Системы управления самолетом

предъявляемые к ним;
виды командных рычагов системы управления;
принципы построения проводки управления;
необходимость автоматизации систем управления самолетом.

г. 479с.

1. Назначение систем управления самолетом и требования, предъявляемые к ним.
2. Командные рычаги системы управления.
3. Проводка управления.
4. Автоматизация систем управления самолетом.

и частями самолета, называют системой управления самолетом.

Если процесс управления осуществляется непосредственно летчиком, т. е. летчик посредством мускульной силы приводит в действие органы управления и устройства, обеспечивающие создание и изменение управляющих движением самолета сил и моментов, то система управления называется неавтоматической (прямое управление самолетом).

Если процесс управления осуществляется летчиком через механизмы и устройства, облегчающие и улучшающие качество процесса управления, то система управления называется полуавтоматической.

Если создание и изменение управляющих сил и моментов осуществляется комплексом автоматических устройств, а роль летчика сводится к контролю за ними, то система управления называется автоматической.

На большинстве современных скоростных самолетов применяются полуавтоматические и автоматические системы управления.

действие органы управления самолетом для изменения режима полета или для балансировки самолета на заданном режиме, называют основным управлением самолета.

Устройства, обеспечивающие управление различными агрегатами и частями самолета (шасси, закрылками, створками), называют вспомогательным управлением.

В систему основного управления входят:
а) командные рычаги, на которые непосредственно воздействует летчик, прикладывая к ним усилия и перемещая их;
б) проводка управления, соединяющая командные рычаги с управляемыми агрегатами;
в) специальные механизмы, автоматические и исполнительные устройства.

Экипаж является важнейшим звеном в неавтоматической и полуавтоматической системах управления, он воспринимает и перерабатывает информацию о положении самолета, действующих перегрузках, положениях рулей, вырабатывает решение и создает управляющее воздействие на командные рычаги.

ног летчика для отклонения командных рычагов должны соответствовать естественным рефлексам человека при сохранении равновесия. Перемещение летчиком командного рычага в определенном направлении должно вызывать нужное перемещение самолета в том же направлении.
2. Реакция самолета на отклонение командных рычагов должна иметь незначительное запаздывание, определяемое условиями устойчивости контура управления «летчик — самолет».
3. При отклонении органов управления (рулей, элеронов и др.) усилия на командных рычагах должны возрастать плавно, быть направлены в сторону, противоположную движению командных рычагов (препятствовать перемещению их летчиком), а величина усилий должна согласовываться с режимом полета самолета. Последнее необходимо для обеспечения летчику «чувства управления» самолетом, способствующего пилотированию самолетом. Предельные усилия на командных рычагах оговариваются соответствующими нормами.
4. Должна быть обеспечена независимость действия рулей: отклонение, например, руля высоты не должно вызывать отклонения элеронов, и наоборот.
5. Углы отклонения рулевых поверхностей должны обеспечивать возможность полета самолета на всех требуемых полетных и посадочных режимах, причем должен быть предусмотрен не который запас отклонения рулей.

следующие эксплуатационные требования:
все сочленения и механизмы управления должны быть доступны для осмотра и обслуживания;
крайние положения рулей, а также предельные отклонения командных рычагов должны быть ограничены упорами.
По способу воздействия основное управление подразделяют на ручное и ножное.

управление (ручку или штурвал с колонкой) и ножное (педали).

‒ ручка управления; 2 ‒ тяга управления по тангажу;
3 ‒ шарнирное звено, обеспечивающее возможность поворота наконечника тяги;
4 ‒ тяга управления по крену; 5 ‒ ось-кронштейн установки ручки

торможения колес шасси; 3 ‒ возвратная пружина управления тормозами; 4 ‒ кронштейн; 5 ‒ трубка проводки к тормозам колес; 6 ‒ хомут с крючком фиксатора ручки при стоянке; 7 ‒ трос; 8 ‒ нижний стакан; 9 ‒ труба

Штурвал с вертикальной колонкой
1 ‒ секторная качалка; 2, 6 ‒ опоры;
3 ‒ качалка; 4 ‒ рычаг управления
рулем высоты; 6 ‒ колено; 7 ‒ труба;
8 ‒ переключатель управления триммерами руля высоты; 9 ‒ кнопка быстрого отключения автопилота;
10 ‒ штурвал; 11 ‒ головка; 12 ‒ кнопка самолетного переговорного устройства (СПУ); 13 ‒ кнопка включения радиостанции; 14 ‒ гашетка

крепления ног летчика; 3 ‒ поступательно движущаяся педаль;
4 ‒ тяга подсоединения проводки управления; 5 ‒ рычаг параллелограммного механизма

Качающиеся педали ножного управления: 1 ‒ вал; 2 ‒ педаль; 3 ‒ палец; 4 ‒ сектор;
5 ‒ рычаг; 6 ‒ штанга; 7 ‒ ось; 8 ‒ рычаги тяги управления рулем поворота; 9 ‒ тяги;
10 ‒ рычаг сектора педали; 11 ‒ защелки регулировочного устройства под рост летчика

устройствами привода рулей.
К ней подключаются исполнительные механизмы систем автоматизации управления.

Гибкая проводка управления выполняется в виде тросов, а на прямых участках — в виде лент или проволоки.

