Файл: Системы автоматического и директорного управления самолетом..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

то приходится ограничивать момент рулевой машины величиной ^огр.р.м.н’ и условие (3 = 0 не выполняется. В этом случае для

обеспечения безопасности полета при отказе двигателя прихо­ дится использовать и канал элеронов САУ. Заметим, что при­

веденные выше рассуждения нетрудно распространить на отказ нескольких двигателей. Здесь следует иметь в виду, что заметное уменьшение силы тяги приводит к заметному уменьшению ско­ рости полета, что необходимо учесть при расчете.

Ограничение момента рулевой машины элеронов

Отклонение элеронов вызывает в основном изменение угла крена самолета, что тем более справедливо для перекрестной схемы САУ. В этом случае можно считать (3 = 0 и рассматривать движение крена при отклонении элеронов изолированно. По­ этому естественно рассматривать возможность ограничения угла крена самолета путем ограничения момента рулевой машины элеронов с учетом возможностей перехода летчика на ручное управление при у ^ у ДОп-

При этом следует иметь в виду, что ограничение угла крена самолета определяется ограничением нормальной перегрузки

6**

132

149

и допустимым значением коэффициента подъемной силы по еледующим соотношениям:

улг/доп=

агссо8 — — ;

(3. 122)

Д0"

% доп

 

у су доп— arccos— ----- ,

(3.123)

доп

S c y Ronq

 

причем из них берется меньшее значение угла крена. При рас­ чете по последним выражениям нередко получаются значения Удоп порядка 1 рад и более. Практически для пассажирских са­ молетов угол крена ограничивается величиной

У д о п ^ 25-^30° ( —■0,5 рад),

причем на режимах малых скоростных напоров наиболее важна зависимость (3.123).

О г р а н и ч е н и е у г л а к р е н а п у т е м о г р а н и ч е н и я м о м е н т а р у л е в о й м а ш и н ы э л е р о н о в

Из (3.110) при р= 0 и5ШхОтк= 0 нетрудно получить следую­ щую связь между со* и бэ в установившемся режиме:

 

 

 

h

j.

 

(3.

124)

 

“>*== — ~hГ 8э>

 

 

 

 

 

откуда, в свою очередь, следует очевидное соотношение

 

 

 

Удоп

&3

j.

»

 

(3.

125)

 

,

*пер°э огр-

Аналогично (3.91)

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

^р.М.Э^р.М .Э

(3.

126)

 

 

 

м э

»

 

 

 

 

 

причем

 

 

 

 

 

 

 

 

м эш= mamqS3b3.

 

(3.

127)

Ограничивая момент рулевой

машины элеронов величиной

-Мш-р.р.м.э на основании (3.125)

и (3.126), получим

 

 

 

М огр7 .р.м.э

^З^перАр.м.э,

(3.

128)

 

 

 

 

Подставляя в

(3.128) выражения

коэффициентов

Ьх и

bs,

упростив их за счет малости угла атаки а и пренебрегая величи­ ной Jxy, окончательно получим

m

М б У у доп

(3.129)

М огр7 .р.м.э

 

4^.*Э^пер^р.м.э

'50



Анализ последнего выражения приводит к выводу, что для ограничения \’доп=const необходимо корректировать величину

А/огр.р.м.э в функции высоты и скорости полета. Более того, на

постоянной высоте в случае АГогрр.м.э =const угол крена, огра­ ничиваемый этим моментом, возрастает с уменьшением скоро­ сти полета, что противоречит условию (3. 124).

Следовательно, таким способом может быть не обеспечено ограничение угла крена уогрг^Удоп на скоростях полета, на кото­

рых величина

удоп определяется

из

условия

выполнения

су< с«доп. Ограничение

из условия

судоп

начинает

превалиро­

вать при

 

 

 

 

 

 

 

СУ Aon1-5

 

(3.130)

 

 

 

 

что нетрудно получить на основании (3. 122) и (3. 123).

Величина

-МоГР.р.м.э

рассчитывается

при среднем весе на

основании (3. 129) для максимальной высоты и скорости на этой высоте, соответствующей значению q2, полученному из (3.130). В этом случае условие уогр^Удоп обеспечивается во всем диапа­ зоне высот и скоростей полета. Однако для окончательного ре­ шения о возможности применения ограничителя удоп, ограничи­ вающего момент рулевой машины элеронов, необходимо рассмот­ реть возможность ограничения угла крена у при отказах канала руля направления САУ и двигателя самолета. В последнем случае необходимо положить, что момент ограничения рулевой машины руля направления не рассчитан на парирование отказа двигателя. Кроме этого, необходимо уточнить достаточность огра­ ниченного момента рулевой машины элеронов для нормальной стабилизации самолета. Следует обратить внимание на то, что в рассматриваемом случае ограничение угла крена самолета осуществляется путем ограничения угловой скорости крена кц и тем самым во многом возлагается на летчика.

