АВТОМАТИЧНО ИЗКЛЮЧВАНЕ НА НАКЛАДА, Авиация - търговска, гражданска, специална авиация
Устройство и работа. Необходимостта от гасене на надлъжните краткопериодични колебания на самолета възниква, когато степента на неговата надлъжна статична стабилност по отношение на претоварване е недостатъчна и колебанията на преходните процеси са силно изразени, когато самолетът се връща към първоначалния си режим при нормално претоварване след неволно отклонение под въздействието на външен момент на накланяне или вертикален вятър. За да реши този проблем, пилотът, наблюдавайки промяната в ъгъла на тангажа на инструмента, действа върху колоната на игото и отклонява асансьора по такъв начин, че колебанията на тангажа на самолета да спрат. За да се освободи пилотът от ръчно затихване на надлъжни краткопериодични колебания на самолета, се използват демпфери на тангажа.
Амортисьорът на наклона (DT) е средство за автоматично управление, което осигурява амортизиране на надлъжни краткопериодични колебания на въздухоплавателното средство на всички етапи на полета чрез отклонение на асансьора при възникване на ъглова скорост на накланяне.
Най-простият демпфер на наклона прилага следния закон за управление на асансьора: ■
където е автоматичното отклонение на елеватора от позицията на тримиране от демпфера на наклона; kSHg е съотношението на скоростта на тона,
показващ ъгъла, под който асансьорът трябва да се отклони, когато ъгловата скорост се промени с G/s (1 rad/s).
Амортисьорите на наклона се монтират на самолети с бустер или система за управление на елеватора с електрическо управление. Това прави възможно осигуряването на последователна верига за включване на задвижващия механизъм на амортисьора в механичното окабеляване на асансьора. При съвместно управление на самолета от пилота и демпфера на тангажа, общото отклонение на асансьора от позицията на тримиране A8B е равно наалгебричната сума на ръчното отклонение от пилота от рулевата колона A5§ и автоматичното отклонение от демпфера на наклона:
Съставът на аналоговия демпфер на наклона (фиг. 6.1) включва сензора за ъглова скорост на наклона CRS, калкулатор B и серво на асансьора S775v. Серво задвижването включва суматор C, усилвател Y, IM задвижващ механизъм и DOS сензор за обратна връзка. Сервото е покрито с твърда обратна връзка. Хидравличното задвижване служи като задвижващ механизъм, който заедно с DOS сензора образува кормилен блок
ОРИЗ. 6.1. Функционална схема на аналогов демпфер 176
RA. CRS сензорът е поставен в блока на амортизиращите жироскопи (BDG). Изчислителното устройство заедно с електронната част на серво задвижването, суматора и усилвателя образуват електронния блок на демпфера DU в канала на асансьора. .
Демпферът на терена работи по следния начин. Когато възникне ъглова скорост на накланяне, CRS сензорът генерира сигнал, пропорционален на тази скорост. Сигналът се подава към калкулатора, който в съответствие със закона за управление (6.1) генерира управляващ сигнал и към входа на суматора на серво задвижването. Сервото преобразува това
сигнал за преместване на пръта на кормилното устройство A5B. В същото време от сензора за обратна връзка се отстранява електрически сигнал за обратна връзка ios, пропорционален на движението на пръта на кормилното устройство. Веднага след като сигналите ios и iv се балансират взаимно на входа на суматора на серво задвижването, кормилният механизъм спира да работи с асансьора и воланът спира в определено положение, пропорционално на получената ъглова скорост coz.
Отклонението на елеватора ще предизвика появата на контролен аеродинамичен момент M^, който е противоположен по знак на смущението, довело до появата на ъгловата скорост coz. Ето защоъглова скорост (0Z ще започне да намалява и заедно с n ^ d, сигналът ss от CRS сензора. Когато
ъгловата скорост cdz ще стане равна на нула и u = 0, тогава под действието на сигнала за обратна връзка ios серво задвижването ще върне асансьора обратно в позиция за балансиране. Така трептенето на надлъжното движение ще бъде изгасено.
Отклонението на елеватора A5£ се създава от пилота чрез преместване на колоната на кормилното колело KSH със стойността на Ahb от позицията на трим. С помощта на диференциален рокер взаимодействието на демпфера на наклона със системата за управление на асансьора (ECS RV) се осъществява съгласно (6.2). Чрез кормилното задвижване се формира отклонението на кормилното управление A5B.
Влияние на демпферите на тангажа върху характеристиките на надлъжната устойчивост и управляемост. Нека покажем, че с помощта на демпфера на наклона се повишава степента на надлъжна устойчивост по отношение на претоварване. Когато елеваторът се отклони от амортисьора, се появява увеличение на коефициента на момента на накланяне
Amz \u003d m "' A5; \u003d m / ^ coz \u003d Am®1 coz, (6.3)
където Amz" = m^k^V/b,; mz се определя от израз (3.31).
