Файл: Матвеенко, А. М. Расчет и испытания гидравлических систем летательных аппаратов.pdf

Для режима «прямое» срабатывание при заданных характе­ ристиках источника питания, сети и нагрузки по ходу можем за­ писать следующие расчетные уравнения:

Для режима «обратное» срабатывание имеем другую систе­ му уравнений:

(2.45)

Qa= Q c;

=const.

Обе задачи решаются достаточно просто.

В целях использования при расчетах одних и тех же харак­ теристик (что сокращает графические построения) можно ре­ комендовать записывать систему (2. 45) в следующем виде:

Решение системы уравнений (2.44) и (2.45) для t-ro интер­ вала времени дано на рис. 2. 53. В первом квадранте лежит точ­ ка N, характеризующая режим работы одноконтурной системы при «прямом» срабатывании, а во втором квадранте — точка М, характеризующая режим работы при «обратном» срабатывании.

Расчет разветвленных тупиковых систем несколько сложнее, однако принципиальных отличий нет.

91

Рассмотрим на нескольких примерах особенности примене­ ния графо-аналитического метода для анализа режимов работы функциональных участков гидросистем самолетов.

Проанализируем работу параллельно включенных тупиковых систем. Такая схема свойственна современным системам тормо­ жения (рис. 2.54), работа которых рассмотрена в гл. 3. При проведении летных испытаний [26] было обнаружено явление взаимного влияния параллельно работающих участков «крап

\

□

Рис. 2. 54. Расчетная схема тормозной системы одной из главных ног шасси (см. рис. 3.26):

У—редукционный клапан; 2—точка разветвления сети на две пары колес одной из главных стоек (при че­ тырех колесах на одной стойке шасси); 3, 4—краны растормажнвання колес; 5, 5—потребители (подпру-' жнненные цилиндры привода тормозных дисков

колес)

растормаживания — тормозное колесо»: при срабатывании кра­ на автоматического растормаживания (например 3) на заторма­ живание левой пары тормозных колес главной ноги давление в соседней правой паре резко падает, существенно снижая эффек­ тивность торможения самолета (на 10—15%). На рис. 2.55 при­ ведены осциллограммы изменения давления в тормозах коЛес при срабатывании автомата тормозов для трех различных само­ летов: Ил-18, Ил-62, Ту-134.

Для тележки главных ног шасси расчетная схема приводит­ ся к двухтупиковой системе (см. рис. 2.54). Характеристика всей сети может быть записана в виде

Графическое решение уравнения (2.47) приведено на рис. 2. 56, из которого видно, что отрицательный расход (—QA)

92

тем больше, чем больше перепад давления на участке 1-2 (на ряде современных самолетов /]2~ 30 м).

Устранение участка 1-2, казалось бы, сведет отрицательный расход (—Qa ) к нулю. Экспериментальные исследования показа­ ли, что при k-2,— >-0 отрицательный расход (—QA) уменьшается, однако составляет значительную величину. Это удалось объяс­ нить, сняв динамическую характеристику тормозного клапана.

Рис. (2.55. Осциллограммы изменения давления в тормозных системах различных самолетов (а—Ил-18, б—Ил-62, в—Ту-134):

1—давление в тормозных колесах, на которых сработал датчик растормажнвания; 2—давление в соседней паре колес; 3—сигналы датчика растормажнвания; 4—давление за редукционным клапаном

провал давления за редукционным клапаном в момент заторма­ живания одной из пар колес, т. е. характеристика рр, показан­ ная на рис. 2. 56, в рассматриваемый момент деформируется.

Другие меры борьбы с взаимным влиянием либо неприемле­ мы (введение обратного клапана в сети 2-4 и 2-3\ см. рис. 2. 55), либо малоэффективны (введение в эти же сети односторонних дросселей). Наиболее эффективной мерой является введение в

систему в точке 2 небольшого аккумулятора давления, позволя­ ющего на время цикла затормаживания поддерживать постоян­ ный уровень давления в этой точке. Специальные эксперимен­ тальные исследования подтвердили эффективность введения аккумулятора давления. Так, на рис. 2.57 приведены осцилло­ граммы процессов работы системы без доработки (а) и с дора­ боткой (б) . Как видно (кривые 2), после введения аккумулятора давление в заторможенной паре колес близко к постоянному и не зависит от работы соседней пары колес.

