←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2ТЕМА N 1 06 2 "СИСТЕМЫ 0АВЕОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПОЛЕТОМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ."
2ЗАНЯТИЕ N 010 2(Гр., 2часа):
Системы автоматического управления
базового вертолета: назначение и
выполняемые функции,состав и режимы
работы.Перспективы развития САУ и АПК.
21. 0Общие сведения об управлении вертолетом.
Классификация конструктивных схем вертолетов производится по
числу применяемых несущих винтов и по их взаимному расположе-
нию.Практическое применение нашли одновинтовые вертолеты с руле-
вым винтом /РВ/,двухвинтовые соосной схемы,двухвинтовые продоль-
ной схемы /винты в передней и задней части фюзеляжа/ и двухвинто-
вые поперечной схемы /винты на концах специальной поперечной бал-
ки вертолета/.Большая часть вертолетов от общего парка построены
по одновинтовой схеме с РВ.Далее рассматривается именно этот
класс вертолетов.
Вертолет /любого класса/,в отличии от самолета,управляется не
с помощью аэродинамических моментов,вызванных отклонением рулевых
поверхностей,а посредством изменения модуля и направления вектора
тяги /Т/ несущего винта /НВ/ и изменения модуля вектора тяги ру-
левого винта /РВ/.Тяга винта вертолета пропорциональна частоте
вращения винта,углу атаки,под которым установлены лопасти винта
/шаг винта/,скорости вертолета в направлении оси винта и некото-
рым другим (в меньшей степени) параметрам:
Т = f ( 7 F 0нв, 7W 0нв,Vy,...) ,где:
Т - тяга;
7F 0нв - общий шаг НВ;
7W 0нв - частота вращения НВ;
Vy - вертикальная скорость вертолета.
Зависимость Т от горизонтальной скорости /Vx/ обычно не учи-
тывается ввиду относительно малых значений Vx.Лопасти несущего
винта описывают в полете коническую поверхность,называемую тюль-
паном или конусом.Угол "подъема" конуса в каждой его точке обоз-
начается 7 e 0 и называется углом взмаха. 7e 0 у МИ-24 не превышает 25 50
на максимальной тяге и 5 50 0 на номинальной.
Движение центра масс вертолета в горизонтальной плоскости,уп-
равление этим движением,а также управление креном и тангажом осу-
ществляется за счет наклона вектора тяги НВ,т.е. за счет наклона
оси конуса.Указанное отклонение выполняется с помощью автомата
перекоса /АПК/ (предложен академиком Б.Н.Юрьевым в 1909 году)
см.рис. 16.65.
Каждая из лопастей винта подвешена на двух,а с учетом осевого
поворота,задаваемого автоматом перекоса - трех шарнирах.верти-
кальный шарнир ВШ обеспечивает небольшую свободу колебаний лопас-
ти в плоскости вращения и разгружает втулку несущего винта от
- 2 -
знакопеременного момента,связанного с периодическим изменением
кинетической энергии лопасти при отклонении Т от оси вращения
винта.Горизонтальный шарнир ГШ предотвращает работу лопасти на
изгиб при образовании тюльпана /конусность возрастает с ростом
модуля тяги/.Благодаря ГШ лопасть в полете работает в основном на
растяжение /оно вызвано мощной центробежной силой,которая,вообще
говоря,обеспечивает и значительную жесткость лопасти/.
Осевой шарнир ОШ необходим для изменения шага винта.Из схемы
автомата перекоса видно,что модуль Т можно изменять смещением
всего автомата перекоса вверх и вниз по валу винта.При этом од-
новременно изменяется угол установки 7 F 4o 0 /шаг/ каждой лопасти,т.е.
изменяется _ общий шаг . НВ.При поперечных или продольных отклонениях
подшипника автомата перекоса угол установки каждой лопасти совер-
шает в течении полного оборота циклическое колебание 7 F 4ц 0 относи-
тельно общего шага винта НВ:
В результате в какой-то точке окружности,описываемой ло-
пастью,угол установки лопасти оказывается максимальным,а в проти-
воположной точке-минимальным,что приводит к отклонению тюльпана
/и вектора Т/ в продольном или поперечном направлении /см. рис.
/.Таким образом система управления вертолетом,в отличии от
самолета,содержит 4 канала - направления,крена,тангажа и высоты.
Центр масс вертолета располагается ниже втулки НВ,поэтому при
движении вперед вертолет наклоняется носом вперед /пикирует /.
Центр масс МИ-24,кроме нижнего расположения,еще и смещен,обычно
назад от вектора Т.Величина смещения называется продольной цент-
ровкой и лежит в пределах от -10 см (центр масс впереди Т) до
+40см (центр масс сзади Т).Поэтому окончательно знак и величина
тангажа определяются режимом полета и продольной центровкой.
Движение вправо или влево сопровождается кренением.
Величина и направление вектора истинной скорости Vи определя-
ется величинами Tx,Tz и соотношением Ty и G /силы тяжести верто-
лета/.Вертикальная скорость вертолета Vy зависит в основном от
соотношения вертикальной составляющей тяги НВ Ту и вектора силы
тяжести G.
Во время вращения НВ на корпус вертолета действует разворачи-
вающий реактивный момент реакции,направленный встречно вращению
НВ.Момент этот компенсируется рулевым винтом РВ.ШагРВ изменяется
посредством устройства,аналогичного АПК - специального подшипни-
ка,перемещающегося по оси РВ.
Для управления вертолетом используются следующие органы упр-
вления:
- 3 -
1. рукоятка "шаг-газ",позволяющая изменять общий шаг всех пя-
ти лопастей НВ МИ-24;
2. ручка продольного и поперечного управления (ручка управле-
ния циклического шага),отклоняющая автомат перекоса НВ в продоль-
ном и поперечном направлении;
Рис. Упрощенная схема автомата перекоса вертолета.
- 4 -
Рис. Схема управляющих сил одновинтового вертолета.
3. педали,позволяющие формировать момент для управления углом
рыскания,-устанавливают общий шаг всех трех лопастей РВ.
На МИ-24 имеются дополнительно еще 3 системы,участвующие в
управлении вертолетом:
1. механическая система связи рукоятки "шаг-газ" с отклоняе-
мым стабилизатором (обеспечивает компенсацию кабрирующего или пи-
кирующего момента при изменении модуля Т).Передаточное отношение
"рукоятка-стабилизатор" устанавливается неизменным,соответствую-
щим крейсерскому режиму полета и с номинальной продольной цент-
ровкой;
2. система подвижных упоров /СПУУ/,выполняющая автоматическое
ограничение максимального шага РВ - в зависимости от плотности
воздуха (входными сигналами СПУУ являются сигналы датчика стати-
ческого давления и датчика температуры);
3. демпфер гидравлический путевого управления /ДГПУ/-гидроме-
ханическое устройство,ограничивающее скорость перемещения педалей.
Помимо всего перечисленного в каналах крена и тангажа имеются
механизмы триммерного эффекта (МТЭ).МТЭ включаются только вручную
- кнопками на РУ циклического шага.
Динамические характеристики вертолета в значительной мере от-
личаются от самолетных,в особенности по качеству переходных про-
цессов,которое у вертолетов гораздо хуже.В особенности это прояв-
ляется при малых скоростях полета и в режиме висения,когда движе-
ние вертолета
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9
|
|