Органи управління літака та їх робота. Основні частини літака. Пристрій літака Рульові поверхні та органи керування літаком
Ось це для задоволення... Су-26
Це невелика стаття про те, що все здається бачили, але не всі собі це уявляють.
Що таке літак загалом? Це літальний апарат, призначений для переміщення різних вантажів та людей повітрям. Визначення примітивне, але правильне. Всі літаки, як романтично вони не виглядали, створюються для роботи. І лише спортивна авіація існує виключно для польоту. Та ще якогось польоту:-)!
Що ж допомагає літакові випробовувати своє призначення. Що робить літак літаком Назвемо основні: фюзеляж, крило, хвостове оперення, злітно-посадковий пристрій.
Елементи конструкції та органи управління
Окремо можна виділити силову установку, тобто двигуни і гвинти (якщо літак гвинтовий). Перші чотири елементи зазвичай поєднують в один вузол, званий в авіації планер. Варто зауважити, що все вищезазначене відноситься до так званої класичної схеми компонування. Адже насправді цих схем є кілька. В інших схемах деяких елементів може бути. Про це ми ще обов'язково поговоримо в інших статтях, а поки що приділимо увагу найпростішій і найпоширенішій, класичній схемі.
Фюзеляж. Це, як кажуть, основа літака. Він збирає в єдине ціле всі інші елементи конструкції літака і є вмістилищем авіаційного обладнання (авіоніка) і корисного навантаження ... Корисне навантаження - це, зрозуміло, власне вантаж або пасажири. Крім того у фюзеляжі зазвичай розташовується паливо та озброєння (для військових літаків).
А ось це для роботи… ТУ-154
Крило. Власне, головний літальний орган:-). Складається з двох частин, консолей, лівої та правої. Основне призначення - створення підйомної сили. Хоча заради справедливості скажу, що на багатьох сучасних літаках йому в цьому може допомагати фюзеляж, що має сплощену нижню поверхню (це та сама підйомна сила). На крилі розташовані органи управління повороту літака навколо його поздовжньої осі, тобто управління креном. Це елерони, а також органи з екзотичною назвою інтерцептори. Там же, на крилі розташована так звана . Це закрилки та передкрилки. Ці елементи покращують характеристики зльоту та посадки літака (довжину розбігу та пробігу, злітну та посадкову швидкості). На багатьох літаках у крилі також розташовується паливо, але в військових літаках озброєння.
Ну і де тут фюзеляж? Су-27
Хвостове оперення. Не менш важливий елемент конструкції літака. Складається із двох частин: кіль та стабілізатор. Стабілізатор, у свою чергу, як і крило, складається з двох консолей, лівої та правої. Основне призначення - стабілізація польоту, тобто вони допомагають літаку зберігати той напрямок польоту та висоту, які йому спочатку були задані незалежно від атмосферних впливів. Кіль стабілізує напрямок, а стабілізатор – висоту. Ну, а якщо екіпаж, пілотуючий лайнер захоче змінити курс польоту, то для цього на кілі існує кермо напряму, а для зміни висоти на стабілізаторі відповідно кермо висоти.
Обов'язково зачеплю мою улюблену тему про поняття. Неправильно говорити «хвіст», маючи на увазі кіль, як це часто можна почути в неавіаційному середовищі. Хвіст взагалі слово специфічне і належить до хвостової частини фюзеляжу разом із оперенням.
Буває таке шасі... МІГ-25
Ще одна важлива частина, елемент конструкції літака (хоча маловажних напевно немає:-)). Це злітно-посадковий пристрій, а по простому шасі. Використовується на зльоті, посадці та рулюванні. Функції досить серйозні, адже кожен літак, як відомо, просто зобов'язаний «не тільки добре злетіти, а й вдало сісти»:-). Шасі - це не просто колесо, а цілий комплекс дуже серйозного обладнання. Одна тільки система прибирання-випуску чого варта… Тут, до речі, присутня всім відома АВS. До нас на автомобілі вона прийшла з авіації.
А буває і таке шасі... Ан-225 "Мрія"
Ще я згадував про силову установку. Двигуни можуть розташовуватися всередині фюзеляжу або у спеціальних мотогондолах під крилом або на фюзеляжі. Це основні варіанти, але є ще й окремі випадки. Наприклад, двигун у кореневій частині крила, частково втоплений у фюзеляж. Вигадливо звучить, правда? Натомість цікаво. У сучасній авіації взагалі багато з'явилося хитромудрого. Де, наприклад, фюзеляж у чистому вигляді на літаку МІГ-29, або Су-27. А нема його. У технічному плані він, звичайно, виділяється, але зовні... Суцільне крило, двигуни і кабіна:-).