93

Анализировать процессы в сложных контурно-тупиковых си­ стемах удобно с помощью эпюр давлений, построенных на осно­ вании графо-аналитического метода расчета. На рис. 2. 58 пока­

заны эпюры давления в системе торможения (явление взаимно­ го влияния). Эпюры помогают получить четкое представление о работе всех агрегатов, входящих в систему.

Интересны эпюры, полученные для системы управления спой­ лерами — поверхностями для уменьшения подъемной силы крыла (двухконтурная система на рис. 2. 59, а). При работе этой систе-

2

______L_

5)

мы на выпуск спойлеров жидкость через управляющий кран IV подается в полости силовых цилиндров. Слив из цилиндров идет через регуляторы расхода VI. Перед регуляторами поставлены предохранительные клапаны VIII, которые при действии помо­ гающей нагрузки ограничивают давление в полости слива.

94

Рис. 2. 58. Эпюры давления в тормозной системе:

/—IV—гасители удара; //—фильтр; / // —обратный клапан; V— электрокран включения системы; VI—редукционный клапан;

VII—разъемный клапан; VIII—демпфер; IX—электрокран автоматического растормажнвання

Расчетная система уравнений для одного из параллельных контуров следующая:

Qo= Qi + Qb-

Графические построения, проведенные в соответствии с этой системой уравнений, показаны на рис. 2.60. Интересно, что в

Рис. 2.60. Решение системы уравнений (2.48)

и (2.49)

сливной полости цилиндра возникают давления до 291 кгс/см2 Это объясняется действием помогающей нагрузки.

2.3. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СИСТЕМ С МНОГОКАМЕРНЫМИ ГИДРОУСИЛИТЕЛЯМИ

Для обеспечения высокой жесткости, надежности и макси­ мального сокращения цепи «привод — управляемый орган» в си­ стемах управления нового поколения как дозвуковых (самолет

Встроить по тандемной схеме

Распределение жидкости, поступающей от различных систем, осуществляется блоком синхронно движущихся золотников. При этом синхронизация движения параллельно работающих приво­ дов обеспечивается за счет восприятия конструкцией приводи­ мого органа усилия от разности давлений в полостях цилиндров, обусловленных различиями расходных характеристик сетей и зо­ лотников (до 15—20%) и настроек регуляторов насосов пере­ менной производительности (до 10—15%).

Рис. 2. 62. Параллельный многокамерный гидроусилитель

Далее будет показано, что в зависимости от характерных параметров каждой из параллельно работающих систем воз­ можны следующие режимы работы приводов:

— все камеры работают синхронно, преодолевая приложен­ ную нагрузку;

98

—одна из камер работает в противофазе, создавая дополни­ тельную препятствующую нагрузку;

—в одной из камер возникает разрыв сплошности потока. Рассмотрим возможные режимы работы любой одноконтур­

ной системы (на примере системы № 1, рис. 2.63). Располагае­ мые значения перепадов давления рА (рис. 2.64) на потребите­ ле, характеристики линии нагнетания и всей сети определяют зоны работы потребителя.

Рис. 2. 63. Рлсчетман схема системы с трехкамерными гидро­ усилителями

В точке N давление насоса уравновешивается сопротивлени­ ем сети и внешняя нагрузка на штоке гидроусилителя равна ну­ лю. Вправо от этой точки на гидроусилитель может действовать только помогающая нагрузка (зона Ь).

На выходе нагнетающей магистрали при расходе Qh2 давле­ ние становится равным нулю. Поэтому при помогающей нагруз­ ке, соответствующей перепаду в камере гидроусилителя больше­ му, чем рк' , произойдет разрыв потока.

Характеристические уравнения всей системы имеют вид

99

Сложим по давлению три первых уравнения:

В соответствии с уравнением (2. 55) сложим полученные ха­ рактеристики располагаемых давлений при постоянных расхо-

дах (рис. 2.65). Решением уравнений (2.50), (2.51), (2.52) яв­ ляется точка пересечения величины внешней нагрузки 7?1//7(для рассматриваемого промежутка времени Д^) с суммарной харак­ теристикой располагаемых давлений. По вертикальному сече­ нию находятся перепады давления рА, Рв, Рв и единый расход Q\ во всех системах в этот заданный промежуток времени Д^.

По расходу Qi и времени ДU определяется перемещение' гид­ роусилителя kxi и находится по характеристике его нагрузки новое значение •/?,+1. Процесс решения повторяется.

Очевидно, что перепады в каждой камере гидроусилителя могут иметь различные значения, суммарно уравновешивая внешние нагрузки на его штоке. Ненормальности в работе гид­ роусилителя (с точки зрения взаимного влияния систем) не бу­

100