Система • Назначение управления

Система • Назначение управления ЛА • Требования предъявляемые к системе управления • Состав системы управления • Прямая система управления • Непрямая система управления • Средства, облегчающие управление самолетом • Управление механизацией крыла и реактивные органы управления

• Еще в период проектирования К-7 стало ясно, что летчику будет трудно управлять столь большим самолетом из-за возникновения огромных сил, действующих на рули. Первоначально для уменьшения нагрузки в системе управления самолетом К. А. Калинин предложил очень перспективное решение, нашедшее затем в авиации самое широкое применение - установить на самолете электроусилители (бустеры). Был заключен договор с одним московским электротехническим институтом, который обязался изготовить новую систему. Но с заданием разработчики не справились, и поэтому пришлось снабдить рули и элероны К-7 серворулями, вынесенными на легких балочках. Теоретические работы по вопросам управления тяжелым самолетом с помощью серворулей решила группа аэродинамиков во главе с Н. Ф. Фрейманом. В аэродинамической трубе ЦАГИ было совершено более 300 продувок, а в 1932 году серворули испытали в воздухе на переоборудованном в летающую лабораторию самолете К-5. Действовали они безукоризненно, и их рекомендовали для установки на К-7.

• Управление самолетом—это Система процесс изменения сил и управления ЛА моментов, необходимых для полета по заданной траектории. • Управлять самолетом можно за счет: • изменения ц. м. ; • изменения аэродинамической силы; • изменения вектора тяги дв.

Система управления ЛА

Система управления ЛА требования: • плавное возрастание усилий на рычагах и направление этих усилий в сторону, противоположную движению рычагов (для истребителей на ручке управления рулем высоты это усилие не должно превышать: на посадке — 2, 0 кг , на пикировании при нормальной центровке и балансировке самолета триммерами — 4— 9 кг. ) • высокая эксплуатационная надежность; • обеспечение полета на всех требуемых полетных и посадочных режимах; • удобство размещения в кабине и возможность регулирования педалей; • минимальные трение и люфты в сочленениях проводки, незначительный износ трущихся пар (Трение в сочленениях и направляющих проводки управления должно быть минимальным и не превышать: в проводке к элеронам— 0, 5 кг, в проводке к рулю высоты — 1, 0 кг и в проводке к рулю направления — 2, 5 кг. ) • минимальная масса при достаточной прочности. • Проводка управления не должна иметь резонансных колебаний. • Деформация планера самолета не должна отражаться на работе управления и вызывать его заедания. • Управление должно обладать повышенной боевой живучестью.

Система • Управление самолетом управления разделяется на основное и ЛА дополнительное, или вспомогательное. • Основное управление включает в себя управление рулями и элеронами. • Дополнительное, или вспомогательное, управление включает в себя управление триммерами, механизацией крыла, шасси и другими агрегатами самолета и двигателя.

Система управления Прямая система управления • Схема управления самолетом, состоящая из командных рычагов, органов управления и проводки, непосредственно связывающей рычаги с органами управления, называется прямой. • Прямая схема управления применима лишь в том случае, когда для отклонения органов управления достаточно одной мускульной энергии летчика. Усилия летчика могут быть достаточными для управления самолетом на сравнительно небольших скоростях полета и при относительно малой площади рулевых поверхностей. В этих случаях силы, возникающие на рулевых поверхностях, невелики и легко преодолеваются летчиком. На больших скоростях полета резко возрастают усилия на органы управления и возникает необходимость применения в системе управления средств, облегчающих летчику процесс управления самолетом.

Система управления ЛА • Схема управления самолетом, включающая в проводку специальные агрегаты (гидроусилители), имеющие автономное питание и облегчающие процесс управления, называется непрямой.

Система управления ЛА Состав • Система управления состоит из • командных рычагов, • органов управления, • проводки. • К командным рычагам относятся: • ручка или штурвал (ручное управление) • педали (ножное управление).