Ну, ось, мабуть, і все. Основні я перерахував. Сухувато вийшло, але нічого. Про кожен цей елемент ми ще поговоримо надалі і вже там я розгуляюся:-). Адже різноманітність компоновок, конструкцій та складу обладнання дуже велика. Це і різні загальні схеми та різні компонування хвостового оперення, крила, різні конструкції та розташування шасі, двигунів, мотогондол тощо. З усього цього різноманіття виходить безліч різноманітних літальних апаратів, як унікальних у своїх можливостях і дуже красивих, так і масових, але все одно красивих і привабливих.
Бувай:-). До наступної зустрічі…
P.S. Як я розійшовся, га?! Ну прямий, як про жінку:-)…
Фотографії клікабельні.
Управління літаком - ціле мистецтво, що вимагає постійної зосередженості, уваги і зібраності. Достатньо відволіктися всього на кілька хвилин, щоб літак потрапив у скрутну ситуацію, з якої не завжди можливо вийти. І тим більше його управління можна довіряти лише пілотам із відповідними документами.
Як керувати літаком і хто керує літаком - пілот чи льотчик? Насправді, більшу частину перельоту літаком керує бортовий комп'ютер чи автопілот, як його ще називають. А слід стежити за показаннями датчиків. Якщо щось піде не так, їм потрібно одразу втрутитися.
Перше, що роблять пілоти перед тим, як піднятися на борт, це оглядають сам лайнер. Звичайно, його перевіряють механіки, але завжди слід повторити процедуру, щоб уникнути можливої аварії. Чи є якісь пошкодження або навіть невеликі подряпини. Особливого впливу слід приділити двигунам. Туди можуть випадково потрапити птахи.
Перевірка літака перед зльотом - один із обов'язків пілота.
Коли ви зайдете до кабіни, огляньте уважно всі пристроїякі перед вами знаходяться.
Перевірте кермо та закрилки- Вони повинні рухатися плавно. Не забудьте про резервуари з маслом. Потрібно звірити, чи їхній рівень збігається з допустимим. Також треба заповнити документи щодо розподілу вантажу на борту. Не можна допускати, щоб відбулося перевантаження.
Ще одна важлива деталь полягає в тому, що є між важлива відмінність у тому, що стосується керування літаком.У Боїнгах встановлені штурвали, тоді як в Аеробусах їх замінюють Сайдстики (Sight Stick). Це ручка керування літаком. Саме вони дозволяють керувати літаком у повітрі – задавати рух уперед, вправо чи вліво. Це і є відповідь на запитання: "Як називається кермо в літаку?"
Кабіна пілотів у Боїнгу.
Їх також потрібно перевірити, чи м'яко, але при цьому енергійно вони рухаються.
Зліт
Це одна з найважливіших складових будь-якого польоту. Як відомо, саме при посадці або трапляються більшість аварій.
В першу чергу, пілот вносить всю інформацію про точку відбуття в бортовий комп'ютер.Це код аеропорту, довгота та широта, номер смуги та систему виходу, дані за вітром, паливом і т.д. У Боїнга, наприклад, таких комп'ютерів два, і вони входять до так званої Flight Manager System.
Далі йде перевірка кабіни, коли другий пілот зачитує Pre-Flight Check List(Це список команд, які потрібно перевірити перед зльотом). Він зачитується виключно англійською мовою, оскільки всі органи управління літаком на панелях позначені англійськими словами.
Overhead system.
При цьому, перевіряється вся Overhead System(Це всі ті датчики та прилади, які знаходяться над головою пілотів). Там знаходяться система кондиціювання в салоні, протипожежні системи, паливні системи, системи регулювання температури в кабіні та багато інших. Принцип тут такий що далі від пілота ті чи інші системи, то вони менш важливі.
Деякі з них відрізняються за кольорами. є темно-сірі та світло-сірі.Це зроблено для того, щоб у разі пожежі та, як наслідок, задимлення кабіни пілот крізь кисневу маску міг їх розрізняти.
Пілот запускає двигуни, інформуючи про це техніка. Виставляє швидкість на панелі Flight Control Unit (вона знаходиться прямо перед пілотами. Там розташовані задатчики швидкості, висоти та курсу).
Потім потрібно випустити закрилки та вирулити на злітно-посадкову смугу.Отримавши дозвіл диспетчера зльоту на зліт, вивести двигуни приблизно на 40% їх потужності. Після цього відриваємося від смуги, прибираємо шасі і одночасно з цим набираємо швидкість. Закрилки повністю забираються. Останнє, що виконується, - це включення автопілота.
Політ
По суті, під час самого польоту пілоти мають лише контролювати літак. Керує їм автопілот. Тільки в екстрених випадках автопілот відключається під час польоту, і пілот сам регулює політ. На Аеробусах кнопка відключення автопілота знаходиться на Сайдстиці і спеціально забарвлена в яскраво-червоний колір.
Кабіна пілотів в Аеробусі.
Перевіряти потрібно іноді і Overhead System. Там діє "принцип темної кабіни". Інакше кажучи, всі датчики та системи повинні бути зеленого, білого або синього кольору. Вони просто сповіщають про свою роботу. Якщо якась із них купує жовтий колір це означає відмова системи.Червона може означати пожежу.
