TEMA 2: Sustav upravljanja zrakoplovom

Kontrola aviona

2.1. Namjena i sastav sustava upravljanja zrakoplovom

Skup ugrađenih uređaja koji osiguravaju kontrolu kretanja zrakoplova naziva se sustav upravljanja zrakoplovom. Budući da proces upravljanja zrakoplovom provodi pilot u kokpitu, a krilca i kormila nalaze se na krilu i repu, mora postojati konstruktivna veza između ovih područja. Trebao bi osigurati visoku pouzdanost, jednostavnost i učinkovitost upravljanja položajem zrakoplova.

Očito je da kada se upravljačke površine otklone, sila koja djeluje na njih raste. Međutim, to ne bi trebalo dovesti do neprihvatljivog povećanja sila na upravljačkim polugama.

Sustav upravljanja zrakoplovom može biti ručni, poluautomatski ili automatski. Ako proces kontrole provodi izravno pilot, tj. Pilot pomoću mišićne sile aktivira komande i uređaje koji osiguravaju stvaranje i promjenu sila i momenata koji upravljaju kretanjem zrakoplova, tada se upravljački sustav naziva neautomatski (izravno upravljanje zrakoplovom).

Ručni sustavi mogu biti mehanički ili hidromehanički (vidi sl. 6.1). Mehanički sustavi su prvi zrakoplovni sustavi, na temelju kojih nastaju svi moderni integrirani sustavi primarne kontrole. Balansiranje i kontrola ovdje se provode izravno mišićnom snagom posade tijekom leta.

sl.6.1. Neautomatizirani mehanički (a) i hidromehanički (b) glavni sustavi upravljanja zrakoplovom: 1 – komandna poluga; 2 – upravljačka žica; 3 – klackalica ili valjkasta vodilica; 4 – balanser mase upravljačkog ožičenja;

5 – klackalica s dva kraka, koja kompenzira temperaturne promjene u duljini tlačnog odjeljka trupa; 6 – nosač upravljača; 7 – upravljačka poluga;

8 – dvokraka poluga; 9 – opružni utovarivač komandne poluge; 10 – mehanizam za podrezivanje (rasterećenje); 11 – upravljački pogon; 12 – hidraulički kalem; 13 – hidraulički cilindar

Na zrakoplovima civilnog zrakoplovstva glavno upravljanje provode dva pilota pomoću dvostrukih komandnih poluga, mehaničke upravljačke žice, kinematičkih uređaja koji reguliraju gibanja i sile te upravljačkih površina.

Ako proces upravljanja provodi pilot putem mehanizama i uređaja koji osiguravaju i poboljšavaju kvalitetu procesa upravljanja, tada se sustav upravljanja naziva poluautomatskim. Ako se stvaranje i promjena upravljačkih sila i momenata provodi pomoću kompleksa automatskih uređaja, a uloga pilota svodi se na njihovo praćenje, tada se upravljački sustav naziva automatskim. Većina modernih letjelica velikih brzina koristi poluautomatske i automatske sustave upravljanja.

Kompleks sustava i uređaja u zrakoplovu koji omogućavaju pilotu da aktivira komande zrakoplova radi promjene načina leta ili balansiranja zrakoplova u određenom načinu rada naziva se glavni sustav upravljanja zrakoplovom (elevator, kormilo, krilca, podesivi stabilizator).

Uređaji koji omogućuju upravljanje dodatnim elementima upravljanja (zakrilcima, letvicama, spojlerima) nazivaju se pomoćno upravljanje ili mehanizacija krila.

Glavni sustav upravljanja zrakoplovom uključuje:

a) komandne poluge, na koje pilot izravno utječe, primjenjujući na njih silu i pomičući ih;

b) upravljačko ožičenje koje povezuje komandne poluge s elementima glavnog upravljačkog sustava;

c) specijalni mehanizmi, automatski i pokretački uređaji.

Skretanjem upravljačkog stupa prema sebi ili od sebe, pilot ostvaruje uzdužno upravljanje zrakoplovom, tj. mijenja kut nagiba otklonom elevatora ili kontroliranog stabilizatora. Okretanjem upravljača udesno ili ulijevo pilot, skrećući krilca, ostvaruje bočnu kontrolu, naginjući letjelicu u željenom smjeru. Da bi skrenuo kormilo, pilot upravlja pedalama. Pedale se također koriste za upravljanje nosnim zupčanicima kada se zrakoplov kreće po zemlji.

Pilot je najvažnija karika u neautomatskim i poluautomatskim sustavima upravljanja. On percipira i obrađuje informacije o položaju zrakoplova, trenutnim preopterećenjima, položaju kormila, razvija rješenje i stvara upravljački učinak na upravljačke poluge.

Osnovna kontrola zrakoplova mora zadovoljiti sljedeće zahtjeve:

1. Prilikom upravljanja zrakoplovom, pokreti ruku i nogu pilota za otklanjanje upravljačkih poluga moraju odgovarati prirodnim refleksima osobe uz održavanje ravnoteže. Pilotov pomak komandne poluge u određenom smjeru treba izazvati željeno kretanje zrakoplova u istom smjeru.

2. Reakcija zrakoplova na otklon upravljačkih poluga trebala bi imati malo kašnjenje, određeno uvjetima stabilnosti upravljačke petlje pilot-zrakoplov.

3. Pri otklonu komandi (kormila, krilca i sl.) sile na komandnim polugama trebaju se glatko povećavati, biti usmjerene u smjeru suprotnom od kretanja komandnih poluga (spriječiti pilota da ih pomiče), a veličina sila treba biti u skladu s načinom leta zrakoplova. Potonji je neophodan kako bi se pilotu pružio "osjećaj kontrole"; zrakoplov, olakšavajući upravljanje zrakoplovom. Maksimalne sile na upravljačkim polugama moraju odgovarati fizičkim mogućnostima pilota.

4. Neovisnost djelovanja kormila mora biti osigurana: otklon, na primjer, elevatora ne bi trebao uzrokovati otklon krilaca, i obrnuto.

5. Kutovi otklona upravljačkih površina moraju osigurati sposobnost letenja zrakoplova u svim potrebnim režimima leta i slijetanja, te mora biti osigurana određena margina otklona kormila.

2.2. Konstruktivne značajke sustava upravljanja zrakoplovom

Glavni strukturni elementi upravljačkih sustava su komandne poluge, upravljačko ožičenje i razne jedinice (pojačivači, mehanizmi za punjenje itd.).

Upravljačko ožičenje dizajnirano je za prijenos sila s komandnih poluga na upravljačke površine. Upravljačko ožičenje može biti fleksibilno ili kruto.

R je.6.2. Shema rada trimera: 1 – električni mehanizam; 2 - trimer

Tijekom dugog leta zrakoplova sa skrenutim kormilom, trimeri se koriste za rasterećenje komandnih poluga, koje su dodatna upravljačka površina ugrađena na stražnjoj strani glavnog kormila. Trim ploče su otklonjene do kutova potrebnih za smanjenje napora na zahtjev pilota. To se osigurava posebnim mehaničkim ožičenjem od kokpita do trim ploča ili pomoću električnih mehanizama kojima se upravlja iz kokpita (vidi sliku 6.2.).

Skretanjem trimera u smjeru suprotnom od skretanja kola upravljača, opterećenje koje se prenosi na komandne poluge može se smanjiti na bilo koji mali iznos. Kompenzacijski moment trimera, koji se suprotstavlja momentu zgloba, nastaje zbog velikog kraka sile koja se primjenjuje na trimer, iako je sama sila mala.

Moment zgloba kola upravljača može se smanjiti korištenjem aerodinamičke kompenzacije, tj. stvarajući, uz pomoć aerodinamičke sile nosnog dijela kormila, moment suprotan momentu od sile repnog dijela (vidi sl. 6.3.). Najviše se koristi aksijalna aerodinamička kompenzacija - pomak osi rotacije kola upravljača od njegovog prednjeg ruba. Središte pritiska aerodinamičke sile kormila nalazi se na približno 1/3 njegove tetive. Ako se os rotacije kola upravljača približi liniji središta pritiska, tada će se poluga aerodinamičke sile smanjiti. Smanjenje poluge rezultira smanjenjem momenta zgloba kola upravljača i stoga smanjuje opterećenje upravljačke poluge.

Ponekad je aerodinamički kompenzator dio upravljačke površine, pomaknut prema naprijed samo na rubu upravljača, a ne cijelom dužinom (vidi sl. 6.4.). Ova vrsta aksijalne aerodinamičke kompenzacije naziva se kompenzacija rogova i koristi se na lakim zrakoplovima male brzine.

Na krilcima se također koristi takozvana unutarnja aerodinamička kompenzacija. Kompenzator se nalazi u prostoru iza poluge stražnjeg krila i povezan je s njim brtvljenom fleksibilnom pregradom. Razlika tlaka koja djeluje na kompenzator stvara željeni učinak. Unutarnji kompenzator ne ide u protok i ne povećava otpor.

Shema servo kompenzatora (fletner): 1 – kormilar;

2 – upravljač; 3 - servo kompenzator

Zajedno s aksijalnom kompenzacijom koriste se servo kompenzatori (ili ravnalice). Princip rada sličan je trimeru. U isto vrijeme postoji značajna razlika između njih. Ako se trimer skreće samo pilotovim naredbama, a otklon kormila ne uzrokuje rotaciju trimera, tada se servo kompenzator, pomoću mehanizma s četiri veze, uvijek otklanja u smjeru suprotnom od otklona glavnog kormila. Ponekad se koriste trimeri - flettneri su ravnalice čija se duljina krute šipke može mijenjati električnim putem, te stoga mogu raditi i kao trimer i kao servo kompenzator.

Vjeruje se da snažna aerodinamička kompenzacija i stoga ručna kontrola, t.j. upravljanje zrakoplovom bez pojačala moguće je samo pri brzinama leta koje odgovaraju Machovom broju ne većem od 0,9. Stoga upravljački sustav letjelice velike brzine uključuje posebne mehanizme i pogone za prevladavanje ovih poteškoća.

Na teškim zrakoplovima kojima se ne može manevrirati s velikim rasponom operativnih usmjeravanja i visokom mehanizacijom krila, neophodan je diskretno podesivi stabilizator ili stabilizator koji se može podešavati kako bi se osiguralo balansiranje. Diskretno podesivi stabilizator je podesivi stabilizator koji se skreće od strane pilota ili automatski do fiksnih kutova. Stabilizator koji se može podesiti koristi se za uzdužno balansiranje zrakoplova i smanjenje pritiska na kontrolnu polugu. Takav stabilizator pilot skreće unutar radnog raspona pritiskom na posebnu tipku za upravljanje. Brzina otklona trimable stabilizatora je mala: 0,3-0,5 stupnjeva/s. Korištenje stabilizatora koji se može podešavati za balansiranje zrakoplova omogućuje, u svim režimima leta, korištenje cijelog raspona mogućih kutova otklona elevatora za manevriranje i suzbijanje smetnji, čime se povećava sigurnost leta i proširuju operativne mogućnosti zrakoplova. Kao rezultat toga, ova shema upravljanja uzdužnim kretanjem postala je najraširenija na putničkim zrakoplovima.

2.3. Poluge za upravljanje zrakoplovom

Na suvremenim zrakoplovima civilnog zrakoplovstva komande su podijeljene u dvije skupine - ručne i nožne.

Ručno upravljanje koristi se za utjecaj na krilca i elevator (vidi sl. 6.6.). Upravljačka poluga u sustavima upravljanja srednjih i teških zrakoplova je upravljački stup. Za lake zrakoplove može se koristiti ručka.

Pomicanje kormila ulijevo (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu) rezultirat će lijevom obalom. Sukladno tome, okretanje upravljača udesno (u smjeru kazaljke na satu) uzrokovat će desno okretanje.

";Dača preuzmi kormilo od sebe"; uzrokovat će spuštanje i zaranjanje zrakoplova. I obrnuto, kada pomičete upravljač "prema" avion će se podići i nagnuti. Bez obzira na specifičan dizajn svih zrakoplova, određeni pokret jarma ili štapa uzrokovat će da se zrakoplov razvija na isti način.

Nožna komanda je dizajnirana za upravljanje kormilom. ";Dača desne noge"; naprijed će dovesti do desnog skretanja.

Dakle, dizajn upravljanja osigurava da promjene položaja zrakoplova u prostoru odgovaraju prirodnim ljudskim refleksima.

