Файл: Системы автоматического и директорного управления самолетом..pdf

то летчик успевает взять управление самолетом и не допустить аварийного положения, поэтому данный отказ САУ лишь потен­ циально опасен. Если же

то хотя летчик и может взять управление самолетом, но предот­ вратить аварийное положение он не в состоянии, поэтому дан­ ный отказ опасен.

Рис. 3. 3. Влияние момента включения летчика в процесс управ­ ления на реакцию на отказ:

1, 2. 3—при включении летчика в момент времени r„i, tB2, <вз соответственно

Выражения (3.30) и (3.31) формулируют необходимые и до­

может быть опасен или потенциально опасен с определенной вероятностью, которая в выражении (3.27) обозначалась через <7п ц-

102

Для приближенной оценки величины этой вероятности будем считать, что если для конкретных условий полета и принятых при исследовании некоторых взятых с запасом значений г^ер для j-го отказа на г-м режиме полета выполняется условие (3.30), то летчик всегда успеет включиться в управление; данный отказ потенциально опасен и потому

Если же для конкретного отказа выполняется условие (3.31), то с некоторой степенью перестраховки приходится считать ава­ рийное положение неизбежным, отказ — опасным и поэтому

(О (Я

q™\. — вероятность возникновения конкретного потен­

циально опасного или опасного отказа САУ со­ ответственно.

Пути и средства обеспечения заданного уровня безопасности полета самолета

Обеспечение требуемого уровня безопасности полета матема­ тически выражается выполнением следующих соотношений:

103

являются довольно жесткими. Так, величина допустимого уровня риска управления составляет

<2доп = Ы 0- 7,

что практически соизмеримо с предельной интенсивностью отка­ зов основных схемных элементов — катушек индуктивности, кон­ денсаторов, резисторов и т. д. (предельные ^-характеристики этих элементов соответствуют примерно К= 1 • 10~8-т- 1 ■10~9 1/ч [13]). Жесткость требований к безопасности полета вызывает не­ обходимость применения в САУ специальных мер, осуществле­ ние которых обеспечивает выполнение условия (3. 37).

Из выражения (3.35) следует, что принципиально уменьшить величину Qce3 можно за счет одновременного или раздельного уменьшения первого <5сау и втоРого слагаемых.

На практике в настоящее время реализуются в основном два пути уменьшения Qoes- Первый путь заключается в том, что бла­ годаря применению специальных мер, обеспечивающих для ряда отказов выполнение условий (3.30) и (3.32), уменьшается число опасных отказов и, следовательно, величина Q£aу за счет увели­

чения числа потенциально опасных отказов, т. е. за счет некото­ рого увеличения составляющей

^ сау’ что возможно осуществить за счет увеличения надежности

соответствующих элементов САУ.

Первый путь возможен только в случае малости величин q„ij и <7л ij. В самом деле, отсутствие на борту самолета необходимой информации для ручного пилотирования самолета определяется отказом навигационно-пилотажного оборудования самолета или невозможностью пилотирования самолета по имеющемуся обо­ рудованию на данном режиме полета с одновременным отсут­ ствием видимости окружающей обстановки и является событием маловероятным. Величина дл ц при наличии на борту самолета двух летчиков определяется преимущественно ошибками пило­ тирования, вероятность которых также весьма мала; по ино­ странным данным, полученным на основании статистической обработки летных происшествий [17], она не превосходит 6,5 • 10~7. Таким образом, на большинстве режимов полета вели­ чины q„ij и <7л ij весьма малы, и это обстоятельство обеспечивает

104

выполнение соотношений (3.37) и (3.38). Следовательно, пер­ вый путь обеспечения безопасности весьма эффективен.

Особенностью этого пути является активное участие летчика в обеспечении безопасности полета, что возможно только в том случае, если для него обеспечены определенные условия, а именно — возможность управления по другим исключающим САУ средствам. Если же нет гарантии, что такая возможность имеется, то следует положить

Выше отмечалось, что опасность отказа САУ определяется соотношением времен ^рас и ^ПерИзменение неравенства (3.31) на противоположное при возникновении конкретного отказа принципиально может быть достигнуто:

— увеличением располагаемого времени ^рас;

—уменьшением времени «переключения» летчика /Пер;

—одновременным увеличением ^рас и уменьшением £ПеР-

Время tрас при конкретном отказе САУ определяется ско­ ростью развития реакции системы на отказ, которая может быть выражена известным соотношением

обеспечено за счет уменьшения угла отклонения руля при отказе

—концевых ограничителей и отключателей рулей;

—ограничителей момента (усилия), развиваемого рулевой машиной;

реакции самолета на отказ САУ.

Логические отключатели — устройства, производящие отклю­ чение САУ или ее частей при нарушении определенного логиче­

105

ского соотношения между некоторыми параметрами движения самолета и параметрами управления, в частности, при дости­ жении каким-либо параметром движения самолета или парамет­ ром управления определенного (порогового) значения (напри­ мер, при достижении углом крена величины 30°).

Уменьшение ^Пер может быть достигнуто главным образом за счет более раннего обнаружения отказа, т. е. за счет влияния на момент времени ta. Раннее обнаружение отказа обеспечивается благодаря применению специальных схем контроля и сигнализа­

гается за счет более раннего обнаружения отказа с одновремен­ ным обеспечением возможности более позднего вмешательства летчика в процесс управления полетом (т. е. за счет влияния как на UI, так и на tB) и является комбинацией приведенных выше способов.

Заметим, что на практике наиболее распространены именно комбинированные средства обеспечения безопасности полета с одновременным воздействием как на fpaс, так и на / Пер-

Второй путь обеспечения безопасности полета при современ­ ном уровне развития техники неразрывно связан с резервирова­ нием элементов САУ. Действительно, для обеспечения соотно­ шения (3.38) при (3Доп=10-7 при продолжительности полета всего 30 с необходимо, чтобы среднее время исправной работы САУ было не менее 83300 ч. В настоящее время это может быть обеспечено только резервированием.

Таким образом, при проектировании САУ возможны два пути, обеспечивающие выполнение условия (3. 38).

Первый путь основан непосредственно на возможностях лет­ чика в обеспечении безопасности полета. Летчик в этом случае играет главную роль, поэтому технические средства обеспечения безопасности аппаратурно более просты, надежны, менее дорого­ стоящи.

Второй путь связан с резервированием элементов САУ, что приводит к усложнению аппаратуры, значительно увеличивает ее вес и габариты, расход потребляемой энергии, существенно повышает стоимость САУ и удорожает ее эксплуатацию. При реализации этого пути возможности летчика при рассмотрении вопроса обеспечения безопасности полета фактически не учиты­ ваются.

Следовательно, основным путем обеспечения безопасности полета следует считать первый; второй путь применяется только для тех режимов полета, где вмешательство летчика не может предотвратить аварийного положения при отказе САУ.

106