Якщо ми говоримо про Боїнг, то там встановлений штурвал, яким треба керувати плавно, але енергійно.Досвідчені льотчики відзначають, що ті, хто тільки навчається на пілота, зазвичай намагаються різко ним смикати. Або просто вчеплюються в нього. Це не правильно. М'які та тверді рухи- Так треба рухати штурвал.
На аеробусах Сайдстіком теж потрібно керувати спокійно і не ривками. Самі пілоти зазначають, що при керуванні літаком за допомогою Сайдстика не відчувається зворотний зв'язок. Тобто, повертаючи літак у той чи інший бік, ви це не відчуєте. Тоді як за штурвалом відчувається кожний рух.
При виникненні якихось проблем, чи то відмова одного з двигунів чи пожежі, комп'ютер сам показує, де і що не так. На дисплеї з'являється і які кнопки потрібно натискати в цьому випадку. На всякий випадок, в кабіні є і посібник із використання літака.Там розписано все, що потрібно робити, за будь-якої нестандартної ситуації.
Також під час польоту КВС (Командир повітряного судна) та другий пілот повинні контролювати один одного.Якщо помилиться один, другий виправить. Їх лише двоє, тому вони мають координувати події одне одного.
Відео "Як управляти літаком" представлено трохи нижче.
Посадка
При посадці до бортового комп'ютера знову заноситься вся потрібна інформація— код аеропорту прибуття тощо, щоб він сам уже зміг побудувати траєкторію, якою знижуватиметься.
Тільки під час зльоту та посадки пілот відключає автопілот.
Потрібно виставити висоту та натиснути режим зміни ешелону. Також виставляється курс і поступово відбувається зниження.
Відбувається вже перехід у глісаду(це траєкторія зниження літака) і сама посадка. При цьому включається малий газ і реверс.
Звичайно, це спрощений варіант набору тих дій, які здійснюють пілоти під час регулювання дій літака, але вони є основними.
РДП "Державний авіаційний центр"
"Стверджую"
Генеральний директор РДП
«Державний авіаційний центр»
______________Ж. Сандибаєв
«_______»____________2011 р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
проведення лекції з навчальної дисципліни
КЕРІВНИЦТВО З ЛІТНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
ТЕМА №1.
Розробив: БУТЕНБАЄВ Б.С.
АСТАНА 2011 р.
Тема №1
Загальні дані літака TL-2000
Опис літака
1.2.1 Планер літака
Легкомоторний літак TЛ-2000- Двомісний літак, з низькорозташованим крилом, з композиційних матеріалів, з кермом висоти.
Фюзеляж виконаний з багатошарового пластику, в деяких місцях із тришарового пластику, має овальний переріз для досягнення оптимального співвідношення жорсткості, маси та аеродинамічного опору. До складу фюзеляжу входить вбудований паливний бак, крісла та основа пульта.
Шасі має три колеса та обладнано гідравлічними дисковими гальмами. На колесах головної опори шасі гальма встановлені на пружині багатошарового пластику. Маневри виконуються за допомогою колеса передньої опори шасі.
Ніжне управління гальмами здійснюється з кабіни льотчика, управління гальмом кожного колеса є роздільним.
Колесо може бути обладнане аеродинамічними кожухами.
Крісла в кабіні льотчика встановлені поряд. Кабіна закрита ковпаком, який може бути прозорим або темніших тонів, що дозволяє забезпечити чудовий огляд. Фіксація ковпака кабіни здійснюється у трьох точках за допомогою замків. Примусова вентиляція у верхній частині контролюється з місця льотчика, крім цього вентиляція може бути обладнана нагнітальними вікнами або вікнами з бічним обдуванням.
Пілотажне керування літаком є спареним та організоване за класичною схемою. Управління кермом висоти здійснюється за допомогою тяги, керування кермом напрямку тросовою проводкою. Управління елеронами та закрилками здійснюється за допомогою тяг.
Використовується крило прямокутної форми. Крило повністю виконане з композиційних матеріалів, основний та допоміжні лонжерони виконані зі склопластику. Пилозахисний чохол має тришарову структуру. Закрилки передбачають встановлення у два положення.
Кермо висоти також виготовлене з композиційних матеріалів. До складу керма висоти входить тример, за допомогою якого забезпечується балансування літака в поздовжньому напрямку. Концепція керма висоти забезпечує низький аеродинамічний опір літака. Виробником фюзеляжу є TL Ultralight.
Паливна система
Паливна система представлена вбудованим паливним баком із композиційних матеріалів у складі фюзеляжу. Паливна система обладнана паливоміром, системою розподілу, запірним краном, фільтром та механічним паливним насосом. Усі елементи використовуються на двигунах типу 912 та 921S. Двигун типу 914 Turbo обладнаний електричною системою подачі палива.
Паливний бак обладнаний кришкою, що замикається, встановленою праворуч, в передній частині фюзеляжу. Виробником паливної системи є компанія TL Ultralight.
