальных характеристик системы «вертолет — автопилот» с точ­ки зрения стабилизации вертолета на заданном режиме полета и обес­ печения оптимальных характеристик управляемости вертолета, стаби­лизированного автопилотом. При анализе было видно, что требования эти противоречивы. Так, если для минимизации среднеквадратической ошибки стабилизации нужно увеличивать передаточные числа, то для минимального уровня управляющего воздействия (что важно по соображениям прочности) их нужно уменьшать. Из анализа управляемости…

Легко видеть, что для различных по динамике объектов передаточ­ная функция линейной модели летчика будет различной. В пределах определенной структуры модели летчик будет вводить сигнал производ­ной или сигнал интеграла или и то и другое вместе в свой «закон регу­лирования» с тем, чтобы удовлетворить некоторому критерию оптималь­ности регулирования. Исследования [55], предпринятые для выяснения этого критерия, показали, что человек работает в режиме компенсатор­ного слежения приблизительно так же, как работал бы линейный регу­лятор с ограничением среднеквадратического уровня управляющего воздействия,…

Для рассмотрения критериев оптимальности передаточных чисел ав­топилота с точки зрения обеспечения хороших характеристик управляе­мости вертолета с автопилотом необходимо вначале кратко изложить основы современного математического представления работы человека — оператора в качестве элемента замкнутой системы автоматического ре­гулирования. Такой подход в настоящее время начинает успешно при­меняться к анализу управляемости самых различных летательных аппа­ратов. Изучение работы человека-оператора в замкнутом контуре имеет достаточно об­щее значение и относится ко всему разнообразию задач, где человек выступает в этой роли (управление автомобилем,…

Рассмотрим продольное движение вертолета с автопилотом на ре­жиме висения. Задачей автопилота в этом случае является подавление влияния атмосферных возмущений на изменение угла тангажа. Пусть атмосферное возмущение представляет собой горизонтальный порыв вет­ра, имеющий скорость U. Вернемся к уравнениям движения вертолета (5.10), (5.11). Если пренебречь изменением скорости центра масс вер^ толета и рассматривать только сравнительно высокочастотные угловые колебания вертолета, можно ограничиться рассмотрением одного урав­нения (5.10), положив в нем AVX=U, которое запишется тогда как Iz-Д& — Д&г MZXU….

Автопилот на вертолете имеет двоякое назначение: стабилизация заданного установившегося режима полета и улучшение характеристик управляемости. Надо отметить, что автопилот, стабилизирующий только углы фюзеляжа, не может с необходимой для практики точностью под­держивать установившийся режим полета. Для решения этой задачи си­стему стабилизации углов фюзеляжа необходимо дополнить системами стабилизации высоты и скорости полета. Однако и стабилизация углов фюзеляжа должна осуществляться с заданной точностью. Следовательно, если иметь в виду упомянутые задачи автопилота, очевидно, что параметры автопилота должны обеспечить оптимальность…

Рассмотренный выше закон регулирования автопилота, соответст­вующий его передаточной функции W An=i+ia>sf является статическимс введением производной. Это означает, что при воздействии на верто­лет постоянного возмущения неизбежно возникнет отклонение от перво­начально заданного режима полета — статическая ошибка. Выясним, например, что произойдет, если на вертолете с автопилотом, имеющим статический закон регулирования, изменится в полете центровка. Для этого обратимся к балансировочным кривым вертолета (см. рис. 5.16). Для дальнейших рассуждений удобно представить продоль- (5.24) которую удобно изобразить в координатах 62;…

Необходимым условием работоспособности автопилота является устойчивость замкнутой системы «вертолет—автопилот». Рассмотрим устойчивость этого контура на примере продольного движения верто­лета на режиме висения. Передаточная функция вертолета на режиме висения, как было Д& 1 S -{- <|>9 выяснено ранее, имеет вид —= — я0 —————— 7————— «т — ♦ к Д5г 0 (s2_ 2C«oe+«J) Предположим, что автопилот реализует закон управления вида А6г=/Д^, где і — постоянная величина, называемая передаточным числом авто­пилота по углу. Определим диапазон значений при котором…

Автопилот на вертолете является автоматическим регулятором за­данного углового положения фюзеляжа в пространстве. В этом смысле принцип работы автопилота на вертолете такой же, как и у автопилота на самолете [45]. Рассмотрим какой-либо один из каналов автопилота, например ка­нал тангажа. Автоматическое регулирование угла тангажа произво­дится путем выполнения следующих трех операций: а) измерение отклонения угла тангажа от заданного значения; б) формирование управляющего сигнала необходимой структуры; в) отклонение органа управления в соответствии с выработанным управляющим сигналом в направлении ликвидации…