Na srednjim i teškim zrakoplovima ugrađene su dvostruke komandne poluge za dva pilota: lijevo i desno. Na dugom letu, u teškim uvjetima, jedan pilot će biti preopterećen. Osim toga, ako se jedan od njih iz nekog razloga (na primjer, bolest) ne može kontrolirati, drugi će ga zamijeniti. Komandne poluge su konstrukcijski povezane jedna s drugom, njihovi pokreti su apsolutno sinkroni i imaju isti učinak na upravljačke površine.

Maksimalne sile na upravljačkim polugama koje su potrebne za upravljanje zrakoplovom ne bi trebale premašiti apsolutnu vrijednost:

35 kgf - u uzdužnoj kontroli;

20 kgf - u poprečnoj kontroli;

70 kgf - u kontroli staze.

U dugotrajnim režimima leta zrakoplov je uravnotežen u pogledu sila. Maksimalne kratkotrajne (ne više od 30 s) sile na upravljačkim polugama koje su potrebne za upravljanje zrakoplovom u slučaju malo vjerojatnih kvarova ne bi trebale premašiti:

50 kgf - u uzdužnoj kontroli;

30 kgf - u poprečnoj kontroli;

90 kgf - u kontroli staze.

Sila se može smanjiti korištenjem aerodinamičke kompenzacije, kao što su trim ploče. Međutim, u sustavu upravljanja mogu se pojaviti značajne sile koje premašuju mogućnosti ljudskog tijela. U tim slučajevima pojačala su uključena u sustav upravljanja. Na primjer, hidraulički. To je posebno potrebno za nadzvučne letjelice, koje doživljavaju značajne sile pri probijanju zvučnog zida.

Pojačala ugrađena u upravljački sustav nazivaju se pojačala. Pojačivači su smješteni što je moguće bliže upravljačkim površinama kako bi se smanjila duljina i težina strukturnih elemenata upravljačkog kruga. Upravljanje pojačalom obično se dijeli na dvije sheme: reverzibilnu i nepovratnu. U reverzibilnoj shemi, sile na upravljačkim polugama proporcionalne su veličini zglobnog momenta upravljačke površine. U ovom slučaju, većinu sile percipira booster, a samo mali dio sile potrebne za otklon kormila prenosi se na upravljačku polugu. U nepovratnom krugu, svu silu potrebnu za skretanje upravljačke površine stvara pojačivač. Ovdje pilot neće osjetiti nikakvu silu na upravljačkim ručicama i neće osjetiti promjenu načina leta zbog opterećenja upravljačke poluge. Smatra se prirodnim da se upravljačka ručka opire pomicanju. Da bi se stvorio takav učinak, utovarivači različitih dizajna nalaze se u nepovratnim krugovima.

U dizajnu modernih zrakoplova, kada su zahtjevi za učinkovitošću leta nemjerljivo porasli, izravna kontrola leta korištenjem snage mišića pilota ne može osigurati odabir najpovoljnijeg načina rada u svakom trenutku. Promjenjivi uvjeti (smjer vjetra, strujanja zraka uzlazno i ​​spušteno, klimatske promjene) zahtijevaju trenutno donošenje odluka i odgovarajuće djelovanje, posebno u uvjetima letenja velikim brzinama. To može učiniti samo računalo velike brzine. Stoga se na modernim zrakoplovima ugrađuju automatizirani sustavi upravljanja. Glavne komponente takvih sustava su autopiloti kojima upravljaju ugrađena računala. Dizajneri rješavaju problem osiguravanja dovoljne pouzdanosti upravljačkih sustava stvaranjem dva ili tri neovisna upravljačka sustava za jedinicu. Ako jedan od sustava zakaže, drugi stupa na snagu i tako dalje. U sustavima upravljanja zrakoplovom nove generacije ne koristi se mehanički prijenos napora pilota na kontrolne površine; krilca i kormila su povezani s aktuatorima (na primjer, upravljačkim jedinicama), kojima pilot upravlja daljinski pomoću električnih signala.

2.3.1. Upravljačko ožičenje

Upravljačko ožičenje povezuje komandne poluge izravno s upravljačima ili servo upravljačem. Na njega su spojeni aktuatori sustava automatskog upravljanja. Konstrukcija upravljačkog ožičenja može biti fleksibilna, kruta ili mješovita.

Fleksibilno ožičenje sastoji se od kabela, valjaka, klackalica, sektora i drugih dijelova. U ovom slučaju, sve sile u sustavu upravljanja prenose se pomoću kabela - čeličnih užadi upletenih od žica. U konstrukciji zrakoplova koriste se jaki, fleksibilni kabeli s dugim vijekom trajanja i ne podložni koroziji. Prije ugradnje u zrakoplov kabel se prednateže pod opterećenjem od oko 50% prekidnog opterećenja. To je učinjeno kako bi se izbjeglo izvlačenje kabela tijekom rada. Povlačenje kabela zbog vlačnih sila tijekom rada može dovesti do slabljenja kabela i poremećaja upravljanja zrakoplovom.

Kabel se rasteže tijekom rada pod opterećenjem i zahtijeva pažljivu njegu, nadzor i zamjenu zbog istrošenosti. Zbog različitog toplinskog istezanja čelične užadi i legirane strukture zrakoplova dodatno je opterećena fleksibilna instalacija. Potrebno je ugraditi elemente za automatsku kontrolu napetosti sajle.

Kako bi se osigurala dovoljna trajnost kabela, poželjno je da sile koje djeluju u kabelu pri upravljanju zrakoplovom ne budu veće od 10% sile koja uništava kabel.

Kabeli se protežu duž okvira zrakoplova, napuštajući ili ulazeći u kabinu pod tlakom. Kako bi se osigurala nepropusnost na mjestima gdje kabel prolazi kroz pregrade, postavljaju se hermetičke brtve različitih izvedbi.

Kruto ožičenje sastoji se od šipki, klackalica, poluga, osovina, vodilica i nosača. Budući da šipke mogu raditi u napetosti i kompresiji, jedna linija šipki dovoljna je za osiguranje kontrole (tj. kruto ožičenje je jednožično).

U sustavu upravljanja postoje slučajevi kada se kontrolne površine moraju otkloniti pod različitim kutovima. Na primjer, elevator i krilca moraju biti otklonjeni pod različitim kutovima gore i dolje, budući da se pri njihovom otklonu djelovanjem strujanja zraka stvaraju različite sile. Shema upravljanja u kojoj otklon komandnih poluga za isti kut u različitim smjerovima dovodi do nejednakih otklona upravljačkih površina naziva se diferencijal.

U praksi se, kako bi se nadoknadili nedostaci oba sustava, najčešće koristi mješovito upravljačko ožičenje u obliku kombinacije krutog i fleksibilnog ožičenja.

Važan uređaj u sustavu upravljačkog ožičenja na modernim zrakoplovima je izlaz šipki i kabela iz kabina i odjeljaka pod tlakom. To se obično radi pomoću posebnih brtvenih kutija, u kojima se translacijsko kretanje šipki pretvara u rotacijsko kretanje pomoću klackalica, a rotirajuće osovine se lako brtve pomoću prstenastih brtvi.

Ako zrakoplov ima uređaj za zaključavanje kormila i krilca kada je parkiran na tlu, konstrukcija uključuje posebne mehanizme koji sprječavaju polijetanje zrakoplova sa zaključanim kormilima i krilcem. Ako se koriste vanjski uređaji za zaključavanje (stezaljke), morate osigurati da su uklonjeni prije polijetanja zrakoplova. Na zrakoplovima s nepovratnim booster upravljanjem, prigušivanje upravljačkih površina tijekom smetnji vjetra u mirovanju osiguravaju pogonski pogoni.

Kako se brzine leta povećavaju, sile potrebne za otklon upravljačkih površina brzo rastu. Pilot koji upravlja zrakoplovom s izravnim, neautomatskim upravljanjem to primjećuje po značajnom povećanju napora potrebnog za otklon upravljačkih poluga. Pri velikim brzinama i visinama, kutovi otklona kormila potrebni za uravnoteženje zrakoplova značajno se mijenjaju. Povećanjem brzine leta smanjuju se, a povećanjem visine leta povećavaju.U sustav upravljanja letjelice velike brzine ulaze hidraulički pojačivači, koji su hidraulički servo sustav. Hidraulički pojačivač sastoji se od aktuatora - pogonskog cilindra dvostrukog djelovanja i razvodnog, servo mehanizma, najčešće kalemnog tipa. Skretanjem komandnih poluga pilot djeluje na kalem koji je s njima povezan kontrolnom žicom, a za otklon je potreban mali napor. Kalem distribuira protok tekućine koja se dovodi pod visokim pritiskom, usmjeravajući ga u jednu ili drugu šupljinu cilindra snage. Radni hod kalema potreban za premošćivanje tekućine obično je vrlo mali i mjeri se u nekoliko milimetara. Stoga, gotovo odmah nakon što pilot počne pomicati komandnu polugu, počinje se pomicati i upravljačka poluga servo upravljača. Pogonska šipka pogonskog cilindra, izravno ili kroz međuelemente ožičenja, skreće upravljačku površinu, koju služi ovaj hidraulički pojačivač.

2.3.2. Zaključavanje kormila i krilaca

Kada su parkirani na tlu, kormila i krilca su zaključani kako bi se spriječile njihove vibracije od opterećenja vjetrom.

Najčešće se za zaključavanje kormila i krilaca koristi izravni mehanički sustav upravljanja ili elektromehanički sustav daljinskog upravljanja, koji završava reverzibilnim elektromotorima s mehanizmom za zaključavanje.

Načelo rada sustava za zaključavanje svedeno je na stiskanje kormila i krilaca u odnosu na konstrukciju zrakoplova. U tu svrhu upravljači (elementi upravljačkog ožičenja) imaju utičnice u koje se postavljaju graničnici mehanizma. Kormilo i krilca su blokirani u neutralnom položaju ili u položaju na desnom boku, a elevator je u donjem položaju, što smanjuje moment propinjanja pri jakom vjetru i štiti od spontanog blokiranja u letu. Mehanizam za zaključavanje, zahvaljujući konusu vrha i dodatnoj opruzi, omogućuje vam da kontrolnu ručicu postavite u položaj "Zaključano". bez obzira na položaj kormila i krilaca. Naknadno pomicanje kormila i krilaca dovodi do samoblokiranja.

Tijekom upozorenja na oluju, kormila i krilca se zaključavaju stezaljkama. Na nekim zrakoplovima s booster kontrolnim sustavom, kormila i krilca se automatski zaključavaju aktuatorima za upravljanje.

2.4. Namjena i sastav pomoćnog upravljanja zrakoplovom

Pomoćni upravljački sustavi mnogo su jednostavniji od glavnog sustava, oni uključuju samo dio njegovih jedinica. Obično su to upravljačke poluge, ožičenje i aktuatori koje pokreću hidraulični, električni, pneumatski ili mehanički uređaji.

Rad svih elemenata mehanizacije krila (zakrilca, letvica i spojlera) temelji se na upravljanju graničnim slojem na površini krila i promjeni zakrivljenosti profila krila. Mehanizacija krila omogućuje poboljšanje polijetanja, slijetanja i manevriranja zrakoplova, povećava njegovu nosivost i povećava sigurnost leta.

Elementi mehanizacije prednjeg dijela krila su rotirajuće čarape, letvice, nosni zakrilci i Krugerovi zakrilci.

Elementi mehanizacije stražnjeg dijela krila su rotirajući zakrilci, prorezni zakrilci (bez produžetka, uvlačeći jedno-, dvo-, troprorezni), Fowler zakrilca, rotirajući i klizni (uvlačivi) zakrilci.

Učinkovitost elemenata mehanizacije krila ovisi o relativnoj veličini, obliku i položaju u odnosu na glavni dio krila.

Elementi mehanizacije prednjeg dijela krila osiguravaju eliminaciju zastoja na krilu pri velikim napadnim kutovima zrakoplova. Najučinkovitiji elementi mehanizacije prednjeg ruba su letvice.

Sheme mehanizacije prednjeg dijela krila: 1 – rotirajuće čarape; 2 – nosni štit; 3 – Krugerov štit; 4 – letvica. Sheme mehanizacije stražnjeg dijela krila: 1 – kočna lamela; 2 – okretni štit; 3 – klizni štit; 4 – rotirajući poklopac; 5 – prorezna rotacijska klapna; 6 – uvlačiva rotacijska klapna;

7 – Fowlerov režanj; 8 – režanj s dva proreza; 9 – dvostruki prorez u kombinaciji s presretačem; 10 – klapna s tri proreza.

