Система управления самолетом
Общие сведения
Система управления самолетом включает в себя систему штурвального управления (СШУ) и механизацию крыла.
Система штурвального управления состоит из:
– системы управления элеронами и элерон-интерцепторами;
– системы управления рулем направления (РН);
– системы управления рулем высоты (РВ).
Работу СШУ обеспечивают:
– система автоматической загрузки по каналам руля высоты и элеронов;
– система триммирования и балансировки по каналу руля высоты;
– система улучшения устойчивости по каналам руля направления и руля высоты;
– система изменения передаточного отношения по каналам руля направления и руля высоты.
Система автоматической зарузки (САЗ) предназначена для:
– обеспечения заданных характеристик загрузки рычагов управления;
– перемещения механической проводки с помощью своих приводов;
– триммирования усилий на рычагах управления при ручном управлении;
– выполнения функций сервопривода систем автоматического управления (САУ);
– выполнения функции догружателя штурвальной колонки при достижении критических углов атаки в полетной конфигурации.
Система триммирования и балансировки (СТБ) предназначена для:
– триммирования усилий на штурвальной колонке при ручном управлении и при включении САУ;
– обеспечения устойчивости самолета по скорости при разгоне и торможении.
Система улучшения устойчивости (СУУ) предназначена для улучшения характеристик устойчивости демпфированием колебаний самолета по курсу и тангажу.
Система изменения передаточного отношения (СКш) предназначена для улучшения характеристик управляемости изменением передаточного отношения механической проводки в зависимости от скорости в канале руля направления и положения закрылков в канале руля высоты.
Примечание: Было бы логичнее обеспечить изменение передаточного отношения по каналу управления руля высоты в зависимости от скорости полета как это сделано в канале управления рулем направления. Тем более, что конструктивно сама система изменения передаточного отношения легко позволяет это сделать, просто поменяв входные сигналы.
Рули и элероны на стоянке не стопорятся. Перемещение рулей демпфируется рулевыми приводами при снятии давления во всех гидросистемах.
При отказе всех четырех двигателей в течение всего дальнейшего полета с неработающими двигателями необходимо самолет пилотировать плавно, не допуская резких перемещений органов управления во избежание падения давления в гидросистемах менее 75 кг/см2, что может вызвать отключение САЗ и СУУ.
Примечание: Во время стоянки самолета руль высоты и элероны на обоих полукрыльях из-за отсутствия давления в гидросистеме под собственным весом отклоняются вниз; при этом сохраняется нейтральное положение штурвалов, а руль направления под действием ветровой нагрузки отклоняется в ту или иную сторону, при этом соответственно изменяется положение педалей.
Управление элеронами
Система управления элеронами и элерон-интерцепторами обеспечивает:
– управление элеронами и элерон-интерцепторами в двух режимах – основном и резервном. В основном режиме управление осуществляется штурвалами левым или правым пилотом с помощью САЗ или автоматически – по командам САУ. В резервном режиме управление осуществляется штурвалами при отключенных исполнительных приводах САЗ;
– возможность рассоединения штурвалов и управление секциями элеронов и элерон-интерцепторов одного полукрыла;
– отсоединение исполнительных приводов САЗ;
– контроль положения элеронов и элерон-интерцепторовов;
– триммирование усилий на штурвалах;
– автоматическое отключение управления внешними секциями элеронов при уборке концевых закрылков;
– сигнализацию отказов САЗ.
На каждом полукрыле установлено по одному элерону, состоящему из двух секций – внутренней и внешней, и по четыре элерон-интерцептора. Каждая секция элеронов отклоняется четырьмя рулевыми приводами, а элерон-интерцептор – одним. Каждый из четырех приводов какой-либо секции элеронов и приводы элерон-интерцепторов питаются рабочей жидкостью от отдельной гидросистемы.
Полный угол поворота штурвала влево, вправо – 62 градусов
Максимальные углы отклонения элеронов:
– вверх – 25 градусов
– вниз – 15 градусов
Угол отклонения элерон-интерцепторов вверх – до 45 градусов
Золотники рулевых приводов внутренних секций элеронов и элерон-интерцепторов соединены по необратимой схеме с помощью механической проводки со штурвалами, а внешней секции элеронов – с конструкцией внутренней секции через механизм отключения.
