Файл: Костин С.В. Рулевые приводы.pdf

dC5

Ü о Г

г_ ^ со

OS? ifi S ~

Hо5 3 u

c.c"5 H w,

5 s = S 2 £

• Ѳ * соиS s

*r ОI

ST’t- r- ysg•-

1-ë

hО -2 ?= •e g £ 3 <

•« я .

sі:Л^n л

ь л a>

. f U

P-cV 3

\

H>a «

U{_ а

1 0 0

-

££

*-<О, Я

с . I ж

е з д о й

О.Ч« 2

хо о о ^ о н о.

щез НD, О,—ОН

е К>>га

101

Рис. 2.4. Схема пневмопри­ вода струйно-реактивного действия в системе стабили­ зации высотного летательно­ го аппарата:

го ГД (ПЭКС) в разных на­ правлениях; г — плечо от оси вращения до оси сопла ПЭКСа; а)-—угловая скорость

г г

W

Рис. 2.5. Схема автоматизированного пнев­ мопривода:

R — омические сопротивления моста потенциомет­ ра обратной связи; Ro, RI, R2, R3— сопротивле­ ния усилителя мощности УМ

А

управления (сумматоры СС, преобразователи и усилите­ ли электрических сигналов УМ, электромеханические преобразователи ЭМП, устройства обратных связен и цепей коррекции).

Входной величиной привода является электрический сигнал управления мвх малой ‘мощности (доли ватта), который преобразуется в механическое перемещение штока (выходного вала) двигателя. Для связи двигателя

снагрузкой предусмотрен механизм передачи МП, кото­ рый жестко связывает перемещение штока двигателя ,ѵш

сдвижением нагрузки исполнительного органа летатель­ ного аппарата ±6 (руль, поворотный двигатель, регуля­

тор тяги двигателя и т. п.). Чем 'больше величина входно­ го сигнала «вх, тем больше мощность газового привода.

Для повышения динамических свойств и точности воспроизведения входного сигнала газовой автоматизи­ рованный привод имеет обратные связи ОС и корректи­ рующие цепи КП по скорости, ускорению и нагрузке.

Автоматизированный газовый привод, включенный в систему автоматического управления, в зависимости от выполняемых функций и моментов нагрузки (пружинно­ го уИц.п и аэродинамического Ми.а) может быть разомк­ нутым (рис. 2.6) и замкнутым (рис. 2.7).

Основные преимущества газовых приводов следую­ щие: простота конструкции, малая масса, надежность, значительный срок хранения, хорошая готовность к дей­ ствию, возможность работы в сложных условиях окру­ жающей среды (при значительных изменениях темпера­ тур и давлений, при радиации и высоких магнитных полях).

Основными недостатками газовых приводов являют­ ся: малое время работы пневмопривода (до 2 мин), од­ норазовость применения, наличие уплотняющих уст­ ройств (часто резиновых), высокая сжимаемость газа (особенно воздуха), большой разброс входных парамет­ ров источников газовой энергии и т. п.

2.2. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ

Пневматические ‘(газовые) усилители для удобства исследования и расчета подразделяются на следующие основные типы:

— газовые усилители с управляющими дросселями на входе и выходе (ГУ со струйной трубкой);

104

—газовые усилители с управляющими дросселями на входе в одну полость и на выходе из другой (ГУ с золот­ ником) ;

—газовые усилители с управляющими дросселями только на выходе (ГУ с соплом-заслонкой);

—газовые усилители с управляющими дросселями только на входе (ГУ с заслонкой).

Следовательно, разделение проведено по принципу изменения газовых потоков при втекании и вытекании. Так, в газовом усилителе со струйной трубкой изменяют-

ьбх

ся два газовых потока при втекании и вытекании его из полости газового двигателя (регулирование по входу и выходу).

Для изучения устройства газового усилителя со струй­ ной трубкой и выяснения принципа действия на рис. 2.8 показана его типовая схема, а на рис. 2.9 — схема газо­ вых потоков. Из рис. 2.8 видно, что струйная трубка 3 с диаметром dc и приемные окна 1 и 2 с диаметром d0к разделяют постоянный газовый поток GBXна два, кото­ рые изменяются в зависимости от угла поворота а оси ЭМП, переменных потока втекания в первую Gn и во вторую 0\2 полости ГД. При этом потоки вытекания G21 и G22 и з полостей ГД будут также изменяться в зависи­ мости от этого угла поворота. При непрерывной системе