Система управления ЛА Состав

Система управления ЛА Состав

Система управления ЛА Состав • Система управления состоит из • командных рычагов, • органов управления, • проводки. • Органами управления являются устройства, обеспечивающие изменение сил и моментов для управления полетом. Они разделяются на аэродинамические и реактивные.

Система управления ЛА • К аэродинамическим органам управления принадлежат рулевые поверхности: руль высоты, руль направления и элероны, или интерцепторы.

Система управления • Для повышения эффективности ЛА Состав управления на современных скоростных самолетах вместо руля высоты и руля направления часто устанавливают цельноповоротное горизонтальное и вертикальное оперение (управляемый стабилизатор и киль).

Система управления ЭЛЕРОНЫ (франц. аllеrоn, ЛА Состав уменьшит, от аllе—крыло)— аэродинамич. органы управления движением крена. Э. подвижные части крыла, располагаемые обычно в его концевых частях и отклоняемые одновременно в противоположные стороны. Отклонение Э. в противоположные стороны приводит к тому, что приращения подъёмной силы на правой и левой половинах крыла направлены в противоположные стороны, в результате чего возникает аэродинамич. момент, вращающий ЛА в сторону поднятого Э.

Система управления По виду в поперечном сечении ЛА Состав различают нормальные, щелевые и подвесные Э. Конструкция Э. сходна с конструкцией Крыла. • Для увеличения подъёмной силы крыла на взлёте и посадке используют одновременное отклонение Э. на положит, углы (т. н. «зависающие» Э. ).

Система управления ЛА Органы управления

Система управления ЛА • ФЛАПЕРОН (английское flaperon, Органы управления от flap закрылок и (эле)рон), аэродинамический орган управления летательным аппаратом, выполняющий функции элерона и (или) закрылка. Конструкция флаперона подобна конструкции крыла. http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%AD%D 0%BB%D 0%B 5%D 0%B 2%D 0%BE%D 0%BD%D 1%8 B

Система управления ЛА Органы управления

Система управления ЛА Органы управления • ЭЛЕВОНЫ - органы управления и балансировки самолёта, сочетающие в себе ф-ции руля высоты и элеронов. Располагаются вдоль задней кромки крыла и используются, как правило, на самолётах аэродинамических схем «бесхвостка» и «утка» . Э. при отклонении на правой и левой консолях крыла на одинаковые углы и в одну сторону работают как орган управления продольным движением и продольной балансировки, при отклонении справа и слева на равные углы, но в противоположные стороны выполняют ф-ции органа управления креном, отклонением правого и левого Э. на разные углы управляют одновременно продольным и боковым движением.

• У некоторых самолетов, например, Ми. Г- 23, интерцепторы (наряду с дифференциально отклоняемым стабилизатором) являются главным органом управления по крену

Система управления ЛА Состав

Система управления ЛА

Система управления ЛА проводка

Фарман 16 сброс бомбы

Система управления ЛА • Жесткая проводка состоит из тяг и качалок. • Жесткая проводка обладает следующими достоинствами: • имеет малое трение в сочленениях; • имеет малые деформации и люфты, что повышает чувствительность управления; • обладает высокой эксплуата ционной надежностью и боевой живучестью. • К недостаткам можно отнести большую массу проводки и габариты.

Система • Основным конструктивным управления ЛА элементом жесткой проводки являются тяги, изготовляемые из алюминиевых или из других сплавов. Во избежание разрушения тяг от вибраций длина их между опорами не превышает обычно 2 м. На концах тяги имеют наконечники для соединения их одна с другой и с качалками. С помощью качалок тяги крепятся к конструкции планера (поддерживающие качалки) и изменяют направление передачи усилий (направляющие качалки).

Система управления ЛА проводка • Гибкая проводка управления может быть механической (тросовой) или электрической. Тросовая проводка имеет малую массу, легко монтируется и восстанавливается в случае повреждений.