Механическая проводка имеет предохранительные пружинные тяги и рассоединительные муфты для обеспечения управления при отказах типа «заклинивание» и центрирующие пружинные тяги для удержания элеронов в нейтральном положении при отказах типа «рассоединение».
К механической проводке подсоединены механизмы триммирования и – рулевые агрегаты САЗ.
САЗ элеронов представляет собой четырехканальную систему. Конструктивно система выполнена в виде двух каналов – активного и резервного, а каждый канал, в свою очередь, имеет два подканала. Каждый подканал имеет встроенную систему контроля (ВСК), которая обеспечивает отключение неисправного подканала и выдачу информации об исправности системы или наличии и количестве отказов в ней. Четырехкратное резервирование с ВСК обеспечивает работу системы до последовательного третьего отказа или одновременного отказа двух каналов, после которого САЗ отключается.
При нормальной работе исполнительный механизм активного канала подсоединен к механической проводке, а резервного – находится в «горячем» резерве и подсоединяется к механической проводке после полного отказа активного канала.
Система автоматической загрузки обеспечивает следующие режимы работы:
– ручное управление;
– триммирование;
– автоматическое управление.
Принцип действия в режиме ручного управления заключается в том, что САЗ перемещает проводку и рычаги управления пропорционально усилию, приложенному пилотом к штурвалу.
Принцип действия в режиме триммирования заключается в том, что САЗ осуществляет уменьшение усилий на штурвале, пропорциональное перемещению выходного звена системы триммирования.
Принцип действия в режиме автоматического управления заключается в том, что САЗ перемещает проводку и штурвал на расстояние, пропорциональное величине сигналов управления, поступающих из САУ.
На самолете предусмотрена сигнализация состояния САЗ, а также автоматический контроль состояния системы с помощью аппаратуры оперативного контроля (АОК).
Выключатель быстрого отсоединения САЗ, расположенный на центральном пульте, предназначен для отключения активного и резервного каналов, которые отсоединяют штоки рулевых агрегатов от механической проводки.
Датчики усилий, расположенные под штурвалами, предназначены для формирования сигналов, пропорциональных усилию, приложенному к штурвалу, и выдачи сигналов в блоки управления и контроля.
Блоки управления и контроля (БУКи) системы предназначены для:
– формирования и выдачи управляющих сигналов на рулевые агрегаты системы;
– включения подканалов рулевых агрегатов системы;
– управления работой агрегатов отключения системы;
– контроля исправности подканалов системы и отключения отказавших подканалов;
– выдачи информации о состоянии системы.
Рулевой агрегат предназначен для перемещения механической проводки управления элеронами по сигналам, поступающим из блоков управления и контроля. Рулевые агрегаты канала крена через агрегаты отключения с помощью жесткой проводки связаны с рулевыми приводами элеронов и с помощью тросовой проводки – с штурвалами.
Агрегаты отключения предназначены для соединения рулевого агрегата с механической проводкой управления и рассоединения их по сигналам блоков управления и контроля.
Гидропитание каждого подканала рулевых агрегатов и агрегатов отключения осуществляется от отдельных гидросистем. Агрегаты активного канала питаются от гидросистем 3 и 4, а резервного канала – от гидросистем 1 и 2.
При отказе одного подканала системы загорается светосигнальное табло «САЗ КРЕНА – НЕИСПР.».
При последовательном отказе двух подканалов системы загорается табло «САЗ КРЕНА – НЕТ РЕЗЕРВА».
При последовательном отказе трех подканалов системы или отказе двух подканалов с интервалом менее 0,5 с загорается табло «САЗ КРЕНА – ОТКАЗ».
При отключении или отказе агрегатов отключения загораются табло «САЗ КРЕНА – ОТСОЕДИНЕН» и «БОРТА НЕ РАССОЕДИНЯТЬ». Эти же табло загораются при полном отказе САЗ.