Повітряний гвинт
Передбачено можливість використання повітряного гвинта фіксованого або змінного кроку. Опис повітряного гвинта входить до складу постачання літака та зазначено в інструкції зі збирання та технічного обслуговування повітряного гвинта.
Двигун
Найчастіше використовуються двигуни типу Rotax 912, 912S та 914, які забезпечують чудові динамічні та польотні характеристики літака. Двигуни типу Rotax 912, 912S і 914 являють собою чотиритактні, чотирициліндрові двигуни. Охолодження головки циліндрів проводиться за допомогою рідини, що охолоджує, охолодження циліндрів - повітряне.
Двигун обладнаний редуктором із двома карбюраторами. Детальна інформація наведена в інструкції з використання двигуна.
Органи управління літака та їх робота
Ніжне керування:
При натисканні на ліву педаль ножа, літак розвертається вліво при знаходженні на землі або в повітрі; при натисканні на праву педаль ножа літак розвертається вправо при знаходженні на землі або в повітрі.
Ручне керування:
При перекладі льотчиком ручки управління він літак набирає висоту, при перекладі ручки управління від себе літак знижується.
Гальмування:
Колеса головної опори шасі обладнані гальмами. При натисканні на верхню частину лівої педалі проводиться гальмування лівого колеса; при натисканні на верхню частину правої педалі проводиться гальмування правого колеса. При одночасному натисканні на обидві верхні частини педалей проводиться гальмування обох коліс головної опори шасі.
Закрилки:
При натисканні на кнопку на ручному важелі, встановленому між кріслами. і підйом цього важеля вгору закрилки переводяться в друге висунуте положення. При натисканні на цей важіль з одночасним натисканням на кнопку проводиться збирання закрилків.
Балансування:
Важіль балансування у передньому положенні відповідає балансуванню "сильно вперед", заднє положення відповідає положенню "сильно назад". Середнє положення відповідає балансуванню для польоту за маршрутом.
Сектор Газу:
Сектор газу передньому положенні відповідає положенню повного газу. Сектор газу у задньому положенні відповідає роботі на малому газі.
| 1.4 Визначення центру тяжкості, допустимі та виміряні значення |  | 1.3 Компонування літака На рисунках вказано всі розміри. Коментарі до компонування вказані у пункті 1.4 | |||||||||||||||||
| Матеріал | Індекс | Зміна | Дата | Підпис | |||||||||||||||
| Напівфабрикат | |||||||||||||||||||
| Допуск ISO 8015 | Так | ||||||||||||||||||
| Точність ISO 2768 | м | до | |||||||||||||||||
| Проектування | Масштаб | ||||||||||||||||||
| Кількість, шт. | Вага | кг | |||||||||||||||||
| За креслення відп. | Інж. М. Іванов | Затвердив | Комплект | Специфікація | |||||||||||||||
| Контроль | Т. Свобода | Дата | 21.3.2001 | Попереднє креслення | |||||||||||||||
| Назва ТЛ-2000 STING | |||||||||||||||||||
| Номер креслення STING-D-1 | |||||||||||||||||||
| ЛИСТІВ | Аркуш | ||||||||||||||||||
Шасі літака
Шасі літака призначене для забезпечення стоянки та руху літака по поверхні аеродрому. Основними елементами шасі є: амортизатор, колеса, підкоси та замки, що фіксують стійку. Амортизатори поглинають енергію ударів при посадці літака та під час руху по землі. Колеса основних опор літака оснащуються дисковими гальмами, що забезпечують гальмування літака при його пробігу та рулюванні на землі. Є ще автомат юза на більшості сучасних літаків. Найбільшого поширення нині мають шасі з передньої опорою.
Системи керування літаком поділяються на основні та додаткові.
До основних відносять системи управління кермом висоти, кермом напрямку та елеронами, які складаються з командних важелів та проводки, що з'єднує їх з кермами.
Управління кермом висоти здійснюється штурвальною колонкою, відхиленням її вперед – назад, управління елеронами – відхиленням штурвала штурвальної колонки ліворуч – праворуч, управління кермом напрямку – ножними педалями.
Конструкцією системи управління передбачається відповідність відхилення командних важелів та зміни напрямку польоту природним рефлексам людини. Наприклад, права педаль відхиляється від себе - кермо напряму відхиляється вправо і літак робить поворот вправо, при взятті штурвальної колонки на себе (назад) кермо висоти відхиляється вгору і літак переходить у набір висоти. При повороті штурвала ліворуч лівий елерон відхиляється вгору, а правий – вниз і літак входить у лівий крен. На підвищення безпеки польотів управління дубльовано, тобто. Командні важелі є у командира ВС і другого пілота. Проведення систем управління може бути гнучким, жорстким, змішаним. Гнучка проводка виконується з тонких сталевих тросів (діаметром 6 …8 мм), жорстка є системою трубчастих тяг і гойдалок, змішана проводка включає і троси, і трубчасті тяги.