Система управления ЛА проводка • Тросовая проводка имеет много недостатков: • обладает низкой эксплуатационной надежностью и боевой живучестью; • в процессе эксплуатации из за повышенного трения в местах перегибов тросы перетираются; • тонкие тросы легко перебиваются осколками снарядов и боевых частей ракет; • значительные упругие и температурные деформации снижают чувствительность управления; • требует не менее двойной проводки, так как трос работает только на растяжение. • Поэтому тросовая проводка применяется сравнительно редко, в основном на легких не скоростных самолетах.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • Бустер представляет собой гидравлическую следящую систему и состоит из исполнительного механизма (силового цилиндра), следящего элемента (золотника) и кинематической связи между ними. В процессе управления летчик воздействует на золотник 1, который, перемещаясь, открывает через один из каналов а или б доступ гидросмеси под давлением в одну из полостей силового цилиндра 2 и соединяет одновременно через те же каналы другую полость цилиндра со сливом. Под действием разности давлений поршень 3 силового цилиндра начинает перемещаться и через тяги проводки отклоняет рулевую поверхность. Каждому положению тяги управления золотником, а следовательно, и ручки управления самолетом, связанной с ним, соответствует определенное положение исполнительного поршня.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • Если основная часть момента относительно оси вращения рулевой поверхности (шарнирного момента) воспринимается гидроусилителем и некоторая его доля воспринимается летчиком, то такая система называется обратимой, т. е. имеющей обратную связь. Усилия, передающиеся на ручку управления и педали, увеличиваются с увеличением угла отклонения рулей и ростом скорости полета. Поэтому обратимая система включения гидроусилителя практически применима только на дозвуковых самолетах.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • В настоящее время для скоростных самолетов применяют необратимую систему включения гидроусилителя. При необратимой системе включения гидроусилитель полностью воспринимает на себя усилия, возникающие в проводке от шарнирных моментов на органах управления. На командные рычаги управления никаких усилий со стороны органов управления не передается.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • Для получения привычных для летчика нагрузок в зависимости от изменения положения командных рычагов управления в необратимую систему управления вводят специальные устройства — загрузочные механизмы. Простейший загрузочный механизм, полностью имитирующий нагрузки на рычагах управления при различных режимах полета, представляет собой пружину, работающую на растяжение-сжатие. Таким образом, при отклонении рычагов управления летчик преодолевает не усилие от шарнирного момента на рулевой поверхности, а усилие сжатия или растяжения пружины загрузочного механизма.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • Для имитации изменений усилий на ручке при изменении ско рости и высоты полета в систему управления включают дополни тельный загрузочный автомат —автомат усилий. Этот авто мат реагирует на изменение величины скоростного напора и в за висимости от нее регулирует нагрузку в загрузочном механизме.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом • На малых и средних скоростях полета для облегчения управления самолетом используются устройства, основанные на аэродинамическом принципе действия — аэродинамические средства компенсации шарнирного момента. Аэродинамическая компенсация заключается в том, что часть аэродинамической силы на рулевой поверхности создает компенсирующий момент, противоположный шарнирному моменту, передающемуся на рычаги управления. Аэродинамическая компенсация иногда используется в качестве устройства, дублирующего гидроусилитель. Это повышает безопасность полета в случае выхода из строя гидроусилителя и перехода па ручное управление полетом.

К-7 • Еще в период проектирования К-7 стало ясно, что летчику будет трудно управлять столь большим самолетом из-за возникновения огромных сил, действующих на рули. Первоначально для уменьшения нагрузки в системе управления самолетом К. А. Калинин предложил очень перспективное решение, нашедшее затем в авиации самое широкое применение - установить на самолете электроусилители (бустеры). Был заключен договор с одним московским электротехническим институтом, который обязался изготовить новую систему. Но с заданием разработчики не справились, и поэтому пришлось снабдить рули и элероны К-7 серворулями, вынесенными на легких балочках. Теоретические работы по вопросам управления тяжелым самолетом с помощью серворулей решила группа аэродинамиков во главе с Н. Ф. Фрейманом. В аэродинамической трубе ЦАГИ было совершено более 300 продувок, а в 1932 году серворули испытали в воздухе на переоборудованном в летающую лабораторию самолете К-5. Действовали они безукоризненно, и их рекомендовали для установки на К-7.