Najučinkovitiji i najčešći elementi mehanizacije stražnjeg dijela krila su prorezi koji se uvlače (oni povećavaju zakrivljenost i površinu nosive površine).

Spojleri (presretači) su aerodinamičke komande zrakoplova, izrađene u obliku zakrilca, u radnom položaju strše iznad površine krila pod kutom prema nadolazećem toku. Spojleri su ugrađeni na gornju površinu krila i u radnom položaju smanjuju njegov uzgon; koriste se na desnom ili lijevom krilu kao bočni upravljački element (zajedno s krilcima), a kada se otpuste istovremeno na desnom i lijevom krilu kao prigušivači uzgona u letu ili zakrilca kočnice pri vožnji po tlu.

U slučaju kvarova u sustavu upravljanja krilcima, spojleri koji rade u načinu rada krilaca služe kao rezervna opcija za kontrolu prevrtanja. Prednost spojlera u odnosu na druge komande (primjerice, krilca) je u tome što se ugrađuju u dio krila u kojem stražnji rub služi za smještaj zakrilaca.

tema: SUSTAVI UPRAVLJANJA ZRAKOPLOVIMA, ELEMENTI CS. NAMJENA I DIJAGRAMI UKLJUČIVANJA POJAČALA U CS, VRSTE POJAČALA. AUTOMATIZACIJA U SUSTAVU UPRAVLJANJA.

Plan

1. 
   Vrste i namjena sustava upravljanja.
2. 
   Zahtjevi za sustav upravljanja...
3. 
   Upravljačka i zapovjedna mjesta.

4. Elementi sustava upravljanja, namjena i sklopovi za spajanje pojačala na sustav upravljanja, vrste automatskih pojačala u sustavu upravljanja.

Vrste i namjena sustava upravljanja.

Sustavi upravljanja zrakoplovom mogu se podijeliti na:

• 
  glavni upravljački sustav, dizajniran uglavnom za promjenu putanje zrakoplova, njegovo uravnoteženje i stabilizaciju u određenim uvjetima leta;
• 
  dodatni sustavi upravljanja dizajnirani za upravljanje motorima, stajnim trapom, zakrilcima, kočnim zakrilcima, usisnicima zraka, mlaznicom itd.

O ovim sustavima upravljanja raspravlja se u posebnim kolegijima kada se proučavaju pogonska postrojenja i energetski sustavi zrakoplova kao izvori energije za izvlačenje i uvlačenje stajnog trapa, zakrilaca itd. Stoga je u nastavku, radi pojednostavljenja prezentacije, pojam „sustav upravljanja zrakoplovom“ odnosit će se samo na glavni upravljački sustav.

Upravljački sustav suvremenog zrakoplova je skup elektroničkih računalnih, električnih, hidrauličkih i mehaničkih uređaja koji omogućuju rješavanje sljedećih zadataka:

• 
  upravljanje zrakoplovom (mijenjanje putanje leta) od strane pilota u neautomatskom i poluautomatskom načinu rada;
• 
  automatsko upravljanje zrakoplovom u načinima i fazama leta predviđenim tehničkim specifikacijama;
• 
  stvaranje dovoljne snage za skretanje kontrola;
• 
  implementacija na zrakoplov potrebnih (specificiranih) karakteristika stabilnosti i upravljivosti zrakoplova;
• 
  stabilizacija uspostavljenih načina leta;
• 
  povećanje sigurnosti leta pravodobnim obavještavanjem posade o pristupu opasnim (u smislu brzine, visine, preopterećenja, kutova napada, klizanja i prevrtanja i drugih parametara) načinima leta i izdavanjem naredbi za odbijanje kontrola koje sprječavaju ulazak u te načine.

Da biste promijenili putanju zrakoplova u letu, morate promijeniti sile i momente koji djeluju na njega. Proces promjene sila i momenata koji djeluju na zrakoplov, a nastaju otklonom komandi u letu, naziva se proces upravljanja. Ovisno o stupnju sudjelovanja čovjeka u procesu upravljanja sustavi upravljanja mogu biti neautomatski, poluautomatski, automatski i kombinirani. Izravno upravljanje zrakoplovom od strane pilota u neautomatskom načinu rada preporučljivo je samo na zrakoplovima s malim podzvučnim brzinama leta. U svim ostalim slučajevima, prisutnost pilota (navigatora) u zrakoplovu omogućuje učinkovitiju upotrebu zrakoplova u brzo promjenjivom, nepredvidivom zračnom okruženju, kada automatsko upravljanje zrakoplovom, s jedne strane, omogućuje posadi da obratiti više pozornosti na razvoj uvjeta leta, a s druge strane, posada može pravovremeno uočiti i otkloniti kvarove u sustavu automatskog upravljanja i odstupanja od normalnog režima leta. Sve to pomaže u poboljšanju sigurnosti leta.

Zahtjevi sustava upravljanja. Upravljački sustav mora osigurati, u određenim granicama, vrijednosti karakteristika upravljivosti i stabilnosti zrakoplova, ovisno o njegovom tipu, težinskoj kategoriji i rasponu brzine, kako bi zrakoplov mogao obavljati sve zadatke koje zahtijeva njegova namjena u zadanim uvjetima rada. . Ovaj temeljni zahtjev (naveden u posebnim regulatornim dokumentima) mora biti zadovoljen uz zahtjeve zajedničke za sve dijelove i sklopove zrakoplova: minimalna masa sustava, visoka pouzdanost i sigurnost leta te sposobnost preživljavanja. jednostavnost pregleda, rada i popravka. Posebni zahtjevi za sustav upravljanja:

• 
  Kutovi otklona komandi moraju omogućiti, uz određenu marginu, mogućnost leta u svim potrebnim načinima leta i polijetanja i slijetanja (gore 20...35°, dolje 15...20°, 20...30° u oba smjera, krilca gore 15...30°, dolje 10...20°, veće vrijednosti kuta vrijede za manevarske zrakoplove, manje kutove za nemanevabilne). Krajnji položaji komandi moraju biti ograničeni graničnicima koji mogu izdržati projektirana opterećenja;
• 
  deformacija trupa, krila, pramena i mehaničkog upravljačkog ožičenja ne bi trebala dovesti do smanjenja najvećih mogućih kutova otklona kontrola i njihove učinkovitosti ili uzrokovati čak i kratkotrajno ometanje upravljačkog sustava;
• 
  veličina maksimalnih kratkotrajnih sila na upravljačkoj opremi koja je potrebna za upravljanje zrakoplovom ovisi o vrsti i težini zrakoplova i ne bi trebala prelaziti 500...600 N u uzdužnom upravljanju, 300...350 N u bočnom upravljanju , 900...1050 N - u upravljanju stazom. Sile na rasklopnom uređaju trebaju se glatko povećavati i biti usmjerene u smjeru suprotnom od kretanja rasklopnog uređaja. U dugotrajnim režimima leta zrakoplov mora biti uravnotežen ne samo u pogledu okretnih momenta, već i u smislu sila na pogonski sustav;
• 
  Kontrolni sustav mora raditi glatko, bez ometanja, samooscilacija i opasnih vibracija koje ugrožavaju snagu i (ili) kompliciraju pilotiranje. Ne bi trebalo biti zazora u ožičenju upravljačkog sustava;
• 
  Postavljanje štapnih mehanizama, kabela i drugih dijelova upravljačkog sustava mora isključiti mogućnost njihovog dodira s drugim dijelovima, trenja pokretnih dijelova upravljačkog sustava o konstrukcijske elemente zrakoplova, oštećenja ili zaglavljenja tijekom rada (po teret, putnici, itd.). Sile trenja u upravljačkim ožičenjima, koje se prenose na upravljačku jedinicu, također ovise o vrsti i težini zrakoplova i ne bi trebale prelaziti 30..70N. Za velike vrijednosti ovih sila, potrebno je osigurati kompenzatore sile trenja u upravljačkom sustavu kako bi se ovo opterećenje uklonilo iz sklopnog uređaja;
• 
  moraju se poduzeti mjere za sprječavanje mogućnosti odspajanja mehaničkih upravljačkih elemenata ožičenja, de-energizacije ili smanjenja tlaka u energetskim dijelovima sustava;
• 
  treba osigurati redundanciju i dupliciranje glavnih vitalnih elemenata sustava upravljanja kako bi se povećala njegova pouzdanost;
• 
  kako bi se osigurala visoka sigurnost leta, potrebno je da sustav upravljanja uključuje uređaje koji sprječavaju ulazak zrakoplova u opasne režime leta i odmah signaliziraju približavanje takvim režimima;
• 
  mora biti onemogućeno da strani predmeti uđu u kontrolni sustav;
• 
  mora se osigurati neovisnost djelovanja kontrola nagiba i nagiba kada se ručica ili upravljač skrene.

Upravljački sustav suvremenog zrakoplova, bez obzira na stupanj složenosti i zasićenosti automatizacijom i pogonima, uključuje komande smještene na krilu i repu, zapovjedna mjesta s komandnim polugama smještenim u kokpitu, te upravljačku instalaciju koja povezuje komandne poluge kao glavne i obvezni elementi te ostali elementi sustava upravljanja s kontrolama.

Kontrole.

Uređaji pomoću kojih se u procesu upravljanja zrakoplovom stvaraju za to potrebne sile i momenti nazivaju se komandama. Njihovo odstupanje uzrokuje neravnotežu aerodinamičkih sila i momenata, što rezultira rotacijom zrakoplova kutnim brzinama w(x,y,z) u odnosu na pripadajući sustav osi OXYZ i promjenom trajektorije gibanja, odnosno, obrnuto, uravnoteženjem. (stabilizacija) zrakoplova pri zadanim načinima leta . Dakle, otklon kontrola osigurava:

• 
  upravljivost poprečno u odnosu na os OX (krilca, letci, elevoni, spojleri, diferencijalno otklonjene polovice središnjeg hidrauličkog sustava);
• 
  uzdužna upravljivost u odnosu na OZ (RV, elevoni, itd.);
• 
  upravljivost staze u odnosu na os OU (LV, CPGO).

Na mnogim suvremenim zrakoplovima, posebno lakim manevarskim, za stvaranje vertikalnih i bočnih upravljačkih sila koje mijenjaju putanju leta zrakoplova uz izravnu kontrolu uzgona i bočnih sila, zakrilca i zakrilca mogu se koristiti kao komande, sinkrono otklonjene na spojlerima obje konzole krila , rotirajući prednji GO, adaptivno krilo, posebne dodatne okomite površine itd.

Zapovjedno-kontrolna mjesta

Zapovjedno-kontrolna mjesta sastoje se od upravljačkih poluga i elemenata za njihovu montažu u pilotskoj kabini. Upravljačke poluge su uređaji preko kojih (pri otklonu) pilot unosi upravljačke signale u upravljački sustav i distribuira ih.

Ručni kontrolni stupovi.Upravljačka palica koristi se za upravljanje elevatorom (CPGO) i krilcima (presretačima) uglavnom manevriranih zrakoplova i poluga je s dva stupnja slobode. Zglobno pričvršćivanje donjeg dijela ručke na osovinu ili na osovinu i zglobno pričvršćivanje samih osovina na pod kabine omogućuje vam da otklonite ručku: "prema sebi" do 400 mm i "od vas" gore do 180 mm pri upravljanju elevatorom (CPGO) i "desno-lijevo" do 200 mm pri upravljanju krilcima.

Riža. 22. 2. Elementi ožičenja upravljačkog kabela.

Neovisnost upravljanja u uzdužnim i poprečnim kanalima u bilo kojoj od kinematičkih shema ugradnje ručke postiže se ispunjavanjem određenih uvjeta.

Upravljanje upravljačem - upravljački stupovi služe za upravljanje zrakoplovom neupravljivih zrakoplova otklonom upravljačkog stupa "daleko" i "prema" i krilicama - okretanjem upravljača "lijevo-desno". Upravljač se nalazi u kokpitu iznad koljena pilota i ne zahtijeva toliko prostora između nogu pilota kao komandna palica pri upravljanju zrakoplovom. Sve to omogućuje, kada se koristi kormilo, da se smanji udaljenost između papučica nožne kontrole i pojednostavi raspored kokpita.