При работе САЗ в режиме ручного управления при приложении усилия к штурвалу сигналы с датчиков усилий, поступают во все четыре подканала системы. После обработки сигналов БУКи выдают сигналы управления на все подканалы рулевых агрегатов. В результате исполнительные поршни каждого подканала рулевых агрегатов перемещаются на заданное расстояние, активный рулевой агрегат передает движение на механическую проводку управления. При перемещении исполнительных поршней изменяется сигнал обратной связи, поступающий в БУКи и уменьшающий сигналы управления от датчиков усилий. При полном обнулении сигналов с датчиков усилий сигналами обратной связи элероны оказываются отклоненными на угол, заданный величиной усилия, приложенного к штурвальной колонке.
В процессе триммирования пилот воздействует датчики триммирования САЗ. С датчиков триммирования во все четыре подканала САЗ поступают управляющие сигналы. В блоках управления и контроля сигналы датчиков триммирования суммируются с сигналами датчиков усилий, замещая последние. Полной замене сигналов с датчиков усилий сигналами с датчиков триммирования соответствует полное триммирование. Таким образом, снимается усилие со штурвала и элероны удерживаются в отклоненном положении при установившемся режиме полета.
При включении САУ из нее в оба БУК поступают сигналы включения автопилота, по которым САЗ переводится в режим автоматического управления. При этом САЗ переключаются на работу по сигналам управления, поступающим из САУ. В остальном работа САЗ аналогична работе в режиме ручного управления.
В системе предусмотрено принудительное отсоединение обоих рулевых агрегатов от механической проводки при возникновении аварийных ситуаций. Для этого необходимо откинуть предохранительный колпачок «ПРОДОЛ.» и отключить выключатель быстрого отсоединения. При этом БУКи выключают все подканалы агрегатов отключения. В результате рулевые агрегаты отсоединяются и загораются табло «САЗ КРЕНА – ОТСОЕДИНЕН» и «БОРТА НЕ РАССОЕДИНЯТЬ».
При приложении усилий к любому штурвалу деформируются упругие элементы датчиков усилий. Упругие деформации преобразуются в электрические сигналы, пропорциональные приложенным усилиям, которые поступают в вычислители САЗ. С вычислителей управляющие сигналы, после их преобразования и суммирования с сигналами обратных связей рулевых агрегатов, поступают на входы этих агрегатов.
В результате штоки рулевых агрегатов САЗ активного и резервного каналов перемещаются на величину, пропорциональную сигналу датчиков усилий. Один из рулевых агрегатов обычно находится в отключенном состоянии. Таким образом, при приложении усилия к любому из штурвалов рулевой агрегат САЗ осуществляет поворот штурвала и перемещение проводки управления на величину, пропорциональную приложенному усилию.
При отказах в механической проводке управления элеронами:
– в случае заклинивания проводки управления на участке от правого штурвала до предохранительной муфты при приложении усилия к любому из штурвалов рулевой агрегат, преодолевая сопротивление предохранительной муфты, управляет элеронами и элерон-интерцепторами левого полукрыла. При этом элероны и элерон-интерцепторы правого полукрыла остаются неподвижными. В этом случае при рассоединении штурвалов левый штурвал восстанавливает подвижность. Усилия на левом штурвале обеспечиваются при этом резервной загрузочной пружинной тягой;
– в случае заклинивания проводки управления элеронами на участке, соединяющем агрегаты отключения под действием усилий, приложенных пилотом к любому из штурвалов, рассоединяется предохранительная муфта, связанная с заклиненным участком проводки, и управление осуществляется элеронами и элерон-интерцепторами правого полукрыла;
– в случае заклинивания проводки управления элеронами в левом или правом полукрыле при повороте любого штурвала под действием усилий рулевого агрегата, или усилия, приложенного к штурвалу, при отключенных агрегатах САЗ обжимается соответствующая компенсационная пружинная тяга и управляются элероны правого или левого полукрыла соответственно;
– в случае заклинивания жесткой проводки управления элерон-интерцепторами в правом или левом полукрыле соответствующие интерцепторы выключаются из работы. При этом пружинная тяга, передающая движение от внутренней секции элеронов на механическую проводку элерон-интерцепторов, будет обжиматься или растягиваться;
– в случае обрыва тросовой проводки от рулевого агрегата САЗ до штурвалов, изменения в функцонировании системы управления элеронами при включенных САЗ не происходит. При этом в резервном режиме система не функционирует;
– в случае обрыва тросовой проводки в левом или правом полукрыле соответствующие элероны и элерон-интерцепторы выключаются из работы и их проводка устанавливается в нейтральное положение соответствующими центрирующими пружинами;
– в случае разрушения жесткой проводки управления элерон-интерцепторов они выключаются из работы и устанавливаются в убранное положение с помощью центрирующих пружин.