При польоті великі швидкості зусилля на командні важелі зростають і можуть перевищувати фізичні можливості людини. Для зняття навантаження з командних важелів до контуру системи управління включають підсилювачі (електричні або гідравлічні), які називають бустерами. У цих випадках пілот управляє бустерами при невеликих зусиллях, а бустера вже, своєю чергою, управляють органами управління.
До контуру систем управління транспортних літаків включається автоматичний пілот (автопілот), який використовується за рішенням екіпажу. Автопілот забезпечує керування та політ по заданій траєкторії.
До додаткових систем відносяться системи керування засобами механізації крила, шасі, двигунами, триммерами кермів тощо.
Для управління засобами механізації крила (закрилками, щитками, передкрилками та ін.) та шасі фізичної сили екіпажу недостатньо. Тому системи управління включають зовнішні джерела енергії: електричні, гідравлічні, пневматичні. Вибір джерела енергії залежить від конкретних вимог до систем. Джерела енергії, пов'язані зі споживачами, становлять відповідні системи (гідравлічні, електричні, пневматичні та інших.).
Гідравлічна системаявляє собою сукупність механізмів та пристроїв, з'єднаних трубопроводами, та призначена для передачі енергії на відстань за допомогою рідини. Гідросистеми використовуються для прибирання та випуску шасі, для повороту коліс передньої опори шасі, управління засобами механізації тощо.
Робочий тиск у гідросистемі створюється гідронасосами, встановленими на двигунах, і досягає 20000 кПа та більше.
Для підвищення енергоємності в системі встановлюють гідроакумулятори, а зменшення величини пульсацій тиску, що виникають при роботі насосів - гасники пульсацій. Це особливо важливо при прибиранні шасі і зльоті з двигуном, що відмовив, так як в цьому випадку час прибирання шасі зменшується, а отже, зменшується і лобовий опір. В результаті вертикальна швидкість набору висоти збільшується, що забезпечує безпеку польоту з двигуном, що відмовив.
Дія гідросистеми в польоті відбувається в такий спосіб. Робоча рідина з бака по лінії всмоктування надходить до насосів, від яких під робочим тиском надходить до фільтра тонкого очищення, а від нього – до кранів споживачів. При цьому відбувається зарядка гідроакумуляторів та гасників пульсацій.
При включенні відповідного крана споживача (наприклад, збирання шасі) рідина подається в робочу порожнину гідроциліндрів збирання шасі, та якщо з протилежних порожнин рідина поршнем виштовхується по лінії зливу в бак. Внаслідок переміщення штока гідроциліндрів відбувається прибирання шасі.
Пневматичнісистеми аналогічні гідросистем, тільки як робоче тіло використовується газ (азот, повітря).
0Системи управління літаком поділяються на основні та допоміжні. До основних прийнято відносити системи управління кермом висоти, кермом напрямку та елеронами (кермами кріплення). Допоміжне управління - управління двигунами, триммерами кермів, засобами механізації крила, шасі, гальмами тощо.
Будь-яка з основних систем управління складається з командних важелів управління та проводки, що зв'язує ці важелі з кермами. Важелі управління відхиляються ногами та руками пілота. За допомогою штурвальної колонки або ручки управління, що переміщується зусиллям руки, пілот керує кермом висоти та елеронами. Управління кермом напрямку здійснюється за допомогою педалей ножів.
Конструкція управління передбачає, щоб відхилення командних важелів, отже, і зміна становища літака у просторі відповідало природним рефлексам людини.
Наприклад, рух уперед правої ноги, що діє на педаль, викликає відхилення керма напрямку та літака вправо, переміщення штурвальної колонки вперед від себе викликає зниження літака та збільшення швидкості польоту тощо.
Для полегшення пілотування та підвищення безпеки польоту за тривалого польоту управління більшості цивільних літаків і, насамперед, багаторухових робиться подвійним. У цьому випадку систему командних важелів роблять здвоєною - дві пари педалей, дві штурвальні колонки або ручки, пов'язані між собою так, що відхилення важеля першого пілота викликає таке ж відхилення важелів другого пілота.
Система керування літаків, призначених для тривалих польотів, забезпечується автопілотом, що полегшує пілотування, автоматично витримуючи заданий режим польоту. Для зменшення навантажень, що діють на важелі управління при відхиленні кермів сучасних важких і швидкісних літаків, систему управління включають гідравлічні або електричні механізми, звані підсилювачами (бустерами). У цьому випадку пілот керує підсилювачами, які відхиляють Рулі.
Управління літальних апаратів, що здійснюють польоти на великих висотах і в сильно розрідженій атмосфері, а також апаратів вертикального зльоту і посадки, коли аеродинамічні сили, що діють на літак, нікчемні і звичайні аеродинамічні керма неефективні, здійснюється за допомогою струменевих або газових кермів. .
Струменеві керма є реактивними соплами, до яких підводиться стиснене повітря від спеціальних балонів або від компресорів двигуна. Керуючими силами у разі є реактивні сили, що виникають у кожному соплі при витіканні з нього стисненого повітря.