Razmotrimo prilično tipičan upravljač zrakoplova Tu-134. Upravljački stup sastoji se od upravljača, lijevane glave, duraluminijske cijevi, lijevanog koljena i sektorske klackalice. Glava s kugličnim ležajem ima slobodno rotirajuću čeličnu os. Na svom kraju na

Kontrolni kotač krilca je pričvršćen za ključeve. Osiguran je od pomicanja duž osi s obje strane maticama navrnutim na vanjski navoj osi. Na istoj osi na ključevima je pričvršćen lančanik kroz koji je provučen nazubljeni lanac. Kabeli su pričvršćeni na račvaste krajeve lanca, spuštajući se unutar cijevi stupa u koljeno, gdje su pričvršćeni za klackalicu sektora.

Zapovjedna mjesta nožne kontrolepredstavljaju različite mehanizme koji se koriste za ugradnju LV upravljačkih papučica. Postoje pedale postavljene na mehanizam poluga-paralelogram, pedale za ljuljanje s gornjom i donjom osi rotacije te klizne pedale. Poluga-paralelogramski mehanizam sastoji se od cjevaste poluge i šipke, učvršćene u sredini na okomitoj osi u nosaču za pričvršćivanje mehanizma pedale na pod kabine. Na donjem kraju osovine nalazi se upravljačka poluga NN. Nosači pedala s papučicama i bravicama za podešavanje pedala prema visini pilota, pričvršćeni na vijcima na krajevima poluge i šipke, zajedno s njima čine paralelogramski mehanizam. Ovo osigurava kretanje pedala prema naprijed (bez njihove rotacije) pri upravljanju lansirnom raketom.

Nožni upravljački stupovi s pedalama za klackanje s gornje i donje stranesjekire. Stub s gornjom osi rotacije pedalnog mehanizma s nosačima pedala montiranim na osi postavljen je na lijevane konzolne nosače postavljene na podu kabine. Ovjes pedale sastoji se od dva utisnuta duraluminijska izvoda povezana na vrhu osovinom, a na dnu cijevi na koju je zglobno pričvršćena lijevana papučica. Ovjesi s pedalama slobodno se okreću oko osi na ležajevima u vodovima. Mehanizam za zaključavanje s ručkom montiran je unutar donje cijevi, povezujući ovjes s jednom od šest rupa u klackalici sektora. Time se osigurava prilagodba pedala visini pilota i pretvaranje otklona pedala u rotaciju vertikalne poluge tri kraka klackalice za upravljanje lansirnom raketom.

Nožne komande s kliznim pedalamazahtijevaju posebnu platformu s cijevima za vođenje za pomicanje kolica s osloncima za noge na pedalama duž njih. Kretanje kolica mora biti sinkronizirano kabelima. Kabeli kroz sektor moraju biti spojeni na NN upravljačku šipku ili korišteni kao kontrolno ožičenje za NN. Rezultat je složena, glomazna naprava koju je teško sastaviti u kokpitu. Stoga su nožni upravljački stupovi s kliznim pedalama korišteni izuzetno rijetko.

Elementi su, namjena i sklopovi za spajanje pojaala na su, vrste pojaala. automatizacija u sustavu upravljanja.

Izvor energije za isključivanje upravljanja u ovom sustavu ostala je mišićna snaga pilota ili sila kormilarskih strojeva (RM) stroja. Upravljanje zrakoplovom vrši se s kormilarskog stupa pomoću kabelskih žica položenih na valjke s obje strane trupa i šipki do zrakoplova. U stražnjem dijelu trupa s lijeve strane daske nalazi se automatski stroj (AP) RM koji je kablovima povezan s upravljačkom žicom RM. Krilicama se upravlja s upravljača. Upravljanje lansirnim vozilom ----«---- od pedala, koje su preko osovine ispod pilotske kabine bile spojene sajlama u valjcima za vođenje na desnoj strani trupa s klackalicom i šipkom na lansirno vozilo u stražnji dio trupa. LV i trim krilca se isključuju korištenjem električnog mehanizma upravljanog fly-by-wire. Automatski stroj osigurava stabilizaciju zrakoplova na načinima leta koje je odredio pilot i koristi se tijekom bombardiranja.

Hidraulički pojačivači u sustavu upravljanja

S povećanjem Msh, postajalo je sve teže kontrolirati ručno korištenjem samo mišićne snage i konačno je postalo gotovo nemoguće. Uvođenje GI-a u sustav upravljanja olakšano je potrebom za poboljšanjem karakteristika stabilnosti i upravljivosti zrakoplova; automatizacija sustava upravljanja za te svrhe također nije zahtijevala upotrebu hidrauličkih ili elektromehaničkih pojačala snage.

Riža. 22.3. Shematski dijagram dizajna GU. Automatizacija u sustavu upravljanja s elektranom spojenom u nepovratni krug.

NADZOR ZRAKOPLOVOM TU-134

Krajnje, usmjereno i bočno upravljanje zrakoplovom se vrši pomoću zamašnjaka, lansirnog vozila, elerona i spojlera.Zamašnjak i eleroni se pokreću ručno pomoću komandnih stupova i upravljača. Lansirnim vozilom upravlja se pomoću jednokomornog GU-SU zrakoplova IL-86. Kontrolu visine provode RV i ST. RV-om se upravlja pomoću dva stupa upravljača koja su međusobno povezana i s glavnom jedinicom RV-a mehaničkim ožičenjem. GO su uključeni na nepovratan način.

U sustavu upravljanja NN, koji se sastoji od dva dijela, od kojih svaki kontrolira tri GU pedale, RM AP, vijčani mehanizmi ZM, MTE, klackalica za centriranje opruge, mehanizam za ograničavanje hoda pedala s električnim pogonom.

Za razliku od jedinica uključenih u uzdužni kontrolni kanal, LV sustav upravljanja također uključuje prigušivač skretanja radi poboljšanja bočne stabilnosti zrakoplova.

Kontrola prevrtanjaizvedeno pomoću krilaca i spojlera. Kormila oba pilota su mehaničkim ožičenjem povezana međusobno i s upravljačkim jedinicama elerona i spojlera. Upravljačke šipke (tri po krilcu i jedna kontrolna šipka po spojleru) pričvršćene su izravno na dio krilca i spojlera. Unutarnji dijelovi spojlera (po tri na svakom krilu) mogu se koristiti kao zračne kočnice i prigušivači podizanja tijekom vožnje, a njima se upravlja putem mehanizma za miješanje i s upravljača i s posebne poluge ugrađene u kokpit.

Elevon kontrola.Na zrakoplovima bez GO, izrađenim prema shemi "bez repa", bočna i uzdužna kontrola provodi se pomoću elevona koji se nalaze umjesto krilaca..

Prilikom pomicanja ručke prema naprijed, elevonski potisnici moraju biti isključeni na obje konzole krila ispod. Prilikom pomicanja palice lijevo-desno, elevoni su onemogućeni kao i krilca.

Daljnji razvoj sustava upravljanjamože biti povezano sa smanjenjem granice statičke stabilnosti zrakoplova, što osigurava povećanje njegove aerodinamičke kvalitete zbog smanjenja gubitaka za uravnoteženje zrakoplova i dobitka na težini zbog smanjenja površine i mase zrakoplova . Međutim, to će zahtijevati uvođenje strojeva za uzdužnu stabilnost u sustav upravljanja. Obećavajući je prijelaz na fly-by-wire kontrolu, zasićenu računalima s visokim stupnjem redundancije, s bočnim upravljačkim palicama umjesto tradicionalnih stupova upravljača.

Automatizacija u sustavu upravljanjauključuje gore navedene uređaje (RAU), čija je glavna svrha poboljšati stabilnost i upravljivost zrakoplova u letu bez intervencije pilota.

Mehanizmi (automatski strojevi) za promjenu prijenosnih omjera od upravljača do upravljačkih poluga (RC) i od CM do RU mogu se izvesti u obliku raznih varijanti prijenosnih mehanizama ili automatskih strojeva.

AGC - sustavi automatskog upravljanja. Oni reagiraju ne samo na promjene u načinu leta - pritisak brzine i visinu leta H, već i na poravnanje zrakoplova Xt. ZM - mehanizmi za opterećenje pri korištenju GI-ova uključenih u sustav upravljanja prema nepovratnoj shemi služe za simulaciju aerodinamičkih opterećenja na upravljačkim polugama, mijenjajući silu na njih ovisno o veličini njihovog kretanja.

MTE - mehanizam s efektom trimera dizajniran je za rasterećenje mjenjača na kontrolnu ručicu. Pilot uključuje svoj električni mehanizam obrnutog djelovanja na jednoj od upravljačkih ploča.

RAU - upravljačka jedinica sastoji se od klizne šipke i elektroničkog mehanizma. kada je uključen, izlazna veza RAD-a se pomiče i duljina RAD-a se mijenja. Kada se RAD šipka pomiče, PG kalem se pomiče i kontrola PG šipke se isključuje.

Procijenjene veličine sila primijenjenih na upravljačke poluge

1270...2350N - za ručku, stup upravljača pri upravljanju radiom;

640...1270N - za ručku, upravljač pri upravljanju krilcima;

1760...2450N - za pedale pri upravljanju raketom za lansiranje.

Ključne riječi.

SU - upravljački sustav, RU - upravljačke poluge, glavni i dodatni sustav, upravljačka stanica, poluge, klackalice, pedale, sajle, pojačala, automatska kontrola, trimer efekt, RAU - upravljačka upravljačka jedinica, ARU - automatsko podešavanje upravljanja, ZM - utovarni mehanizam , MTE – mehanizam trimer efekta, GU – hidraulički pojačivač

Kontrolna pitanja.

1. 
   Koja je svrha sustava upravljanja zrakoplovom?
2. 
   Koji su zahtjevi za sustav upravljanja?
3. 
   Koliko vrsta upravljačkih sustava postoji u jednom zrakoplovu?
4. 
   Koje vrste kontrolnih šipki postoje?
5. 
   Što je kormilarnica i kako se dijeli?
6. 
   Recite nam nešto o upravljanju krilcima i elevatorima pojedine letjelice?
7. 
   Koje se procijenjene sile mogu primijeniti na upravljačke poluge?
8. 
   Što je automatsko upravljanje kako ga vi shvaćate?

Književnost – 2,5,10.

Predavanje br.23

tema: NENORMALNO PONAŠANJE NOSIVIH POVRŠINA

POJAM DIVERGENCIJE KRILA, FLETRA, REVERZIRANJA ELERONA, BUFTINGA.

Plan

1. 
   Aeroelastični fenomeni (AEP).
2. 
   Obrnute kontrole (ROC) i konstruktivne mjere za borbu protiv toga.
3. 
   Divergencija i mjere za njezino sprječavanje.
4. 
   Buffet i mjere za suzbijanje buffeta.
5. 
   Flater i antiflater mjere.

Aeroelastični fenomeni (AP)

AE nastaju u letu zbog elastičnosti i deformabilnosti dijelova zrakoplova pod utjecajem opterećenja. Kada se bilo koja jedinica konstrukcije zrakoplova deformira u letu, mijenjaju se aerodinamička opterećenja koja na nju djeluju, što dovodi do dodatnih deformacija konstrukcije i dodatnog povećanja opterećenja, što u konačnici može dovesti do gubitka statičke stabilnosti i uništenja konstrukcije (fenomen divergencije). Ako dodatne sile koje nastaju ovise samo o veličini deformacija i ne ovise o njihovim promjenama u vremenu, onda su one također posljedica međudjelovanja samo aerodinamičkih i elastičnih sila i odnose se na statičke aeroelastične pojave (obrnuto kretanje krilaca i kormila). , divergencija krila, repa, pilona itd.)

Pojave uzrokovane međudjelovanjem aerodinamičkih, elastičnih i inercijskih sila nazivaju se dinamičkim aeroelastičnim pojavama (lepršanje jedinica konstrukcije zrakoplova, udar i deformacija krila).

Veličina otklona i kuta uvijanja mogu se odrediti integracijom diferencijalnih jednadžbi elastične linije krila, koja se podudara s osnovom njegove krutosti i relativnog kuta uvijanja. Dakle, za ravno konzolno krilo, savijte se. i kr. m-nts u presjeku savijanja i torzijske krutosti u presjeku modula elastičnosti. Pri određivanju statističkih deformacija krila strele mora se uzeti u obzir da savijanje takvog krila dovodi do promjene presjeka krila usmjerenih duž strujanja.

