3. Автомати стійкості та безпеки

3.1. Автомати стійкості

Автомати стійкості призначені для підвищення поздовжньої й шляхової статичної стійкості літака в режимі штурвального керування.

Звичайно автомати стійкості виконуються як тверді негативні зворотні зв'язки по куту атаки й ковзання або відповідно, по нормальному й бічному перевантаженню.

Закони керування автоматів стійкості мають вигляд:

у поздовжньому каналі

або

у шляховому (бічному) каналі

або

де і - відхилення руля висоти й руля напрямку відповідно;

,,, - передаточні числа по куту атаки α, нормальному перевантаженню , куту ковзання β і бічному перевантаженню .

Структурна схема взаємозв'язку елементів автомата стійкості аналогічна схемі демпфера. Відмінність складається головним чином у тому, що замість ДУС використовується датчик лінійного прискорення (ДЛП). У ряді випадків замість ДЛП можуть використовуватися датчики кута атаки або кута ковзання. Крім того, передаточні числа, на відміну від схеми демпферів, коректуються тільки вручну.

Часто функції автоматів стійкості і демпферів виконують відповідні канали автопілоту або САК.

3.2. Автомати безпеки

Літальний апарат може виконувати свої функції тільки в цілком певних умовах. Вихід за межі цих умов (за обмеження) може привести до зриву завдання або загрозі безпеки польоту. Застосування автоматів безпеки (обмеження граничних режимів) викликається вимогами неприпустимості виходу ЛА на критичні режими польоту, до яких відносяться: гранично припустиме перевантаження, критичний кут атаки, мінімальна й максимальна припустимі швидкості, мінімальна висота польоту й деякі інші.

Автомати безпеки забезпечують автоматичне відхилення відповідних рулів ЛА, запобігаючи його виходу на критичні режими польоту, або включення сигналізації, що попереджає екіпаж про наближення таких режимів. До складу автомата безпеки входять відповідно датчик, обчислювач, виконавчий механізм й орган керування.

Застосування таких автоматів у значній мірі підвищує безпеку польотів, тому що в процесі пілотування ЛА в складних умовах (особливо в бойовій обстановці) льотчик не в змозі стежити за показаннями всіх приладів і тим більше визначати можливість виходу на критичний режим. Якщо ЛА не оснащений автоматичними контурами обмеження граничних режимів, то, по-перше, ускладнюється пілотування ЛА, по-друге, збільшується частка уваги, що льотчик повинен приділяти пілотуванню, по-третє, льотчик управляє ЛА обережно, тримаючись подалі від граничних режимів, тобто тактико-технічні можливості ЛА використовуються не повністю.

Завдяки автоматичним контурам обмеження граничних режимів льотчик при виконанні інтенсивних маневрів із граничними кутами атаки не побоюється уведення ЛА в режим звалювання. Це дозволяє йому при веденні повітряного бою сконцентрувати свою увагу на навколишнім оточенні.

4. Особливості експлуатації демпферів

Експлуатація демпферів включає їхню роботу в польоті й технічне обслуговування на землі.

Включення демпферів у польоті робиться, як правило, по досягненні ЛА деякої мінімально необхідної висоти. Це пов'язане з тим, що відмова демпферів може привести до відхилення рулів, а на малій висоті це черевате аварійною ситуацією.

Відмову демпфера, супроводжувану істотним відхиленням руля, льотчик сприймає по появі в ЛА кутової швидкості й перевантаження. Виявити відмову, що не приводить до значних збурювань ЛА, значно складніше. Тому на деяких ЛА встановлюють індикатори переміщення штока РАУ; зупинка його стрілки буде свідчити про відмову демпфера.

Досить небезпечною є відмова демпфера, пов'язана з обривом ланцюга сигналу твердого зворотного зв'язку. При такій відмові кермовий агрегат стає інтегруючою ланкою, а в системі ЛА - демпфер виникають розбіжні автоколивання, які льотчик не в змозі парирувати ручним керуванням. У цьому випадку демпфер необхідно виключити.

Керування ЛА із відмовившим і виключеним демпфером має особливості через зсув нейтрального положення органів керування за рахунок відхилення штока РАУ. Це порушує звичні навички керування ЛА й ускладнює пілотування, особливо при посадці. Для підвищення надійності роботи демпферів і забезпечення безпеки польотів поряд з дублюванням і застосуванням автоматів стійкості вводиться ряд блокувань, що виключають можливість включення демпферів при відсутності тиску в гідросистемі бустерів при включеному автопілоті на висоті польоту менше припустимої.

При технічному обслуговуванні демпферів на землі використовуються перевірочні пульти ППД (пульт перевірки демпферів) і ППАД (пульт перевірки автопілотів і демпферів). За допомогою цих пультів без зняття демпферів з ЛА перевіряються правильність чергування фаз напруги, що живить гіроскопи ДУС, працездатність релейно-підсилювального блоку й кермового агрегату. В автоматах стійкості, крім того, перевіряється й регулюється зона «нечутливості» по кутовій швидкості.

Демпфери на сучасних ЛА мають досить високу надійність, і в умовах правильної експлуатації середній час їхнього наробітку на одну відмову дорівнює 150-200 год.

Крім демпферів й автоматів стійкості на ЛА встановлюються автомати регулювання керування (АРК), які забезпечують адаптацію контуру ручного керування до характеристик ЛА, що змінюються, у функції параметрів зовнішнього середовища.