Газові керма мають форму звичайного аеродинамічного керма, встановленого в струмені газів, що випливають із сопла реактивного двигуна. Велика швидкість закінчення газів дозволяє отримати значні сили при порівняно невеликій площі кермів. Так як керма омиваються газами, що мають високу температуру, то матеріалом для їх виготовлення можуть бути графіт або кераміка. Дефлектор являє собою пристрій, що відхиляє реактивний струмінь газів. Зміна напрямку тяги двигуна шляхом повороту всієї рухової установки вимагає громіздких і складних пристроїв, що мають велику вагу та інерційність. Привід перерахованих вище кермових пристроїв може бути гідравлічним, електричним та пневматичним.
Конструкція елементів системи керування
Командні важелі керування. Керування кермом висоти та елеронами проводиться за допомогою ручки керування або штурвальної колонки. Ручка (рис. 64) є
вертикальний нерівноплечий важіль, розташований перед пілотом і має два ступені свободи, тобто здатний повертатися навколо двох взаємно перпендикулярних осей. При русі ручки вперед і назад відхиляються керма висоти, при переміщенні ручки ліворуч і праворуч (поворот навколо осі а - а) відхиляються елерони. Незалежність дії керма висоти та елеронів досягається розміщенням шарніра Про на осі а - а.
На важких літаках внаслідок великої площі кермів висоти та елеронів збільшуються навантаження, потрібні для відхилення кермів. У цьому випадку літаком зручніше керувати за допомогою штурвальної колонки, яка зазвичай виконується подвійний. На рис. 65 зображена штурвальна колонка керування літаком. Подібних стовпчиків на літаку дві: однією управляє командир корабля, другий - другий пілот. Кожна колонка складається з дюралюмінієвої труби, головки штурвала та нижнього вузла – опори штурвальної колонки, в торцях якого загорнуті шарикопідшипники. У нижній частині колонки є важіль, якого приєднуються тяги управління кермом висоти.
Тяги керування елеронами з'єднані з гойдалками, встановленими на кронштейнах. На кожному штурвалі є кнопки керування зв'язної радіостанції, увімкнення та відключення автопілота та натискний перемикач керування триммером керма висоти.
Для управління кермом напрямку призначені педалі, які бувають двох типів: що переміщаються у горизонтальній площині та переміщуються у вертикальній площині. При горизонтальному переміщенні педалі рухаються прямолінійними напрямними або на шарнірному паралелограмі, зібраному зі сталевих тонкостінних труб.
Паралелограм забезпечує прямолінійне переміщення педалей без їх повороту, що необхідно для зручного та невтомного положення ступні ноги пілота.
Педалі, що переміщуються у вертикальній площині, мають верхню або нижню підвіску. Положення педалей можна регулювати, підганяючи під зріст пілота. На рис. 66 зображено пульт ножного управління, який складається з трьох щік 1, між якими на штангах 2, з'єднаних з трубою 8, підвішені педалі 4. Кожна педаль спеціальним пальцем 6, що проходить всередині осі педалі, пов'язана з секторною качалкою 5. Верхня частина секторних качалок тягами 9 і 10 з'єднана з важелями горизонтальної труби 7. На трубі закріплений важіль 11, якого приєднується тяга 12, що йде до керма повороту. При натисканні, наприклад, на ліву педаль (від пілота) повернеться секторна гойдалка 5 яка через тягу 9 викличе поворот труби 7 проти годинникової стрілки. Цей рух у свою чергу через тягу 10 викликає поворот секторної гойдалки правої педалі в протилежний бік, тобто назад до пілоту. Пальці служать для регулювання педалей зростання пілота. Регулювання проводиться наступним чином: пілот віджимає вбік важіль засувки 3 і тим самим виводить палець 6 із зачеплення із сектором 5. Пружина (на малюнку не показана) повертає педаль у бік пілота.
Проведення управління, як зазначалося, то, можливо гнучкою (рис. 67, а), жорсткої (рис. 67, б) чи змішаної.
Гнучка проводка управління виконується з тонких сталевих тросів, діаметр яких вибирається залежно від навантаження, що діє, і не перевищує 8 мм. Так як троси можуть працювати тільки на розтяг, то керування кермами в такому випадку виконується за двопровідною схемою. Окремі ділянки тросів поєднуються за допомогою тандерів. Трос до тандерів та секторів кріпиться за допомогою коушів та запресовок (рис. 68). Для зменшення провисання тросів на прямолінійних ділянках служать зазвичай текстолітові напрямні, місцях перегину троса встановлюються ролики з кульковими підшипниками.
Жорстка проводка є системою жорстких тяг і гойдалок. Гойдалки є проміжними опорами проводки, які необхідні розподілу тяг на порівняно короткі ділянки. Чим коротше тяга, тим більше зусилля стиснення може сприйняти. З іншого боку, що більше роз'ємів у тяг, то більше вагу проводки.