Система триммирования и балансировки (СТБ) предназначена для снятия усилий от САЗ или от резервной загрузочной пружины (при отсоединенных агрегатах САЗ) во всем диапазоне хода штурвалов.
В состав СТБ входят:
– электромеханизм;
– переключатель «ТРИМ. ЭФФЕКТ ЭЛЕРОНОВ»;
– винтовой механизм.
Выходной вал электромеханизма СТБ через винтовой механизм и систему тяг и рычагов связан с резервной пружиной загрузки и с датчиками триммирования САЗ крена.
При вращении вала электромеханизма СТБ в ту или иную сторону смещается точка присоединения загрузочной пружины и поворачиваются валы датчиков триммирования.
При отказе одного из каналов электромеханизма СТБ скорость триммирования уменьшается в два раза.
При включении канала крена САУ система триммирования и балансировки элеронов отключается.
При отказе управления секциями элеронов и элерон-интерцепторов одного из бортов секция отказавшего борта устанавливается в нейтральное положение.
Причиной отказа является рассоединение проводки управления от САЗ до вала управления корневыми элеронами.
Признаки отказа:
– значительная потеря эффективности управления по крену в одну сторону;
– показания индикатора положения элеронов и элерон-интерцепторов одного из бортов не изменяются при повороте штурвала.
В результате отказа ухудшается управления в автоматическом режиме и возможно отключение канала крена САУ.
При отказе необходимо:
– для управления самолетом, кроме элеронов, использовать РН и асимметрию тяги крайних двигателей (приблизительно 10° по УПРТ);
– элеронами пользоваться, учитывая различную эффективность по крену.
При отказе управления секциями элеронов и элерон-интерцепторов одного из бортов секции элеронов и элерон-интерцепторов заклиниваются в балансировочном положении.
Причиной отказа является заклинивание механической проводки управления элеронами в крыле. В результате отказа ухудшается управления в автоматическом режиме и возможно отключение канала крема САУ.
Признаки отказа:
– значительное ухудшение управляемости, асимметрия в управлении самолетом по крену;
– мнемоиндикаторы положения элеронов и элерон-интерцепторов на левом или правом полукрыле показывают постоянное положение, не изменяющееся и при отклонении штурвала;
– возможен крен самолета при нейтральном положении штурвала.
При отказе:
– появившийся крен необходимо парировать элеронами. При невозможности устранить крен элеронами использовать РН и при необходимости асимметрию тяги крайних двигателей;
– развороты можно выполнять с креном не более 15° с активным применением РН.
При заклинивании механической проводки в фюзеляже секции элеронов и элерон-интерцепторов правого борта находятся в положении, соответствующем моменту отказа. Механизм электротриммирования работает.
Признаки отказа:
– заклинивание обоих штурвалов;
– показания мнемоиндикатора положения элеронов и элерон-интерцепторов правого борта не изменяются при приложении усилий к штурвалу. Показания левого борта изменяются;
– самолет реагирует по крену при приложении усилий к штурвалу;
– отсутствуют перемещения обоих штурвалов в автоматическом режиме управления.
В результате отказа возможны значительная асимметрия и уменьшение эффективности управления по крену, ухудшается управления в автоматическом режиме и возможно отключение канала крена САУ.
При отказе необходимо при незагорании табло «БОРТА НЕ РАССОЕДИНЯТЬ» рассоединить штурвалы, для чего потянуть рукоятку рассоединения штурвалов вверх до упора.
В этом случае восстанавливается ход левого штурвала с нормальной загрузкой или восстановятся ход правого штурвала без загрузки, но с усилием трения примерно 8 кг и управление от него элероны правого борта. Элероны левого борта отклоняются пропорционально сумме усилий, приложенных к левому и правому штурвалам.
Конец ознакомительного фрагмента.