Рулевые машинки и агрегаты. Способы включения исполнительных агрегатов САУ в проводку управления

Исполнительные устройства. Они предназначены для преоб­разования управляющих сигналов САУ в механические переме­щения, необходимые для отклонения органов управления, и обычно включают суммирующие устройства и сервоприводы.

Суммирующие устройства служат для окончательного фор­мирования управляющего сигнала, подаваемого в сервопривод. В них производится алгебраическое суммирование сигналов с вычислителей и сигналов обратных связей.

Сервопривод состоит из усилителя мощности (УМ), руле­вого агрегата (РА) и элементов обратной связи (ОС). Серво­привод формирует управляющий сигнал для силового (руле­вого) привода (РП), который обеспечивает механическое пере­мещение органа управления. Наиболее распространенным типом рулевого привода является гидроусилитель (бустер). Серво­привод обеспечивает перемещение распределительного золотни­ка гидроусилителя в зависимости от управляющего электриче­ского сигнала.

По характеру используемой энергии и способу ее превра­щения сервоприводы делятся на электромеханические, состоя­щие из электродвигателей и механических устройств преобра­зования движения (редукторов, винтовых пар, тросовых меха­низмов и т. д.), электрогидравлические, представляющие собой гидроцилиндры с золотниковым управлением подачей жидкости, нагнетаемой под высоким давлением, электропневматические, приводимые в движение сжатым воздухом.

Управление золотниками электрогидравлических и электро­пневматических сервоприводов осуществляется с помощью спе­циальных электромеханических преобразователей.

В самолетных САУ наиболее широкое применение нашли электромеханические сервоприводы с РА типа раздвижных тяг и электрогидравлические сервоприводы.

Электромеханические – РАУ (раздвижная тяга). Принцип действия: преобразует электрический сигнал в перемещение штока

Основными элементами РАУ (рис.6) являются электродвига­тель / постоянного тока независимого возбуждения, понижающий редуктор 2, ходовой винт 3, выдвижной шток 4 с внутренней резь­бой, концевые выключатели 5, ламельное устройство 6, потенциометр обратной связи 7, тормозная электромагнитная муфта 8, кор­пус 9.

РАУ-107М имеет скорость движения штока 80 мм/с, рассчитан на номинальную нагрузку 4 кгс, но в режиме перегрузки преодо­левает сопротивление до 16 кгс. Разгружающее осевое усилие для рулевого агрегата равно 1600 кгс.

Рис.6. Рулевой агрегат управления (РАУ):

1- электродвигатель; 2- редуктор: 3- ходовой винт; 4 - выдвиж­ной шток; 5- концевые выключатели; 6 - центрирующее ламельное устройство; 7 - потенциометр обратной связи; 8- электромагнитная муфта; 9- корпус

Ход штока РАУ ограничивается концевыми выключателями и механическими упорами в редукторе и меняется в зависимости от варианта. Максимальный ход по концевым выключателям ±15±1 мм, по механическим упорам ±18 мм. Такое дублирование средств ограничения хода выходного штока обусловлено опас­ностью отказа демпфера, при котором шток может переместиться на величину больше допустимой.

Для центрирования штока РАУ снабжен ламельным устройством 6.

В статическом положении винтовая передача РАУ является самотормозящейся и не допускает перемещения выходного штока под действием нагрузки. Однако при наличии вибраций, неизбеж­ных на ЛА, силы трения уменьшаются и условие самоторможения может нарушиться. Чтобы избежать самопроизвольного движения при отсутствии питания электромагнитная муфта стопорит редуктор.

Электрогидравлическа я РМ – РА-30, устанавливается параллельно РАУ в канале стабилизатора.

Принцип действия: При ручном управлении клапан открыт. Полости рабочего цилиндра соединены. При включении ЭМК срабатывает и закрывает крышку рабочего цилиндра. В обесточенном состоянии якорь удерживается в нейтральном положении пружиной. Обмотки создают поток Фпост. При подаче управляющего сигнала равенство потоков нарушается, якорь поворачивается и перемещает управляющий золотник.

Рулевые агрегаты приводов включаются в проводку управ­ления рулями самолета по дифференциальной или по парал­лельной схеме.

При дифференциальной схеме рулевой агрегат встраи­вается в проводку управления таким образом, чтобы отклоне­ния ручки управления летчиком и рулевым агрегатом склады­вались и суммарное отклонение передавалось на золотник гид­роусилителя, т. е.

Δδ = Δδ^л + Δδ^РА, (1)

где Δδ — отклонение органа управления, Δδ^Л — отклонение органа управления от ручки ручного управления, Δδ^ра — отклоне­ние органа управления от рулевого агрегата

Частным случаем дифференциальной схемы является после­довательное включение рулевого агрегата типа раздвижной тяги (например, РАУ-107) в разрыв проводки управления между ручкой и гидроусилителем (рис. 7,а).

Рис.7. Схема включения РА:

а — последовательная; б — дифференциальная; в — параллельная

Другим способом дифференциального включения рулевого агрегата является применение специальной суммирующей ка­чалки (рис. 7,6), шарнирно связанной с тягой проводки уп­равления, штоком РА и гидроусилителем. При неподвижной ручке управления и перемещении штока РА качалка повора­чивается вокруг оси шарнира В, неподвижность которого обес­печивается трением проводки к ручке управления. Перемещение ручки управления вызывает поворот качалки вокруг оси шар­нира С, связанного со штоком РА.

Параллельная схема включения рулевого агрегата ха­рактеризуется тем, что он подсоединен к проводке управления параллельно с ручкой управления (рис. 7,в). Такая схема требует перемещения выходного органа РА синхронно с пере­мещением ручки управления, и наоборот, при автоматическом управлении от РА перемещается вся проводка управления вме­сте с ручкой. Ручное управление ЛА возможно только при от­ключении РА (например, с помощью электромагнитной муфты) или при пересиливании летчиком РА (такая возможность спе­циально предусматривается). Возможно также управление са­молетом через сервопривод посредством задатчиков на пульте управления (ПУ) САУ или строевой рукоятки (СР).

Использование любой из рассмотренных схем требует соот­ветствующих мер безопасности, исключающих аварии в случае отказов в САУ, в том числе в случае отказов приводов. При от­казах САУ типа «максимальный сигнал» ограничивают ход вы­ходных органов рулевых агрегатов, характеризующихся высо­ким быстродействием.

Схема дифференциального включения РА в проводку управ­ления является отказобезопасной при заклинивании РА. В этом случае агрегат превращается в жесткую тягу и не затрудняет ручное пилотирование. В САУ с параллельным включением РА используются различные схемы их отключения от проводки управления (например, электромагнитные муфты) и устройства ограничения максимальных усилий, развиваемых этими агрега­тами, до значений, при которых летчик может осуществлять пересиливание.

Все САУ предусматривают возможность вмешательства лет­чика при функционировании режима стабилизации с целью либо коррекции, либо изменения значений стабилизирующих параметров. Для этого часто используют специальные задатчики, выполняемые или в виде небольших по размеру рукояток, от­клоняемых в двух направлениях и называемых строевыми, или в виде ручек (маховичков) потенциометров. При отсутствии за­датчиков заданные значения стабилизируемых параметров фор­мируют механизмы согласования.