След това степента на надлъжна статична устойчивост по отношение на претоварване
на въздухоплавателно средство, управлявано от демпфера на наклона cm се определя съгласно (3.30):
Ориз. 6.3. Преходни процеси в цикъла на скоростта на тангажа, когато асансьорът е отхвърлен от пилота:
а - свободна равнина; b-при включване
Ориз. 6.2. Преходни процеси в контура на ъгловата скорост на тангажа с краткотрайно външно смущение:
а-свободен самолет; b-когато демпферът на наклона е включен
От 1z. Тогава коефициентът на предаване за ъгловото ускорение на тангажа Ksh^ показва под какъв ъгъл трябва да се отклони асансьорът при смянаъглово ускорение на наклона с 1°/s2 (1 rad/s2).
Разновидност на закона за управление (6.6) има формата
Ориз. 6.4. Структурна схема на демпфера
Изодромният филтър T(pDT(p) + 1) е внедрен в калкулатора на демпферния блок. При аналоговите амортисьори това става с помощта на KS-ce - бъбрека. Блоковата схема на демпфера на стъпката със закон за управление (6.7) е показана на фиг. 6.4.
Законите за управление на амортисьорите на тангажа (6.6) и (6.7) позволяват, когато въздухоплавателното средство достигне постоянна стойност на ъгловата скорост (),)£, да върне пръта на кормилното устройство в неутрално положение, когато (coz)yCTp = 0. Съпротивлението на амортисьора спрямо пилота спира и скоростта на движение на колоната на ярема за създаване на ъгловата скорост не се променя.
Влияние на отказите и характеристиките на елементите на демпфера на наклона върху управлението на надлъжното движение. Повредите в средствата за автоматично управление на полета обикновено се класифицират на пасивни и активни. Пасивните откази не водят до изместване на руля и ефектът им е подобен на изключване на автоматичните средства от процеса на управление на полета, активните откази водят до изместване на руля и пряко засягат динамиката на управлението на полета. Пасивната повреда на амортисьора на наклона, придружена от връщане на кормилния прът в неутрално положение, води до факта, че ефективността на затихване на надлъжни краткопериодични колебания рязко пада и ефективността на управлението на самолета от колоната на кормилото се увеличава. Пилотът, опитвайки се да намали вибрациите, като действа върху кормилната колона, може неволно да въведе самолета в „люлка“.
Активна повреда на амортисьора на наклона, придружена от развитието на пръта на кормилното устройство до максималния ход,води до изтеглянето на самолета до неприемливи нормални претоварвания. Ако такава повреда възникне при условия на вертикална маневра, това може да доведе до изместване на стеблото на кормилното устройство от едно крайно положение в друго и удвояване на промяната на претоварването. Една от активните повреди е отворена верига за обратна връзка в сервото. Тъй като усилването на серво задвижване с твърда обратна връзка е обратно пропорционално на коефициента на обратна връзка k*„c = 1 /kos, когато обратната връзка се прекъсва, усилването на серво задвижването се увеличава до стойност, равна на произведението на коефициентите на усилване на усилвателя и кормилното устройство ks = krku. 180
В резултат на това веригата за автоматично управление може да загуби стабилност.
От съображения за безопасност на автоматичното управление на полета, отклонението на елеватора от демпфера на наклона обикновено се ограничава до определени граници чрез ограничаване на хода на пръта на кормилното устройство. Това води до факта, че при достатъчно големи смущения ефективността на демпфера на стъпката при потискане на вибрациите намалява. Най-забележимото ограничение на хода на стеблото на кормилното устройство засяга вертикалната маневра, тъй като поради постоянния компонент на ъгловата скорост асансьорът се отклонява от амортисьора. Нелинейността на статичните характеристики на демпфера на наклона може значително да повлияе на управлението на надлъжното движение. По този начин ограничението на скоростта на движение на пръта на кормилното устройство може да направи неефективно увеличаването на коефициента на прехвърляне на амортисьора, тъй като серво задвижването бързо ще влезе в режим на насищане на скоростта. Нелинейните характеристики ограничават възможността за разширяване на честотната лента на сервото в зависимост от. фактор за обратна връзка. С голямо усилване в серво веригата,възникват автоколебания с ниска честота.
Широколентовите смущения в сигнала за скорост на тангажа от сензора _ CRS могат да бъдат причинени от вибрации и вибрации при огъване на конструкцията на самолета. Чрез разширяване на честотната лента на сервото, тази намеса може да причини така нареченото "трептене на автопилота" на контролните повърхности.
В аналоговите системи за автоматично управление един от основните фактори, влияещи върху ефективността на тяхната работа, е "дрейфът на нулите" на сензорите и несъответствието на коефициентите на предаване.