Тяги мають трубчастий переріз, виготовляються з дюралюмінію та рідше зі сталі. З'єднання тяг між собою, а також з качалками здійснюється через наконечники з одним або двома вушками, в яких вмонтовані шарикопідшипники, що допускають перекіс між осями тяг. Окремі наконечники мають різьблення для можливого регулювання довжини проводки. Для підвищення надійності управління кожна тяга виконується іноді двох труб, вставлених одна в іншу. Основною трубою є зовнішня, але кожна труба окремо може повністю сприйняти все розрахункове навантаження, що припадає на цю тягу.
Системи керування з підсилювачами
Зі збільшенням швидкостей, розмірів та ваги літаків навантаження на поверхні управління збільшуються. Однак ці зусилля обмежуються фізичними можливостями пілота і не повинні перевищувати певних величин, оскільки можуть викликати втому при тривалому польоті у складних метеоумовах. Крім того, при великих зусиллях на органах управління (командних важелях) пілот не може діяти досить швидко, що погіршує маневреність літака. Утвердилася думка, що потужна аеродинамічна компенсація і, отже, ручне управління, тобто управління без підсилювачів літаком, можливі лише за швидкостях польоту, що відповідають числу М не більше 0,9.
Відмова від використання повітряного потоку для зменшення навантажень на органи управління (командні важелі) пілота вимагає встановлення на літаку досить потужного джерела допоміжної енергії. Таким джерелом у більшості випадків є літакова гідросистема, пристосована для живлення бустерів (гідропідсилювачів), що включені в систему управління літаком.
З появою управління, має гідропідсилювачі, відпали труднощі, пов'язані з аеродинамічною компенсацією кермів. Відпрацювання системи з гідропідсилювачами майже вимагає льотних випробувань і проводиться повністю на наземних стендах, що дає велику економію часу і коштів. Значно спрощується застосування автопілотів, оскільки за наявності у системі гідропідсилювачів можна зменшити потужність кермових машинок.
Деякі конструкції гідропідсилювачів дозволяють зменшити і навіть повністю усунути вагове балансування кермів. Однак застосування бустерів ускладнює конструкцію літака.
В даний час застосовуються два різновиди гідропідсилювачів: незворотні та оборотні. Необоротними називаються такі підсилювачі, в яких все навантаження, прикладене до вихідної ланки (наприклад, шарнірний момент керма), долається силовим вузлом і на ручку управління не передається. Для створення на ручці «почуття» керування проводиться штучне навантаження ручки за допомогою спеціальних пристроїв. Найпростішими є пружини з лінійною залежністю зусилля від відхилення ручки. Однак такі пристрої рідко задовольняють пілотів, оскільки вони, створюючи на органах управління однакові зусилля як при мінімальній, так і при максимальній швидкості польоту, можуть стати причиною небезпечного перевантаження літака при маневрі.
Переважне поширення отримали навантажувальні автомати, що створюють зусилля в залежності від величини швидкісного напору та кута відхилення поверхні управління. Такі навантажувальні автомати, а також деякі спеціальні навантажувальні пристрої у поєднанні з незворотними підсилювачами дозволяють вибрати найкращі характеристики керованості будь-якого літака.
Необоротні системи застосовуються в основному при великих навантаженнях на органах управління і в тих випадках, коли немає необхідності створювати на ручці відчуття навантаження виходу, як, наприклад, у разі управління переднім колесом літака.
На деяких літаках, зокрема на легенях, набули поширення оборотні системи управління, в яких забезпечується передача відомої частини аеродинамічних навантажень, що діють на кермі, на ручку управління. Подібне управління з пропорційною чутливістю на ручці управління зменшує можливість перевантаження конструкції при різних еволюціях літаків. Крім того, забезпечується без центруючих пристроїв та втручання пілота повернення вільних кермів у нейтральне положення, що має велике значення для збереження стійкості літака.
Зазвичай на реактивних літаках, обладнаних оборотною бустерною системою, природний градієнт зусиль на важелях управління виходить тільки в середній частині діапазону швидкостей: при великих швидкостях управління здається "важким", а при малих - "легким". Цей недолік усувається навантажувальним пристроєм.
Навантаження від шарнірного моменту може бути передане на ручку або за допомогою відповідної кінематики системи зворотного зв'язку важеля, або гідравлічним способом.
На рис. 71, а зображена одна із схем незворотного гідропідсилювача з двигуном (циліндром) прямолінійного руху. Переміщення ручки управління 1 викликає рух тяги 2, яка через важіль 3, що повертається відносно точки а, змістить золотник 4, що замикає шляхи підведення та зливу рідини, у бік відхилення ручки 1. В результаті рідина під тиском надійде у відповідну порожнину циліндра 6, переміщатиме його поршень 7 і відхиляти рульову поверхню 8. Переміщений золотник відкриває також канали для зливу рідини з неробочої порожнини циліндра 6. Якщо рух ручки 1 буде припинено, то точка стане нерухомою і переміщається поршень 7 через важіль 3 повідомить золотнику 4 переміщення, яке він отримував за відхилення ручки 1.