Система управления ЛА Средства, облегчающие управление самолетом ТБ-1 • Роговая аэродинамическая компенсация осуществляется с помощью компенсатора, представляющего собой часть рулевой по верхности, расположенной впереди оси вращения у внешнего края руля (рис. 4. 8, а). Нагрузка, приложенная к компенсатору, дает момент Мк, знак которого противоположен знаку шарнирного мо мента. Мт. Площадь рогового компенсатора составляет порядка 8— 12% площади рулевой поверхности.

Система • Осевая компенсация управления осуществляется путем смещения оси вращения ЛА рулевой поверхности назад по хорде руля (рис. 4. 8, б). При этом шарнирный момент Мш, преодолеваемый летчиком, уменьшается, так как плечо от оси вращения до точки приложе ния аэродинамической силы Rр становится короче. • Недостатком роговой и осевой компенсации является некоторое увеличение лобового сопротивления, вызываемое частичным выступанием в воздушный поток нерабочей части рулевой поверхности.

Система • Внутренняя аэродинамическая управления компенсация заключается в использовании разности ЛА давлений на противоположных поверхностях органов управления при их отклонении. Ось вращения рулевой поверхности несколько смещена по хорде назад, а некоторый внутренний объем разделен компенсирующей пластиной и герметической тканью на две полости А и Б. За счет разности давлений над рулевой поверхностью и под ней, а следовательно, в полостях А и Б, компенсирующая пластина уменьшает величину шарнирного момента, передающегося на рычаги управления.

Система • Сервокомпенсация обеспечивается управления сервокомпенсаторами и триммерами — небольшими вспомогательными ЛА ру лями, располагающимися у задней кром ки основного руля и отклоняющимися в противоположную от него сторону (рис. 4. 9). На вспомогательном руле об разуется незначительная компенсирую щая сила, которая действует на доста точно большом плече и уменьшает вели чину шарнирного момента на рычаг управления. Сервокомпенсатор принудительно приводится в дей ствие одновременно с отклонением рулевой поверхности, а триммер работает независимо от руля и приводится летчиком в дей ствие при необходимости с помощью электромотора или тросовой проводки.

Система управления ЛА Советский Do. J Wal

Система управления ЛА • Перспективным способом управления летательным аппаратом в разреженных слоях атмосферы считается использование реактивной тяги основного двигателя или установка специальных устройств, работающих на реактивном принципе. • Реактивные органы управления могут быть расположены непосредственно на двигателе (газоструйные рули, поворотные кольца и сопла) или находиться на некотором плече от центра тяжести летательного аппарата (сопла управления

Система управления ЛА • Газоструйные рули устанавливаются в газовой струе реактивного двигателя и могут обеспечивать продольное или путевое управление летательным аппаратом. В случае установки рулей в горизонтальной и вертикальной плоскости выходного сопла они могут обеспечивать движение аппарата относительно всех трех осей координат. Газоструйные рули работают в струе выходящих из двигателя газов подобно аэродинамическим рулям в потоке воздуха. Угол поворота таких рулей может изменяться в пределах ±(15— 25)°. • Поворотные кольца размещаются у выходного среза реактивного сопла и управляются с помощью тяг. Они обеспечивают управление летательным аппаратом вокруг нормальной (вертикальной) и поперечной осей координат. Принцип действия поворотного кольца заключается в отклонении вектора тяги двигателя при повороте кольца па некоторый угол.

Система управления ЛА • Поворотные сопла также изменяют направление вектора тяги двигателя и могут управлять летательным аппаратом во всех направлениях. • Сопла управления представляют собой малогабаритные реактивные двигатели, неподвижно закрепленные на некотором удалении от центра тяжести летательного аппарата. При включении их в работу создается необходимый управляющий момент при относительно небольшом импульсе тяги. Иногда для управления используются малогабаритные вспомогательные поворотные реактивные двигатели с небольшой тягой. Возможны комбинированные схемы управления летательными аппаратами с помощью реактивных органов управления, например использование поворотных двигателей и сопел управления.