Obrnute kontrole (ROC)

ROC je pojava gubitka učinkovitosti upravljanja i početka njihovog obrnutog djelovanja na zrakoplov, do koje može doći zbog uvijanja krila (w.c.) pod utjecajem aerodinamičkih sila koje nastaju otklonom krilca (kormila). Brzina leta pri kojoj komande ne stvaraju komandni moment, tj. njihova učinkovitost postaje nula, što se naziva kritična brzina unazad. Kada je vrijednost niža od brzine leta, krilca (kormila) se okreću.

Konstruktivne mjere za borbu protiv preokreta krilca.

Jedan od glavnih načina poboljšanja je povećanje torzijske krutosti krila. To se može postići povećanjem površine poprečnog presjeka kontura torzijskog krila. Ovdje je bolje koristiti materijale veće vrijednosti pri niskoj specifičnoj težini materijala.

Divergencija- to je pojava gubitka statističke stabilnosti (razaranja) krila, pera, pilona, ​​nosača motora i drugih dijelova konstrukcije zrakoplova u struji zraka, do koje može doći povećanjem kuta zakretanja pod utjecajem aerodinamičkih sila.

Riža. 23.1. Objasniti gubitak statičke stabilnosti krila (divergencija).

Konstruktivne mjere za borbu protiv divergencije

Manje osjetljiva na divergenciju su krila malih omjera širine i širine s takvom raspodjelom konstrukcijskog materijala duž konture poprečnog presjeka jedinice, pri kojoj Xzh -X F teži k = min, kao i zakretna krila s omjerom širine i visine >0, jer imaju manje c y a i kod savijanja se uvijaju da smanje napadni kut, što značajno povećava V cr.d. Sada upotreba CM na takvim krilima s određenom orijentacijom nosivih slojeva koji podižu donji prednji dio površine krila i time sprječavaju povećanje napadnog kuta krila pri savijanju prema gore, omogućuje nam uklanjanje ovog nedostatka .

Buffetperje- to su prisilne vibracije repa pod utjecajem poremećenog vrtložnog toka s prednjeg krila, nadgrađa na trupu i sl.

Mjere za suzbijanje buffetingasastoji se u poboljšanju aerodinamičkog oblika zrakoplova, smanjenju utjecaja smetnji jedinica na njihovim zglobovima i pomicanju repa izvan zone traga.

lepršati- to su samopobudne neprigušene oscilacije dijelova zrakoplova koje nastaju kao rezultat međudjelovanja aerodinamičkih, elastičnih i inercijskih sila. Sada, bez potvrde da je kritična brzina pri kojoj se pojavljuju različiti oblici lepršanja veća od maksimalne brzine zrakoplova, niti jedan zrakoplov ne može biti certificiran.

Ključne riječi.

Aeroelastični fenomeni, divergencija, revers, buffeting, flater.

Kontrolna pitanja

1. 
   Što su aeroelastični fenomeni?
2. 
   Što je obrnuto krilce?
3. 
   Što je divergencija?
4. 
   Što je buffeting i koje su mjere za njegovo sprječavanje?
5. 
   Što se zove laskanje i koje mjere postoje za borbu protiv toga?

Književnost – 3, 5, 6.

Zrakoplov je letjelica bez koje je danas nemoguće zamisliti kretanje ljudi i tereta na velikim udaljenostima. Razvoj dizajna suvremenog zrakoplova, kao i stvaranje njegovih pojedinačnih elemenata, čini se važnim i odgovornim zadatkom. Ovaj posao smiju obavljati samo visokokvalificirani inženjeri i specijalizirani stručnjaci, budući da će mala pogreška u izračunima ili proizvodni nedostatak dovesti do kobnih posljedica za pilote i putnike. Nije tajna da svaki zrakoplov ima trup, nosiva krila, pogonsku jedinicu, višesmjerni sustav upravljanja i uređaje za polijetanje i slijetanje.

Informacije predstavljene u nastavku o značajkama dizajna komponenti zrakoplova bit će zanimljive odraslima i djeci koji su uključeni u razvoj dizajna modela zrakoplova, kao i pojedinačnih elemenata.

Trup aviona

Glavni dio zrakoplova je trup. Na njega su pričvršćeni preostali strukturni elementi: krila, rep s perajama, stajni trap, a unutra se nalazi upravljačka kabina, tehničke komunikacije, putnici, teret i posada zrakoplova. Tijelo zrakoplova sastavljeno je od uzdužnih i poprečnih nosivih elemenata, nakon čega slijedi metalni omotač (u verzijama s lakim motorom - šperploča ili plastika).

Pri projektiranju trupa zrakoplova zahtjevi su u pogledu težine konstrukcije i maksimalnih karakteristika čvrstoće. To se može postići pomoću sljedećih načela:

1. Tijelo trupa zrakoplova izrađeno je u obliku koji smanjuje otpor zračnih masa i potiče stvaranje uzgona. Volumen i dimenzije zrakoplova moraju biti proporcionalno izvagani;
2. Pri projektiranju je predviđen najgušći raspored elemenata kože i čvrstoće tijela kako bi se povećao korisni volumen trupa;
3. Fokusiraju se na jednostavnost i pouzdanost pričvršćivanja segmenata krila, opreme za polijetanje i slijetanje te pogonskih postrojenja;
4. Mjesta za pričvršćivanje tereta, smještaj putnika i potrošnog materijala moraju osigurati pouzdano pričvršćivanje i ravnotežu zrakoplova u različitim uvjetima rada;

1. Položaj posade mora omogućiti uvjete za udobno upravljanje zrakoplovom, pristup osnovnim navigacijskim i kontrolnim instrumentima u ekstremnim situacijama;
2. U razdoblju održavanja zrakoplova moguće je slobodno dijagnosticirati i popraviti neispravne komponente i sklopove.

Čvrstoća trupa zrakoplova mora moći izdržati opterećenja u različitim uvjetima leta, uključujući:

• opterećenja na mjestima pričvršćivanja glavnih elemenata (krila, rep, stajni trap) tijekom načina polijetanja i slijetanja;
• tijekom leta izdržati aerodinamičko opterećenje, uzimajući u obzir inercijske sile težine zrakoplova, rad jedinica i funkcioniranje opreme;
• padovi tlaka u hermetički zatvorenim dijelovima zrakoplova, koji se stalno javljaju tijekom preopterećenja leta.

Glavni tipovi konstrukcije trupa zrakoplova uključuju ravni, jednokatni i dvokatni, široki i uski trup. Trupi grednog tipa su se dokazali i koriste, uključujući opcije rasporeda pod nazivom:

1. Obloga - dizajn isključuje uzdužno smještene segmente, pojačanje se događa zbog okvira;
2. Spar - element ima značajne dimenzije, a izravno opterećenje pada na njega;
3. Žice - imaju izvorni oblik, površina i presjek su manji nego u verziji spar.

Važno! Ravnomjerna raspodjela opterećenja na sve dijelove zrakoplova provodi se zahvaljujući unutarnjem okviru trupa, koji je predstavljen vezom različitih energetskih elemenata duž cijele duljine konstrukcije.

Dizajn krila

Krilo je jedan od glavnih konstrukcijskih elemenata zrakoplova, koji osigurava uzgon za let i manevriranje u zračnim masama. Krila služe za smještaj uređaja za polijetanje i slijetanje, pogonske jedinice, goriva i priključaka. Operativne i letne karakteristike zrakoplova ovise o pravilnoj kombinaciji težine, čvrstoće, strukturne krutosti, aerodinamike i izrade.

Glavni dijelovi krila su sljedeći popis elemenata:

1. Trup formiran od poluga, uzica, rebara, oplata;
2. Lamele i zakrilca koja osiguravaju glatko polijetanje i slijetanje;
3. presretači i krilca - preko njih se vrši kontrola zrakoplova u zračnom prostoru;
4. Zakrilca kočnica dizajnirana za smanjenje brzine kretanja tijekom slijetanja;
5. Stubovi potrebni za montažu pogonskih jedinica.

Strukturno-silni dijagram krila (prisutnost i položaj dijelova pod opterećenjem) mora pružiti stabilnu otpornost na sile torzije, smicanja i savijanja proizvoda. To uključuje uzdužne i poprečne elemente, kao i vanjske obloge.

1. Poprečni elementi uključuju rebra;
2. Uzdužni element predstavljaju poluge, koje mogu biti u obliku monolitne grede i predstavljati rešetku. Nalaze se po cijelom volumenu unutarnjeg dijela krila. Sudjeluje u davanju krutosti konstrukciji kada je izložena savijanju i bočnim silama u svim fazama leta;
3. Niti se također klasificiraju kao uzdužni elementi. Njegovo postavljanje je duž krila duž cijelog raspona. Djeluje kao kompenzator aksijalnog naprezanja za opterećenja savijanja krila;
4. Rebra su element poprečnog postavljanja. Konstrukcija se sastoji od rešetki i tankih greda. Daje profil krilu. Pruža površinsku krutost dok raspoređuje ravnomjerno opterećenje tijekom stvaranja zračnog jastuka za let, kao i pričvršćivanje pogonske jedinice;
5. Koža oblikuje krilo, pružajući maksimalan aerodinamički uzgon. Zajedno s ostalim konstrukcijskim elementima povećava krutost krila i kompenzira vanjska opterećenja.

Klasifikacija krila zrakoplova provodi se ovisno o značajkama dizajna i stupnju rada vanjske kože, uključujući:

1. Spar tip. Karakterizira ih neznatna debljina kože, tvoreći zatvorenu konturu s površinom bočnih elemenata.
2. Monoblok tip. Glavno vanjsko opterećenje raspoređeno je preko površine debele kože, osigurane masivnim nizom uzica. Obloga može biti monolitna ili se sastoji od nekoliko slojeva.

Važno! Spajanje dijelova krila i njihovo naknadno pričvršćivanje mora osigurati prijenos i raspodjelu momenata savijanja i momenta koji nastaju u različitim radnim uvjetima.

Zrakoplovni motori

Zahvaljujući stalnom usavršavanju pogonskih jedinica zrakoplovstva nastavlja se razvoj suvremene konstrukcije zrakoplova. Prvi letovi nisu mogli biti dugi i izvodili su se isključivo s jednim pilotom upravo zato što nije bilo snažnih motora sposobnih razviti potrebnu vučnu silu. U cijelom proteklom razdoblju zrakoplovstvo je koristilo sljedeće vrste zrakoplovnih motora:

1. Steam. Načelo rada bilo je pretvaranje energije pare u kretanje prema naprijed, koje se prenosi na propeler zrakoplova. Zbog niske učinkovitosti kratko se vrijeme koristio na prvim modelima zrakoplova;
2. Klipni motori su standardni motori s unutarnjim izgaranjem goriva i prijenosom momenta na propelere. Dostupnost proizvodnje od suvremenih materijala omogućuje njihovu upotrebu do danas na određenim modelima zrakoplova. Učinkovitost nije veća od 55,0%, ali visoka pouzdanost i jednostavnost održavanja čine motor atraktivnim;

1. Reaktivno. Princip rada temelji se na pretvaranju energije intenzivnog izgaranja zrakoplovnog goriva u potisak potreban za let. Danas je ovaj tip motora najtraženiji u konstrukciji zrakoplova;
2. plinska turbina. Rade na principu graničnog zagrijavanja i kompresije plina izgaranja goriva usmjerenog na rotaciju turbinske jedinice. Imaju široku primjenu u vojnom zrakoplovstvu. Koristi se u zrakoplovima kao što su Su-27, MiG-29, F-22, F-35;
3. Turboprop. Jedna od opcija za plinskoturbinske motore. Ali energija dobivena tijekom rada pretvara se u pogonsku energiju za propeler zrakoplova. Mali dio se koristi za formiranje potisnog mlaza. Uglavnom se koristi u civilnom zrakoplovstvu;
4. Turboventilator. Karakterizira ga visoka učinkovitost. Tehnologija koja se koristi za ubrizgavanje dodatnog zraka za potpuno izgaranje goriva osigurava maksimalnu učinkovitost rada i visoku ekološku sigurnost. Takvi su motori pronašli svoju primjenu u stvaranju velikih zrakoplova.