П о т р е б н ы й м о м е н т р у л е в о й м а ш и н ы э л е р о н о в при о т к а з е САУ в к а н а л е р у л я н а п р а в л е н и я

Отклонение руля направления при отказе канала руля на­ правления САУ определяется моментом рулевой машины [см. (3.106) или (3.121)]. Определение потребного момента рулевой машины элеронов в этом случае возможно при следующих уело-- виях:

1) при нулевом угле крена ууст= 0;

2)при угле крена ууСт=Удоп;

3)при таком ограничении значения скорости кренения,когда

за время, равное ^Пер = 5 с, угол крена у не превышает удоп (как правило, удоп= 25-^30°).

б**

151


В первом случае, рассматривая реакцию самолета на откло­ нение руля направления и элеронов при условии у = 0, на основа­ нии уравнений (3. ПО) при ЭДхотк = 0 (в операторной форме):

{ р - \- a i)< O y - \- a 2$ — — я 38н;

(3.131}

Ь £ = —Ь3ЪЬ\ — шу + (^ + а4) —а1^н

нетрудно получить следующую связь между отклонениями руля направления и элеронов в установившемся движении:

, _ ^2 (Дз + a\al) g

(3.

132)

b3 (a<i +

Д1Я4)

 

 

Подставив в (3. 132) значения коэффициентов ai и Ьи выра­

женные через производные моментов и сил, будем иметь

 

 

тхту

,

(3.

133)

' 3 «э

н

 

 

т ут х

 

 

 

причем в силу практической независимости входящих в (3. 133) коэффициентов от режима полета дозвукового самолета полу­ чим линейную зависимость между отклонениями руля направле­ ния и элеронов.

Для случая у = 0 нетрудно получить и зависимость между предельными значениями моментов рулевых машин руля на­

правления и элеронов,

используя выражения (3.120),

(3.126) и

(3.127):

 

 

 

 

АЛ

3 { Н

!ЭС J.

I /

 

тхту m^S^bs Кр.м.и м

(3. 134)

■''Потр.р.м.э '

р 5

S

•'"иотр.р.м.н-

 

т у т / Ш щ S Hba Ар.м.э

 

Во втором случае из уравнений бокового движения самолета

(в операторной форме)

в виде

 

 

( р ~\ra i ) my JT a ^ ~

— а з^н1

 

(Р + ^1)ш»- + М + ^з5э—0;

(3. 135)

— °V + (A>+a«)P = *«Y -aA

нетрудно получить связь между отклонением элеронов, отклоне­ нием руля направления и величиной удоп в установившемся дви­ жении:

Ьэ.потр

(дз + a\(ii) Мн — д1^4Улоп

(3. 136)

h (01^4 + ai)

 

 

откуда для тех же условий, что и для выражения (3.133), будем иметь

9 «„

 

W^W^g/Удоп

 

тхту«

 

(3.137)

' Р !,

н

2 m S lv *

 

т ут х

 

 

152


Потребный момент рулевой машины элеронов, аналогично выражению (3. 134), будет равен

М ПОТр.р.М.Э '

тхтуНтХЭ^э^р.м.н

М

А -

 

Р 8э

8н с и IX

1ri огр.р.м.н ~

 

 

т у т х т ш S h V < р.м.:э

 

 

 

 

 

p m

 

 

 

 

muyml m *glS3b3QYДС

(3.

138)

 

АтхЭту ^р-м.э

 

 

 

 

 

Следовательно, по сравнению с (3.134), величина потребного

момента уменьшается

на

величину,

пропорциональную

уДОп

и плотности воздуха (высоте

полета).

Однако

в большинстве

случаев для дозвукового самолета это уменьшение не превы­ шает 15—25%.

Таким образом, сравнительно небольшое изменение момента рулевой машины элеронов по сравнению с потребным, получен­ ным из условия обеспечения у = 0, даже в пределах технических допусков на рулевую машину, приводит к тому, что при отказе канала руля направления САУ нередко имеет место статическое значение угла крена у0Гр. Отсюда следует, что если это значение Уогр>Удоп, то этот случай приближается к третьему — к случаю ограничения угловой скорости крена такой величиной, при кото­

рой за

время ^Пер = 5 с угол

крена

(при у0= 0) не превышает

Удод= 25-4-30°.

угловой

скорости крена потребный

Из

условия ограничения

момент рулевой машины элеронов можно рассчитать на основа­ нии следующих соображений. При отклоненном руле направле­ ния самолет летит со скольжением, вызывающим появление мо­ мента Л4ЖР, который и компенсируется элеронами при выполнении условия (3.129). При неполной компенсации имеем либо выпол­

нение условия

(3. 137), либо при еще более неполной компенса­

ции — угловую

скорость шж, которую в первом

приближении

(в пренебрежении влиянием боковой силы от угла

крена само­

лета) можно определить из соотношения

 

 

<»,= — 01

ьх

(3. 139)

Для оценки справедливости этого допущения сравним вели­ чину р, полученную из системы (3. 133), с величиной рь получен­ ной в предположении, что у = у ДОп, причем последнюю получим также из системы (3. 133), введя в правую часть ее уравнения сил величину &4у ДОп в качестве возмущения.

Итак, в первом случае имеем (см. 3. 131)

I3x= - a3 + aia7 8Н;

(3.140)

а1+ а1д4

 

153