В результаті цього кількість рідини, що надходить в циліндр, буде зменшуватися доти, поки в середньому положенні золотника 4 надходження олії не припиниться і швидкість поршня дорівнює нулю. При зміщенні золотника у протилежний бік рух всіх елементів регулюючого пристрою відбуватиметься у протилежному напрямку.
Механічні упори 5, що обмежують максимальне відхилення золотника, зменшують максимальну помилку, яка може бути введена систему. Якщо пілот спробує після того як буде обраний цей вільний хід зрушити важіль зі швидкістю, що перевищує максимальну швидкість штока, зусилля, що розвивається ручкою, складається з зусиллям тиску рідини.
На рис. 71 б зображена схема оборотної системи управління кермом літака з гідравлічним навантаженням ручки управління. Гідравлічне навантаження ручки управління здійснюється за допомогою навантажувального циліндра, поршень якого через механізм зворотного зв'язку впливає на ручку. Порожнини циліндра навантаження з'єднані з відповідними порожнинами основного силового циліндра: значення навантаження на ручку визначається площею поршня циліндра а, величиною тиску рідини і розмірами плечей n і k диференціального важеля зворотного зв'язку.
Для того щоб рідина, що знаходиться в силовому циліндрі підсилювача, не перешкоджала ручному управлінню, обидві порожнини циліндра повідомляються між собою через обвідний клапан. При найбільш небезпечних пошкодженнях, наприклад, заїдання золотникового розподільника, підсилювач повинен автоматично відключатися від системи управління для запобігання її заклинювання.
Якщо відмова підсилювача відбудеться за такої еволюції літака, коли на кермі діє велике навантаження, то в момент переходу на ручне управління зусилля на командних важелях можуть перевершити зусилля пілота. Це призведе до довільного відхилення керма, в результаті якого літак може потрапити в небезпечні умови польоту, перш ніж кермо буде повернено в потрібне положення. Найкращим способом усунення такої небезпеки є безперервне балансування шарнірного моменту керма за допомогою автоматичного тримера, незалежно від того, увімкнено або вимкнено підсилювач. Для створення «почуття керування» система з автоматичним триммером повинна мати будь-який навантажувальний пристрій. Для зручності переходу з бустерного управління на ручне у сучасних оборотних системах прийнято ділити навантаження між пілотом та підсилювачем щодо 1:3.
З поширенням систем управління з підсилювачами у них з'явилися нові гідравлічні, електричні та складні механічні пристрої. Крім збільшеної конструктивної складності, управління тепер стало залежати від інших літакових систем. Виникли серйозні практичні труднощі у забезпеченні надійності управління.
Підвищення надійності системи підсилювачів досягається головним чином шляхом дублювання окремих елементів, можливість виходу яких з ладу найімовірніша, а також шляхом повного дублювання підсилювальних установок. Підсилювачі постачаються пристроями для локалізації пошкоджених агрегатів з автоматичним перемиканням їх на справні резервні агрегати. Одночасно покращуються аварійні системи переходу на ручне управління у разі повної відмови системи. Застосовується також секціонування поверхонь керування з приводом кожної секції від автономної установки бустера.
Незважаючи на ряд покращень у системах управління з підсилювачами, застосування дубльованих гідросистем, перевага щодо надійності та ваги ще залишається за ручною системою управління з аеродинамічною компенсацією. Тому при проектуванні нового літака з помірною швидкістю (приблизною) польоту дуже важливий правильний вибір системи управління. Особливого значення це має пасажирських літаків. Багато сучасних пасажирських літаків мають ручне управління. Звичайне ручне управління з тросовою та жорсткою проводкою можна використовувати до чисел М = 0,9 навіть на літаках великої вантажопідйомності за умови застосування внутрішньої аеродинамічної компенсації або пружинних сервокомпенсаторів. Однак на практиці для управління у всьому діапазоні швидкостей польоту необхідні деякі додаткові пристрої: допоміжні елерони або інтерцептори поліпшення поперечної керованості при малих швидкостях польоту;
керований стабілізатор для збереження поздовжньої стійкості та парування зміни поздовжнього нахилу літака при великих числах М.
Підвищення економічності транспортних літаків в даний час досягається збільшенням розмірів літака та його злітної ваги, який вже зараз наближається до 450 Т. Слід зазначити, що моменти, створювані поверхнями управління зі збільшенням ваги літака, стають все менш ефективними порівняно з моментами інерції конструкції, тому реакція літака на відхилення поверхонь управління стає неприйнятно малою. У зв'язку з цим очікується у майбутньому корінних змін методів управління великими літаками.
Використовувана література: "Основи авіації" Автори: Г.А. Нікітін, Е.А. Баканів
Завантажити реферат: У вас немає доступу до завантаження файлів з нашого сервера.