Važno! Popis motora koje su razvili dizajneri zrakoplova nije ograničen na gornji popis. U različitim vremenima pokušavali su se stvoriti različite varijante pogonskih jedinica. U prošlom stoljeću čak se radilo na izgradnji nuklearnih motora za dobrobit zrakoplovstva. Prototipovi su testirani u SSSR-u (TU-95, AN-22) i SAD-u (Convair NB-36H), ali su povučeni s testiranja zbog velike opasnosti po okoliš u zrakoplovnim nesrećama.

Kontrole i signalizacija

Kompleks opreme u zrakoplovu, komandni i izvršni uređaji zrakoplova nazivaju se komandama. Naredbe se daju iz pilotske kabine, a izvršavaju se elementima krila i repnim perajima. Različiti tipovi zrakoplova koriste različite vrste sustava upravljanja: ručne, poluautomatske i potpuno automatizirane.

Kontrole, bez obzira na vrstu upravljačkog sustava, dijele se na sljedeći način:

1. Osnovna kontrola, koja uključuje radnje odgovorne za prilagodbu uvjeta leta, vraćanje uzdužne ravnoteže zrakoplova u unaprijed određenim parametrima, ovo uključuje:

• poluge kojima izravno upravlja pilot (kotač, dizalo, horizont, komandne ploče);
• komunikacije za povezivanje upravljačkih poluga s elementima aktuatora;
• uređaji za izravno izvođenje (krilca, stabilizatori, sustavi spojlera, zakrilca, letvice).

1. Dodatna kontrola koja se koristi tijekom načina polijetanja ili slijetanja.

Kada se koristi ručno ili poluautomatsko upravljanje zrakoplovom, pilot se može smatrati sastavnim dijelom sustava. Samo on može prikupljati i analizirati informacije o položaju zrakoplova, pokazateljima opterećenja, usklađenosti smjera leta s planiranim podacima i donositi odluke primjerene situaciji.

Za dobivanje objektivnih informacija o situaciji u letu i stanju komponenti zrakoplova, pilot koristi skupine instrumenata, nabrojimo glavne:

1. Akrobatski i korišten u navigacijske svrhe. Odrediti koordinate, horizontalni i okomiti položaj, brzinu, linearna odstupanja. Oni upravljaju napadnim kutom u odnosu na nadolazeću struju zraka, radom žiroskopskih uređaja i mnogim jednako značajnim parametrima leta. Na modernim modelima zrakoplova oni su kombinirani u jedan sustav leta i navigacije;
2. Za kontrolu rada agregata. Daju pilotu podatke o temperaturi i tlaku ulja i zrakoplovnog goriva, protoku radne smjese, broju okretaja koljenastog vratila, indikatoru vibracija (tahometri, senzori, termometri itd.);
3. Pratiti rad dodatne opreme i sustava zrakoplova. Oni uključuju skup mjernih instrumenata, čiji se elementi nalaze u gotovo svim konstrukcijskim dijelovima zrakoplova (manometri, indikatori potrošnje zraka, pad tlaka u zatvorenim kabinama pod tlakom, položaji zakrilca, stabilizirajući uređaji itd.);
4. Za procjenu stanja okolne atmosfere. Glavni mjereni parametri su vanjska temperatura zraka, atmosferski tlak, vlažnost i pokazatelji brzine kretanja zračnih masa. Koriste se posebni barometri i drugi prilagođeni mjerni instrumenti.

Važno! Mjerni instrumenti kojima se prati stanje stroja i vanjske okoline posebno su dizajnirani i prilagođeni teškim uvjetima rada.

Sustavi za polijetanje i slijetanje 2280

Polijetanje i slijetanje smatraju se kritičnim razdobljima tijekom rada zrakoplova. Tijekom tog razdoblja dolazi do maksimalnih opterećenja na cijeloj konstrukciji. Samo pouzdano dizajniran stajni trap može jamčiti prihvatljivo ubrzanje za podizanje u nebo i mekan dodir s površinom sletne trake. U letu služe kao dodatni element za ukrućenje krila.

Dizajn najčešćih modela šasije predstavljen je sljedećim elementima:

• sklopivi podupirač, kompenzirajući opterećenja parcele;
• amortizer (skupina), osigurava nesmetan rad zrakoplova pri kretanju duž piste, kompenzira udarce tijekom kontakta s tlom, može se ugraditi zajedno s prigušivačima stabilizatora;
• nosači, koji djeluju kao pojačala strukturne krutosti, mogu se nazvati šipkama, nalaze se dijagonalno u odnosu na stalak;
• traverze pričvršćene na konstrukciju trupa i krila stajnog trapa;
• mehanizam za orijentaciju - za kontrolu smjera kretanja na traci;
• sustavi zaključavanja koji osiguravaju da je stalak pričvršćen u željenom položaju;
• cilindri dizajnirani za izvlačenje i uvlačenje stajnog trapa.

Koliko kotača ima avion? Broj kotača određuje se ovisno o modelu, težini i namjeni zrakoplova. Najčešći je postavljanje dva glavna regala s dva kotača. Teži modeli su s tri stupa (nalaze se ispod pramca i krila), s četiri stupa - dva glavna i dva dodatna potporna.

Video

Opisani dizajn zrakoplova daje samo opću ideju o glavnim strukturnim komponentama i omogućuje nam da odredimo stupanj važnosti svakog elementa tijekom rada zrakoplova. Daljnji studij zahtijeva dubinsku inženjersku obuku, posebna znanja iz aerodinamike, čvrstoće materijala, hidraulike i elektro opreme. U poduzećima za proizvodnju zrakoplova ovim se pitanjima bave ljudi koji su prošli obuku i posebnu obuku. Možete samostalno proučiti sve faze stvaranja zrakoplova, ali za to morate biti strpljivi i spremni na stjecanje novih znanja.

0

Sustavi upravljanja zrakoplovom dijele se na glavne i pomoćne. Glavni obično uključuju upravljačke sustave za dizalo, kormilo i krilca (kormila). Pomoćno upravljanje - upravljanje motorima, trimerima kormila, uređajima za mehanizaciju krila, stajnim trapom, kočnicama itd.

Bilo koji od glavnih sustava upravljanja sastoji se od upravljačkih poluga i žica koje te poluge povezuju s upravljačima. Upravljačke poluge odbijaju noge i ruke pilota. Pomoću kontrolnog stupa ili kontrolne palice koja se pomiče rukom, pilot upravlja elevatorom i krilcima. Kormilom se upravlja nožnim pedalama.

Dizajn upravljanja osigurava da otklon komandnih poluga, a posljedično i promjena položaja zrakoplova u prostoru, odgovara prirodnim refleksima čovjeka.

Na primjer, pomicanje desne noge prema naprijed, djelovanje na papučicu, uzrokuje otklon kormila i zrakoplova udesno, pomicanje kontrolnog stupa naprijed od vas uzrokuje spuštanje zrakoplova i povećanje brzine, itd.

Kako bi se olakšalo pilotiranje i povećala sigurnost leta tijekom dugih letova, kontrola većine civilnih zrakoplova, a prije svega višemotornih zrakoplova, je dvostruka. U ovom slučaju sustav komandnih poluga izveden je dvostruko - dva para pedala, dva kormilarska stupa ili ručke, koji su međusobno povezani tako da otklon prve pilotske poluge uzrokuje isti otklon kopilotovih poluga.

Upravljački sustav zrakoplova namijenjenih dugim letovima opremljen je autopilotom koji olakšava pilotiranje automatskim održavanjem zadanog režima leta. Kako bi se smanjila opterećenja koja djeluju na upravljačke poluge kada su kormila suvremenih teških i brzih zrakoplova otklonjena, u upravljački sustav uključeni su hidraulički ili električni mehanizmi koji se nazivaju pojačala (pojačivači). U ovom slučaju, pilot upravlja pojačalima, koja zauzvrat skreću kormila.

Upravljanje zrakoplovima koji lete na velikim visinama iu vrlo razrijeđenoj atmosferi, kao i vozilima za vertikalno polijetanje i slijetanje, kada su aerodinamičke sile koje djeluju na zrakoplov zanemarive, a konvencionalna aerodinamička kormila neučinkovita, provodi se pomoću mlaznih ili plinskih kormila. , deflektori i deflektirajući motori .

Mlazna kormila su mlaznice kojima se komprimirani zrak dovodi iz posebnih cilindara ili iz kompresora motora. Upravljačke sile u ovom slučaju su reaktivne sile koje nastaju u svakoj mlaznici kada iz nje istječe komprimirani zrak.

Plinska kormila imaju oblik konvencionalnog aerodinamičkog kormila ugrađenog u struju plinova koji teče iz mlaznice mlaznog motora. Velika brzina protoka plina omogućuje postizanje značajnih sila s relativno malom površinom kormila. Budući da se kormila peru plinovima koji imaju visoku temperaturu, materijal za njihovu izradu može biti grafit ili keramika. Deflektor je uređaj koji skreće mlaznu struju plinova. Promjena smjera potiska motora rotiranjem cijelog pogonskog sustava zahtijeva glomazne i složene uređaje velike težine i inercije. Pogon navedenih kormilara može biti hidraulički, električni i pneumatski.

Projektiranje elemenata sustava upravljanja

Komandne upravljačke poluge. Elevatorom i krilcima upravlja se pomoću kontrolne palice ili stupa upravljača. Ručka (slika 64) je

okomita nejednakokraka poluga koja se nalazi ispred pilota i ima dva stupnja slobode, tj. može se okretati oko dvije međusobno okomite osi. Kada se palica pomiče naprijed i nazad, elevatori se skreću; kada se palica pomiče lijevo-desno (rotacija oko osi a-a), krilca se skreću. Neovisnost djelovanja elevatora i krilaca postiže se postavljanjem šarke O na os a-a.

Na teškim zrakoplovima, zbog velike površine dizala i krilaca, povećavaju se opterećenja potrebna za skretanje kormila. U ovom slučaju, prikladnije je upravljati zrakoplovom pomoću kontrolnog stupa, koji je u pravilu dvostruki. Na sl. 65 prikazuje kontrolni stup zrakoplova. U avionu postoje dva slična stupca: jednim upravlja zapovjednik broda, a drugim kopilot. Svaki stup sastoji se od duraluminijske cijevi, glave upravljača i donje jedinice - nosača stupa upravljača, na čijim su krajevima ugrađeni kuglični ležajevi. Na dnu stupa nalazi se poluga na koju su pričvršćene upravljačke šipke dizala.

Upravljačke šipke krilca spojene su na klackalice postavljene na nosače. Na svakom kormilu nalaze se gumbi za upravljanje komunikacijskom radio stanicom, uključivanje i isključivanje autopilota te prekidač za upravljanje trimom dizala.

Za upravljanje kormilom koriste se pedale koje su dvije vrste: koje se kreću u vodoravnoj ravnini i koje se kreću u okomitoj ravnini. Kada se pomiču vodoravno, pedale se pomiču duž ravnih vodilica ili na zglobnom paralelogramu sastavljenom od čeličnih cijevi s tankim stijenkama.

Paralelogram osigurava pravocrtno kretanje pedala bez okretanja, što je neophodno za udoban položaj stopala pilota bez zamora.

Pedale koje se kreću u okomitoj ravnini imaju gornji ili donji ovjes. Položaj pedala može se prilagoditi visini pilota. Na sl. 66 prikazuje nožnu kontrolnu ploču koja se sastoji od tri obraza 1, između kojih su pedale 4 obješene na šipkama 2 spojenim na cijev 8. Svaka pedala s posebnim prstom 6 koji prolazi unutar osi pedale povezana je sa sektorskom klackalicom 5. gornji dio sektorskih klackalica sa šipkama 9 i 10 spojen je na poluge vodoravne cijevi 7. Na cijev je pričvršćena poluga 11 na koju je spojena šipka 12 koja ide do kola upravljača. Kada pritisnete, na primjer, lijevu papučicu (od pilota), sektorska klackalica 5 će se okretati, što će, preko šipke 9, dovesti do okretanja cijevi 7 u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Ovo kretanje, pak, kroz šipku 10 će uzrokovati da se sektorska klackalica desne pedale okrene u suprotnom smjeru, tj. natrag prema pilotu. Prsti se koriste za podešavanje pedala prema visini pilota. Podešavanje se vrši na sljedeći način: pilot pritišće polugu zasuna 3 u stranu i time uklanja klin 6 iz zahvata sa sektorom 5. Opruga (nije prikazana na slici) okreće pedalu prema pilotu.