Преимуществом гибкой проводки является ее малая масса и удобство компоновки проводки.
Тросовую проводку можно разместить с помощью роликов и направляющих в удобных и безопасных местах, например, под полом кабины, по борту фюзеляжа, в носке крыла.
Недостатками гибкой проводки является большое трение и износ в местах перегибов троса, а также необходимость размещения двух тросов для передачи поступательных, противоположно направленных движений (т. е. гибкую проводку приходится делать двухпроводной).

Стальные тросы (диаметром 4 – 7 мм) сплетены из нескольких прядей. Каждая прядь состоит из 7 – 19 тонких оцинкованных проволок диаметром 0,2 – 0,4 мм, изготовленных из нагартованной углеродистой стали.

30 – 50 мин. Для обеспечения достаточной долговечности тросов желательно, чтобы действующие в тросе при управлении самолетом усилия составляли не более 10% от усилия, разрушающего трос.

Части тросов состыковывают между собой специальными соединительными тандерами.
Концы тросов запрессовывают в наконечники, имеющие резьбу.
Муфта тандера свинчивает два наконечника, имеющих резьбы разного направления, позволяя регулировать натяжение троса

Тандер
1 ‒ наконечник с правой резьбой; 2 ‒ муфта; 3 ‒ наконечник с левой резьбой

В гибкой проводке обязательно осуществляется предварительное натяжение тросов, чтобы исключить зазоры. Для уменьшения изменений натяжения тросов проводки при изменении наружной температуры в цепь проводки включают специальные секторы с пружинными компенсаторами, поддерживающими натяжение тросов в проводке в определенных пределах.

поступательным или вращательным.
Наиболее часто используют жесткую проводку в виде тяг с поступательным движением.
Так как тяга может работать на растяжение и на сжатие, то для обеспечения управления достаточно одной линии тяг (т. е. жесткая проводка однопроводна).

Жесткая проводка по сравнению с гибкой более удобна в эксплуатации, обладает большей боевой живучестью, но имеет большую массу и требует для своего размещения значительных объемов на самолете. Элементами жесткой проводки являются тяги, качалки, рычаги, валы, направляющие устройства и кронштейны.

Жесткая проводка управления
1 ‒ тяга: 2 ‒ качалка

Роликовые направляющие жесткой проводки управления: 1 – тяги; 2 ‒ ролик

секторы с профилями или канавками на ободе для троса, изготовленные заодно с узлом качалки, к которой присоединяются тяги жесткой проводки управления.

Конструкция сектора для перехода от тросовой проводки к жесткой:
1 ‒ трос; 2 ‒ сектор: 3 ‒ тяга

тяг и тросов из герметических кабин и отсеков.

Это делается с помощью специальных коробок герметизации, в которых поступательное движение тяг преобразуется с помощью качалок-рычагов во вращательное, а поворачивающиеся валы легко гермети­зируются с помощью кольцевых уплотнений

Узел вывода качалок управления из герметической кабины:
1 ‒ днище герметической кабины; 2 ‒ уплотнительное кольцо (из резины);
3 ‒ коробка; 4 ‒ фетровое кольцо; 5 ‒ качалка в герметической кабине; 6 ‒ вал;
7 ‒ качалка вне герметической кабины

иногда надевались гофрированные чехлы, но при этом на тягу действовало дополнительное усилие от перепада давлений, что изменяло характеристики управляемости самолета. в настоящее время такие конструкции не применяются.
Тросы обычно (пропускают через резиновые сердечники, закрепленные в стенке гермокабины

Пример герметизаии тросов
1 ‒ пластина; 2 ‒ прокладка: 3 ‒ трос; 4 ‒ резиновое уплотнение; 5 ‒ болт;
6 ‒ текстолитовый вкладыш

для облегчения пилотирования, улучшения качества управления и повышения эффективности применения самолетов.

Трудности пилотирования и недостатки характеристик устойчивости и управляемости современных сверхзвуковых самолетов послужили причиной введения автоматизации в их управление.

Недостаточная чувствительность современных сверхзвуковых самолетов на отклонение рулей, большое (по современным понятиям) запаздывание реакции самолета на отклонение летчиком командных рычагов ухудшает маневренные свойства самолета и его управляемость.

Для повышения безопасности полета вводится автоматическое управление самолетом на некоторых ответственных режимах полета: система автоматической посадки; управление полетом на малых и предельно малых высотах; автоматический вывод самолета на аэродром посадки, автоматическое управление рулением и т.д.

Автоматика обеспечивает также безопасность полета большой группы самолетов в строю, предупреждает возможности столкновения самолетов в воздухе.

самолетом заданной траектории при заходе на посадку, выброске парашютного десанта, сбрасывании грузов и других маневрах.

В систему управления современным самолетом включают специальную систему автоматического управления (САУ), обеспечивающую без участия летчика или под его контролем выполнение следующих функций:
пилотирование самолета по заданному заранее или рассчитанному в полете маршруту, на заданной высоте и с заданной скоростью;
улучшение характеристик устойчивости и управляемости самолета;
управление двигательной установкой;
повышение безопасности полета и эффективности применения самолета.

САУ современного сверхзвукового пассажирского самолета состоит из шести подсистем:
повышения устойчивости самолета;
балансировки самолета по углу тангажа;
стабилизации угловых движений и траекторного управления (разворотов, навигации и посадки);
автоматического управления тягой двигателей;
полуавтоматического управления (при пилотировании самолета летчиком);
вычисления командных сигналов для взлета и ухода на второй круг.