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
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