3.2.5. Методы и системы управления самолётом

Управление самолётом на земле и в полёте осуществляется изменением действующих на него аэродинамических сил, сил трения и тяги двигателей.

В зависимости от степени участия в процессе управления человека системы управления могут быть неавтоматическими, полуавтоматическими, автоматическими и комбинированными.

Системы, в которых человек (обычно лётчик) вырабатывает необходимые управляющие импульсы (сигналы) и посредством только своей мускульной энергии приводит в действие органы управления, обеспечивая этим самым изменение траектории движения самолёта в нужном направлении, называют неавтоматическими. Такие системы включают: 1) рычаги управления: ручку или штурвал, педали, отклонением которых лётчик вводит в

систему управляющие сигналы (перемещения) и осуществляет их дозировку; 2) органы управления: элероны, руль высоты, руль направления; отклонение которых в соответствии с управляющими сигналами (отклонением рычагов управления) создает необходимые для изменения траектории полёта силы и моменты; 3) проводку управления, соединяющую рычаги управления с органами управления.

Системы, в которых необходимые управляющие сигналы вводятся лётчиком посредством отклонения рычагов управления и в которых, кроме рычагов управления, органов управления и проводки управления, имеется ещё целый ряд механических, гидравлических и электрических устройств и силовых приводов (бустеров) рулей, преобразующих управляющие сигналы в отклонение органов управления, называются полуавтоматическими. Эти системы облегчают лётчику управление самолётом и повышают качество управления.

В автоматических системах управляющие сигналы формируются комплексом автоматических устройств (автопилотом или другими автоматическими системами, обеспечивающими в автоматическом режиме выполнение отдельных этапов полёта - например, этап набора высоты, полёта по маршруту, захода на

78

посадку и др.). Дальше эти импульсы, как и в полуавтоматических системах, преобразуются силовыми приводами в отклонение органов управления.

На современных самолётах чаще применяют различные комбинации этих систем управления. Так, например, на самолётах с небольшими дозвуковыми скоростями полёта характерно применение неавтоматической системы управления в сочетании с автопилотом, освобождающим лётчика от непосредственного управления самолётом при длительном полёте. На скоростных и больших самолётах характерно насыщение системы управления различными автоматическими устройствами и мощными силовыми приводами, обеспечивающими решение всего (или большей части) комплекса лётно-тактических задач.

Успехи в развитии электронной техники и разработка многоканальных приводов высокой надежности [3] в последние годы создали техническую базу для замены многочисленных автоматических и полуавтоматических систем с их датчиками, вычислителями и исполнительными механизмами единой мощной многократно резервированной автоматической бортовой системой управления, выполняющей все их функции. Но и в этих системах не исключены человек, рычаги управления, органы управления и проводка управления.

Поэтому рассмотрим другую классификацию систем управления, основанную на способах взаимодействия лётчика и автоматики.

1. Системы прямого управления. Рычаги управления

(штурвал, колонка, педали) в кабине имеют жёсткую кинематическую связь с управляющими поверхностями. Давление встречного потока воздуха на отклонённую поверхность управления дает усилие, противодействующее отклонению рычага управления. Усилие отклонения рычага управления – основной параметр, информирующий пилота о процессе управления. Ощущение перегрузки и усилий на рычагах управления позволяет лётчику быстро, без размышлений, выполнять необходимое маневрирование или компенсацию возмущений любого

79

происхождения, выводящих самолёт из состояния установившегося полёта.

2.Электромеханические системы управления. Рычаги управления в кабине имеют жёсткую кинематическую связь с распределительными устройствами гидропривода, управляя которыми изменяют положение управляющих поверхностей. В качестве гидропривода применяют гидромеханические следящие системы с отрицательной механической обратной связью. Гидроприводы могут быть включены по обратимой, - когда часть усилий от отклонённых органов управления передается на командные рычаги; или по необратимой схеме, когда управляя распределительными устройствами гидроприводов, лётчик чувствует только силы трения в них и проводке. Эти силы малы, нестабильны и намного меньше усилий, которые необходимо прилагать к системам прямого управления. Поэтому для создания у лётчика ощущения привычного управления к механической проводке подключается загрузочное устройство, обычно в виде пружинного механизма с электроприводом или без него. Для исключения недопустимых механических перегрузок, действующих на конструкцию самолёта при отклонении гидроприводом управляющих поверхностей на опасный угол, в механической проводке устанавливаются устройства ограничения отклонений рулей. Автоматы штурвального управления, подключённые к механической проводке, обеспечивают заданные параметры управляемости самолёта. Система изменения передаточного числа от рычага управления к распределительным устройствам гидроприводов служит для сохранения чувствительности управления в заданных пределах независимо от скорости полёта и при обеспечении постоянства отношения усилия на рычаге управления к перегрузке.

3.Электродистанционные системы управления. В

электродистанционной системе отсутствует механическая проводка, что исключает сервоприводы автоматов управления, делает систему гибкой в смысле модификаций и доработок.

Электродистанционные системы имеют некоторые преимущества перед электрогидромеханическими:

80

в электродистационной системе управления нет температурного смещения командных рычагов управления, так как механическая проводка отсутствует;

точность передачи управляющих сигналов не зависит от размеров самолёта;

при правильной установке датчиков, сигналы которых управляют работой электронавигационной системы, изгибные колебания упругой конструкции не оказывают влияния на работу гидропривода и движение управляющих поверхностей;

демпфирование колебаний руля (независимо от причин их возникновения) осуществляется простыми средствами;

электродистанционная система управления не нуждается в сервоприводах автоматов управления, их функции выполняет сама система при подаче выходных сигналов автоматов на вход сумматоров сигналов;

электрическая развязка параллельно работающих каналов и одновременно работающих автоматов достигается элементарными средствами, не связанными с увеличением габаритных размеров, массы и с уменьшением надёжности;

в элекродистационной системе управления, в отличие от электрогидромеханической, легко проводить различные модификации, необходимость в которых может возникнуть в процессе лётных испытаний или эксплуатации самолёта;

путем увеличения числа не связанных между собой одновременно работающих каналов до четырех-пяти надёжность электродистационной системы управления может быть повышена на один-два порядка, по сравнению с надёжностью электрогидромеханической системы, без значительного увеличения габаритных размеров и массы;

благодаря простому согласованию с диагностическим бортовым комплексом затраты времени на обслуживание электродистанционной системы управления, на обнаружение

81