105

автоматического регулирования между управляющим воздействием ЭМП {ии или Іѵ), углом поворота оси а и параметрами потоков Сц, GІ2, G21 и G22 существует не­ прерывная функциональная связь, основу которой состав­ ляет, как правило, линейный режим работы ЭМП и взаи­ мосвязанное изменение проходных сечении дросселей (газовых сопротивлений) для всех четырех потоков газа

fib f 2 b f1 2 и f2 2 -

Таким образом, работу газового усилителя со струй­ ной трубкой можно представить эквивалентной схемой газового моста усилителя (рис. 2.10). Этот мост питается

газовым потоком входного рвх и выходного рвых давле­ ний и имеет переменные газовые сопротивления втекания R и и R\ 2 и вытекания R21 и Rzi- При этом при увеличении R л обязательно пропорционально изменяется (уменьша­ ется) R\2 , а при увеличении R22 соответственно уменьша­ ется R2\ и наоборот.

Эта схема построения газового усилителя со струнной трубкой является общей для других типов газовых уси­ лителей, в которых изменяются не все газовые сопротив­ ления.

Так, тазовый усилитель с соплом-заслонкой (рис; 2.11) имеет переменные газовые сопротивления только при вы­

чины. Переменные газовые сопротивления на выходе образуются прикрытием сопел 1 и 4 заслонками 2, 3,

106

перемещающимися на величину х, пропорциональную углу а поворота оси ЭМП. Между углом поворота оси ЭМП и перемещением заслонок х существует непрерыв­ ная связь через передаточный механизм 5. Следователь­ но, схема газового моста ГУ с соплом-заслонкой отлича­ ется от схемы, изображенной на рис. 2.10, только тем, что'газовые сопротивления втекания Ru и Rio — величи­ ны постоянные.

Газовый усилитель с золотником (рис. 2.12) отличает­ ся от предыдущих ГУ тем, что у него при отклонении осп ЭМП в одну сторону происходит передвижение пласти-

ны 1 и изменение газовых сопротивлений и расходов втекания Ru, Gu и вытекания R2 2 , Goo (значения газовых сопротивлений втекания R І2 и вытекания /?2| практиче­ ски бесконечны). При отклонении оси ЭМП в другую сторону происходит изменение газовых сопротивлении втекания R \2 и вытекания R21 (значения газовых сопро­ тивлений втекания и вытекания R22 остаются посто­ янными). Газовые сопротивления втекания и вытекания

зависят от ширины окон втекания Ли, вытекания .Л22 и хода золотника х.

Схема газового моста ГУ с золотником имеет при по­ ложительном угле а переменные газовые сопротивления втекания в первую полость Ru и вытекания из второй по­ лости Roo, а при отрицательном угле а —переменные со­

107

противления втекай ия во вторую полость и вытекания из первой (см. рис. 2.10).

Схема ГУ с заслонкой (рис. 2.13) отличается от пре­ дыдущих тем, что при отклонении оси ЭМП (3) изменя­ ются газовые сопротивления 2 и 4, а сопротивления вы­ текания 1 и 5 остаются постоянными. Схема газового моста такого усилителя может быть получена из общей схемы (см. рис. 2.10) при переменных сопротивлениях втекания (У?п и R l2) и постоянных сопротивлениях выте­ кания (R2l и R2 2 ) -

Во всех ГУ секундные расходы газа через переменные проходные сечения ГУ (/,-,-) при сверхкритическом (GÜ)о и докритическом (GÜ)д режимах течения будут опреде­ ляться по известным зависимостям [25]:

— для потока втекания в первую полость двигателя

G ii = (G u )c C D (ß z i);

— для потока вытекания из первой полости двигателя

G 2 1 = ( С 2 ) ) с Ф ( ß l a ) ;

— для потока втекания во вторую полость двигателя

Сі2 = (G12)сФ ф а)!

— для потока вытекания из второй полости двигателя

—для максимального потока при сверхкритическом режиме течения через любое сечение

= 0,85^-0,95;

108

£ —■коэффициент отношения теплоемкостей,

Сп

/г = —— ; для воздуха £=1,4; для порохово-

С у

го газа £ = 1,2—1,3; Р\ и ро — давление в первой и во второй полостях га­

зового двигателя; ра— атмосферное давление.

Безразмерная функция <D(ßZi) в зависимости от режима истечения принимает следующие значения:

при ßzi< ß K Ф (ßzi) = 1; при ßzi> ß „

где

2 \*~»

Рк =

£ + 1 /

109