Upravljačko ožičenje, kao što je već navedeno, može biti fleksibilno (Sl. 67, a), kruto (Sl. 67, b) ili mješovito.

Fleksibilno kontrolno ožičenje izrađeno je od tankih čeličnih kabela, čiji se promjer odabire ovisno o trenutnom opterećenju i ne prelazi 8 mm. Budući da kabeli mogu raditi samo u napetosti, upravljanje kormilima u ovom slučaju provodi se pomoću dvožilnog kruga. Odvojeni dijelovi kabela povezani su gromovima. Kabel se pričvršćuje na gromove i sektore pomoću naprsaka i prešanih spojnica (slika 68). Kako bi se smanjilo progib kabela u ravnim dijelovima, obično se koriste tekstualne vodilice, a na mjestima gdje se kabel savija, postavljaju se valjci s kugličnim ležajevima.

Kruto ožičenje je sustav krutih šipki i klackalica. Klackalice su srednji nosači žica koji su potrebni za podjelu šipki na relativno kratke dijelove. Što je šipka kraća, to je veća sila kompresije koju može apsorbirati. S druge strane, što više konektora imaju šipke, veća je težina ožičenja.

Šipke imaju cjevasti presjek i izrađene su od duraluminija i rjeđe od čelika. Veza šipki jedna s drugom, kao i s klackalicama, provodi se pomoću vrhova s ​​jednim ili dva uha, u kojima su montirani kuglični ležajevi, što omogućuje neusklađenost između osi šipki. Pojedinačni vrhovi imaju navoje za moguće podešavanje duljine ožičenja. Kako bi se povećala pouzdanost upravljanja, svaki štap je ponekad napravljen od dvije cijevi umetnute jedna u drugu. Glavna cijev je vanjska, ali svaka cijev pojedinačno može u potpunosti preuzeti cjelokupno proračunsko opterećenje koje se može pripisati ovom gazu.

Sustavi kontrole pojačala

S povećanjem brzine, veličine i težine zrakoplova povećavaju se i opterećenja na upravljačkim površinama. Međutim, ti su napori ograničeni fizičkim mogućnostima pilota i ne bi smjeli prelaziti određene vrijednosti, jer mogu izazvati umor tijekom dugog leta u teškim vremenskim uvjetima. Osim toga, s velikim silama na komande (komandne poluge) pilot ne može djelovati dovoljno brzo, što narušava manevarske sposobnosti zrakoplova. Uvriježilo se mišljenje da je snažna aerodinamička kompenzacija, a time i ručno upravljanje, tj. upravljanje zrakoplovom bez pojačala, moguće samo pri brzinama leta koje odgovaraju Machovom broju ne većem od 0,9.

Odbijanje korištenja protoka zraka za smanjenje opterećenja pilotovih komandi (komandnih poluga) zahtijevalo je ugradnju prilično snažnog izvora pomoćne energije na zrakoplov. U većini slučajeva takav izvor je hidraulički sustav zrakoplova, prilagođen pojačivačima snage (hidrauličnim pojačivačima) uključenim u sustav upravljanja zrakoplovom.

Pojavom servo upravljača nestale su poteškoće povezane s aerodinamičkom kompenzacijom upravljača. Ispitivanje sustava s hidrauličkim pojačivačima ne zahtijeva gotovo nikakva ispitivanja u letu i u potpunosti se provodi na zemaljskim postoljima, što štedi puno vremena i novca. Korištenje autopilota uvelike je pojednostavljeno, jer ako u sustavu postoje hidraulični pojačivači, snaga upravljačkih strojeva može se smanjiti.

Neki dizajni hidrauličkih pojačivača omogućuju smanjenje, pa čak i potpuno uklanjanje uravnoteženja težine upravljača. Međutim, korištenje boostera otežava konstrukciju zrakoplova.

Trenutno se koriste dvije vrste hidrauličkih pojačivača: nepovratni i reverzibilni. Nepovratna pojačala su ona kod kojih cjelokupno opterećenje primijenjeno na izlaznu vezu (na primjer, moment zgloba upravljača) svladava pogonska jedinica i ne prenosi se na upravljačku ručku. Kako bi se stvorio "osjećaj" kontrole na ručki, ručka se umjetno opterećuje posebnim uređajima. Najjednostavniji od njih su opruge s linearnom ovisnošću sile o otklonu ručke. Međutim, takvi uređaji rijetko zadovoljavaju pilote, jer oni, stvarajući jednake sile na komande i pri minimalnim i maksimalnim brzinama leta, lako mogu izazvati opasno preopterećenje zrakoplova tijekom manevra.

Prevladavaju strojevi za opterećenje koji stvaraju silu ovisno o veličini tlaka brzine i kutu otklona upravljačke površine. Takvi strojevi za opterećenje, kao i neki posebni uređaji za opterećenje u kombinaciji s nepovratnim pojačivačima, omogućuju odabir najboljih karakteristika upravljanja za bilo koji zrakoplov.

Nereverzibilni sustavi koriste se uglavnom kada postoje velika opterećenja na komandama iu slučajevima kada nema potrebe za stvaranjem osjećaja izlaznog opterećenja na ručici, kao, na primjer, u slučaju upravljanja nosnim kotačem zrakoplova.

Na nekim zrakoplovima, posebno na lakim, reverzibilni sustavi upravljanja postali su široko rasprostranjeni, u kojima se određeni dio aerodinamičkih opterećenja koja djeluju na kormila prenosi na upravljačku palicu. Ova proporcionalna kontrola osjetljivosti na palici smanjuje mogućnost preopterećenja strukture tijekom različitih evolucija zrakoplova. Osim toga, moguće je vratiti slobodna kormila u neutralni položaj bez uređaja za centriranje ili intervencije pilota, što je od velike važnosti za održavanje stabilnosti zrakoplova.

Tipično, na mlaznim zrakoplovima opremljenim reverzibilnim sustavom za povišenje tlaka, prirodni gradijent upravljačkih sila javlja se samo u srednjem dijelu raspona brzina: pri velikim brzinama upravljač se čini "teškim", a pri malim brzinama "laganim". Ovaj nedostatak je otklonjen uređajem za punjenje.

Opterećenje od momenta zgloba može se prenijeti na ručku pomoću odgovarajuće kinematike sustava povratne sprege ili hidraulički.

Na sl. 71, a prikazuje jedan od dijagrama nepovratnog hidrauličkog pojačivača s motorom (cilindrom) pravocrtnog gibanja. Pomicanje upravljačke ručice 1 uzrokuje pomicanje šipke 2, koja će preko poluge 3, rotirajući u odnosu na točku a, pomaknuti kalem 4, koji blokira puteve za dovod i odvod tekućine, u smjeru otklona ručke. 1. Kao rezultat toga, tekućina pod pritiskom će ući u odgovarajuću šupljinu cilindra 6 i pomicat će svoj klip 7 i skrenuti upravljačku površinu 8. Pokretni kalem također otvara kanale za odvod tekućine iz neradne šupljine cilindra 6. Ako se kretanje ručke 1 zaustavi, tada će točka c postati stacionarna, a pokretni klip 7 preko poluge 3 će prenijeti kalemu 4 kretanje suprotno od onoga koje je dobio kada je ručka 1 odbačena.

Kao rezultat toga, količina tekućine koja ulazi u cilindar će se smanjivati ​​sve dok, u srednjem položaju kalema 4, protok ulja ne prestane i brzina klipa ne postane nula. Kada se kalem pomakne u suprotnom smjeru, kretanje svih elemenata upravljačkog uređaja će se dogoditi u suprotnom smjeru.

Mehanički graničnici 5, koji ograničavaju najveći otklon kalema, smanjuju najveću pogrešku koja se može unijeti u sustav. Ako pilot pokuša, nakon što je odabran ovaj slobodni hod, pomaknuti ručicu brzinom većom od maksimalne brzine šipke, tada se sila koju razvija ručka dodaje sili pritiska tekućine.

Na sl. 71, b prikazuje dijagram reverzibilnog sustava upravljanja kormilom zrakoplova s ​​hidrauličkim opterećenjem upravljačke palice. Hidrauličko opterećenje upravljačke ručke provodi se pomoću cilindra opterećenja a, čiji klip djeluje na ručku putem povratnog mehanizma. Šupljine teretnog cilindra povezane su s odgovarajućim šupljinama glavnog pogonskog cilindra: vrijednost opterećenja na ručki određena je površinom klipa cilindra a, količinom tlaka tekućine i dimenzijama krakova. n i k poluge diferencijalne povratne sprege.

Kako bi se osiguralo da tekućina u cilindru snage pojačala ne ometa ručnu kontrolu, obje šupljine cilindra komuniciraju jedna s drugom preko premosnog ventila. U slučaju najopasnijeg oštećenja, na primjer, zaglavljivanja ventila, pojačalo se mora automatski isključiti iz upravljačkog sustava kako bi se spriječilo zaglavljivanje.

Ako pojačalo ne uspije tijekom takve evolucije zrakoplova, kada se na kormila primjenjuje veliko opterećenje, tada u trenutku prijelaza na ručno upravljanje sile na upravljačkim polugama mogu premašiti napore pilota. To će uzrokovati nenamjerno otklon kormila, što bi moglo izložiti zrakoplov opasnim uvjetima leta prije nego što se kormilo vrati u ispravan položaj. Najbolji način da se eliminira ova opasnost je kontinuirano balansiranje okretnog momenta upravljanja pomoću automatskog trimanja, bez obzira je li struja uključena ili isključena. Da bi se stvorio "osjećaj kontrole", sustav za automatsko podrezivanje mora imati neku vrstu uređaja za punjenje. Radi praktičnosti prebacivanja s upravljanja pojačivačem na ručno upravljanje, u modernim reverzibilnim sustavima uobičajeno je podijeliti opterećenje između pilota i pojačivača u omjeru 1: 3.

Proliferacijom energetski potpomognutih sustava upravljanja pojavili su se novi hidraulički, električni i složeni mehanički uređaji. Uz povećanu složenost dizajna, kontrola je sada postala ovisna o nizu drugih sustava zrakoplova. Pojavile su se ozbiljne praktične poteškoće u osiguravanju pouzdanosti upravljanja.

Povećanje pouzdanosti sustava pojačala postiže se uglavnom umnožavanjem pojedinih elemenata čiji je kvar najvjerojatniji, kao i potpunim umnožavanjem instalacija pojačala. Pojačala su opremljena uređajima za lokalizaciju oštećenih jedinica s automatskim prebacivanjem na ispravne pomoćne jedinice. Istodobno se unaprjeđuju hitni sustavi za prebacivanje na ručno upravljanje u slučaju potpunog kvara sustava. Također se koristi sekcija upravljačkih površina sa svakom sekcijom koju pokreće autonomna jedinica za povišenje tlaka.

Unatoč brojnim poboljšanjima u sustavima upravljanja potpomognutim napajanjem, korištenju redundantnih hidrauličkih sustava, prednost u pogledu pouzdanosti i težine i dalje ostaje kod sustava ručnog upravljanja s aerodinamičkom kompenzacijom. Stoga je kod projektiranja novog zrakoplova s ​​umjerenim brzinama (transoničnog) leta vrlo važan pravilan izbor upravljačkog sustava. Ovo je od posebne važnosti za putničke zrakoplove. Mnogi moderni putnički zrakoplovi imaju ručne komande. Konvencionalna ručna kontrola s kabelom i krutim ožičenjem može se koristiti do brojeva M = 0,9 čak i na teškim zrakoplovima, pod uvjetom da se koriste unutarnja aerodinamička kompenzacija ili opružni servo kompenzatori. Međutim, u praksi, kontrola nad cijelim rasponom brzina leta zahtijeva neke dodatne uređaje: pomoćna krilca ili spojlere za poboljšanje bočne kontrole pri malim brzinama leta;

kontrolirani stabilizator za održavanje uzdužne stabilnosti i suzbijanje promjena u nagibu zrakoplova pri visokim Machovim brojevima.

Povećanje učinkovitosti transportnih zrakoplova trenutno se postiže povećanjem veličine zrakoplova i njegove težine pri polijetanju, koja se već približava 450 T. Treba napomenuti da momenti koje stvaraju upravljačke površine s povećanjem težine zrakoplova postaju sve manje i manje učinkovit u usporedbi s momentima tromosti konstrukcije, stoga odziv zrakoplova na odstupanja kontrolne površine postaje neprihvatljivo mali. S tim u vezi, u budućnosti možemo očekivati ​​temeljne promjene u načinu upravljanja velikim zrakoplovima.

Korištena literatura: "Osnove zrakoplovstva" autori: G.A. Nikitin, E.A. Bakanov

Preuzmi sažetak: Nemate pristup preuzimanju datoteka s našeg poslužitelja.

MINISTARSTVO PROMETA RUSKE FEDERACIJE

DRŽAVNA SLUŽBA ZA CIVILNO ZRAKOPLOVSTVO

ULJANOVSKA VIŠA ZRAKOPLOVNA ŠKOLA

CIVILNO ZRAKOPLOVSTVO (INSTITUT)

Zavod za projektiranje i rad zrakoplova

u disciplini "Osnove teorije zrakoplovnih ergatičkih sustava"

Tema: “Analiza shema i algoritama

rad ergatičkog upravljačkog sustava zrakoplova B737NG"

Izvršio: kadet gr. P-10-6

Nagumanov I.I.

Provjerio: dr. sc., izv. prof

Korneev V.M.

Uljanovsk 2014

Namjena sustava upravljanja zrakoplovom

Sastav upravljačkog sustava zrakoplova B737NG

Opis dijagrama strujnog kruga i algoritama rada za upravljački sustav B737NG

1. Književnost

1. Namjena sustava upravljanja Boeing 737ng

Skup ugrađenih uređaja koji osiguravaju kontrolu kretanja zrakoplova naziva se sustav upravljanja zrakoplovom. Budući da proces upravljanja zrakoplovom provodi pilot u kokpitu, a krilca i kormila nalaze se na krilu i repu, mora postojati konstruktivna veza između ovih područja. Trebao bi osigurati visoku pouzdanost, jednostavnost i učinkovitost upravljanja položajem zrakoplova. Glavni upravljački sustav zrakoplova uključuje: krilca, elevator i kormilo. Kontrolama zrakoplova upravlja redundantni hidraulički sustav; Hidraulički sustav A i hidraulički sustav B. Svaki pojedinačni sustav može upravljati svim glavnim kontrolama zrakoplova. Eleroni i elevator se mogu kontrolirati ručno putem mehaničkih žica. Kormilo se može kontrolirati pomoćnim hidrauličkim sustavom.

Elementima pomoćnog upravljačkog sustava (zakrilcima, letvicama, spojlerima) upravlja se hidrauličkim sustavom B, a u slučaju njegovog kvara pomoćnim hidrauličkim sustavom ili električno.

1. Sastav upravljačkog sustava zrakoplova Boeing 737ng

Piloti utječu na sustav upravljanja zrakoplovom pomoću sljedećih elemenata:

Dva stupa upravljača

Dva volana

Dva para pedala

Poluga presretača

Poluga za upravljanje zakrilcima

Prekidači stabilizatora

Prekidač za poništavanje trima stabilizatora

Prekidači stabilizatora

Kotačić stabilizatora

Trim prekidači krilca

PH trim prekidač

Prekidači prigušivača skretanja

Kontrolni prekidači

Prekidač spojlera

Duplikat upravljačke poluge zakrilca

Aerodinamičke upravljačke površine B-737NG

Elementi upravljačkog sustava:

Spojleri-eleroni

Kruger letvice

Letvice koje se uvlače

1. Zalisci

   Spojleri kočnica

   Kormilo

   Stabilizator

   Lift

   Servo kompenzator RV

3. Opis dijagrama strujnog kruga i algoritama rada upravljačkog sustava Boeing 737ng

S dijagram upravljanja nagibom zrakoplova

Kontrola prevrtanja provodi se hidraulički upravljanim krilcima i spojlerima. Pilot njima upravlja pomoću upravljača.

Oba upravljača povezana su jedan s drugim mehaničkim ožičenjem kako bi se osigurala mehanička komunikacija s dvije odvojene upravljačke jedinice servo upravljača. Hidraulički sustavi A i B osiguravaju tlak iz dva hidraulička pojačivača. Dva prekidača na upravljačkoj ploči leta kontroliraju položaj hidrauličkih zapornih ventila za svako krilo. Ovi prekidači također kontroliraju pritisak koji se primjenjuje na dizalo i kormilo.

Lijevi i desni dio krilca međusobno su povezani kabelskom žicom. U slučaju potpunog kvara hidrauličkog sustava, krilcima se upravlja mehanički. Ako je sustav upravljanja krilcima zaglavljen, mehanizam prijenosa krilaca omogućuje kopilotu da kontrolira nagib zrakoplova pomoću spojlera, zaobilazeći sustav upravljanja krilcima.

Mehanizam povezivanja upravljača, na temelju sila na upravljačima PIC-a i kopilota, određuje koji je sustav zaglavljen (upravljanje krilcima ili spojlerom), te s kojeg upravljača (PIC ili VP) se kotrlja zrakoplov može se osigurati kontrola.

Aktivator upravljanja krilcima je kabelskim ožičenjem povezan s lijevim stupom upravljača preko mehanizma za opterećenje (osjećaj krilca i jedinica za centriranje). Ovaj uređaj simulira aerodinamičko opterećenje na krilcima kada kormilarski uređaj radi, a također pomiče položaj nulte sile (mehanizam trimming efekta). Mehanizam za trim krilca može se koristiti samo kada je autopilot onemogućen, budući da autopilot izravno kontrolira kormilarski mehanizam i nadjačat će sve pokrete mehanizma za utovar. Ali kada se autopilot isključi, te se sile odmah prenose na kontrolne žice, što će dovesti do neočekivanog prevrtanja zrakoplova. Ugrađena su dva prekidača za upravljanje mehanizmom efekta trimera. Jedan od njih određuje stranu neutralne pristranosti, a drugi uključuje napajanje električnog motora. Podrezivanje će se dogoditi samo kada su oba prekidača pritisnuta istovremeno.

Hidraulički sustavi A i B kontroliraju različite dijelove spojlera na svakom krilu kako bi spriječili neravnotežu ako jedan od sustava zakaže.

Presretači se aktiviraju kada se kolo upravljača okrene za 10° ili više.

Kontrolni mehanizam spojlera (mikser spojlera) mehanički je povezan sa sustavom upravljanja krilcima i upravlja hidrauličnim pojačivačima spojlera kako bi ih skrenuo proporcionalno otklonu krilca.

Kontrola nagiba zrakoplova

Stupovi upravljača povezani su jedan s drugim pomoću mehanizma za spajanje kola upravljača, koji vam omogućuje upravljanje dizalom ako je dio sustava upravljanja zrakoplovom zaglavljen. Stupovi upravljača također su kabelskim ožičenjem povezani s RV hidrauličkim pojačivačima. Hidraulički pogoni dizala pokreću se hidrauličkim sustavima A i B.

Autopilot prenosi signal putem kabela do mehanizma za utovar RV (jedinica za osjet dizala i centriranje). Ovaj signal, zajedno s informacijama o položaju stabilizatora, tlaku u hidrauličkom sustavu i parametrima iz pumpe tlaka zraka, prenosi se u računalo hidrauličkog simulatora aerodinamičkog opterećenja (feel elevator computer), koji pomiče stabilizator na željeni položaj. kut.

Utovarivač kormila (jedinica za osjet i centriranje) umjetno stvara sile na stupove upravljača.

SAF šalje podatke o brzini zraka FCC-u (kontrolnom računalu). FCC pak šalje signal mehanizmu Mach trim sustava (sustav za poboljšanje stabilnosti brzine pri visokim Machovim brojevima), koji upravlja mehanizmom za utovar (osjećaj elevatora i jedinica za centriranje) za promjenu položaja propelera.

Stabilizatorom upravljaju električni trim motori: jednim od njih upravlja se ručno s prekidača na kormilu, a drugi s autopilota. NG ima jedan elektromotor, a njime se upravlja s kormila ili autopilota preko neovisnih kanala.

Mehanička veza sa stabilizatorom također je osigurana pomoću kontrolnog kotačića i kabelskog ožičenja. U slučaju zaglavljivanja bilo kojeg od elektromotora, osigurana je spojnica koja odvaja upravljačku ožičenje stabilizatora od elektromotora. Kako bi kvačilo radilo, morate primijeniti silu na upravljački kotač i napraviti otprilike pola okreta.

Način rada "OVERRIDE" mora se koristiti kada je kontrola elevatora blokirana kako bi se zrakoplov kontrolirao po nagibu koristeći samo jedan stabilizator.

Sustav poboljšanja stabilnosti pri malim brzinama

(Speed ​​​​Trim System) kontrolira stabilizator pomoću servo autopilota kako bi se osigurala stabilnost brzine. Može se aktivirati ubrzo nakon polijetanja ili tijekom propuštenog prilaza. Uvjeti koji pogoduju okidanju uključuju malu težinu, stražnje poravnanje i visoke radne uvjete motora. Radi samo kada je autopilot onemogućen.

Kontrola skretanja zrakoplova

Pokreti upravljačkih papučica prenose se kabelskim ožičenjem do okomito postavljene cijevi (torque tube) u kobilici zrakoplova. Rotacija ove cijevi prenosi se preko spojnih šipki na glavni upravljački mehanizam (glavni PCU) i pomoćni upravljački mehanizam (pripravni PCU). Na istu cijev odozdo je pričvršćen pedal loader (jedinica za osjet i centriranje) koji simulira aerodinamičko opterećenje na pedalama i osigurava fiksni položaj kormila pri radu kormilarskog uređaja.

Glavni upravljački pogon pokreće hidraulički sustav A i B. Pomoćni pogon pokreće pomoćni hidraulički sustav. Rad bilo kojeg od tri hidraulička sustava u potpunosti osigurava kontrolu smjera. Aktivator prigušivača skretanja integriran je u glavni upravljački mehanizam. Napaja se iz hidrauličkog sustava B.

Sustav komunikacije između kormila i kormila

Sustav koji automatski skreće kormilo kada se kormilo zapovjednika skrene pomoću roll WTRIS (sustav povezivanja kotača s kormilom). Ovaj sustav se aktivira kada su oba prekidača FLT CONTROL u položaju STB RUD i uključen je YAW DAMPER, odnosno kada se zrakoplovom upravlja ručno mišićnim naporima pilota. U ovom slučaju, pomoćni upravljački pogon skreće kormilo kako bi se olakšala kontrola prevrtanja zrakoplova.

Sustav WTRIS radi samo na Machovim brojevima manjim od 0,4. U rasponu M brojeva od 0,3 do 0,4 učinkovitost sustava opada od 1 do nule. Maksimalni kut otklona kormila iz WTRIS sustava: 2° - zakrilca uvučena, 2,5° - zakrilca izvučena.

Upravljački krug kormila

S
sustav kontrole spojlera

Sekcije spojlera i elerona napajaju se simetrično iz hidrauličkih sustava A i B. Stoga, ako jedan od njih zakaže, učinkovitost spojlera u upravljanju zrakoplovom u kotrljanju je prepolovljena.

Dijelovi spojlera kočnica napajaju se hidrauličkim sustavom A. Ovo objašnjava paradoks da kada hidraulički sustav A i zakrilca za slijetanje 40 zataje, potrebna udaljenost za slijetanje je veća nego kada zakaže hidraulički sustav B i zakrilca za slijetanje 15.

Sustav upravljanja zakrilcima

Elektronički sustav upravljanja zakrilcima/krilcima omogućuje kontrolu aerodinamičkih opterećenja koja djeluju na zakrilca. Sustav se automatski aktivira kada su zakrilca izvučena na 30 i 40 stupnjeva. U tom se slučaju poluga za upravljanje zakrilcima ne pomiče tijekom automatskog uvlačenja i izvlačenja zakrilaca.

Sustav kontrole podizanja krila

Zakrilca pokreće hidraulički sustav B. Kontrolni ventil zakrilca nalazi se blizu pokretača zakrilca, tako da se zakrilcima i zakrilcima upravlja zajedno. U slučaju kvara hidrauličkog sustava B, zakrilca i letvice se izvlače u krajnji položaj pomoću pomoćnog hidrauličkog sustava. U tom slučaju trebate postaviti prekidač za izmjenu zakrilca u položaj dolje. Krueger zakrilca se ne napajaju iz rezervnog hidrauličkog sustava.