Общая схема резервированного привода с суммированием сил на общем выходном звене – траверсе:

1 – общее выходное звено; 2 – упругость крепления штока подканала к общему выходному звену с жёсткостью Сi; Х1, Х2, Х3 – перемещение штоков резервных подканалов привода; Хвх1, Хвх2, Хвх3 – входные сигналы.

Показанные на приведенном рисунке упругие элементы, могут быть выполнены в виде пружинных муфт, или в виде гидравлических пружин. В обоих этих случаях такой привод может быть только маломощным – сервоприводом и применятся для вспомогательного управления в системах приводов, но не для непосредственного управления рулевыми поверхностями самолёта.

Силовые электрогидравлические приводы рулевых поверхностей маневренных самолётов в качестве объединяющего силового элемента используют общий шток. При проектировании систем рулевых гидроприводов магистральных дозвуковых самолётов рулевые приводы располагаются вдоль рулевой поверхности, например, так как это показано на рис.7.3.6.

Рис.7.3.6.

Пример расположения гидравлических рулевых приводов на магистральном пассажирском самолёте:

1 - приводы шасси; 2 – приводы управления предкрылками; 3 - приводы управления закрылками; 4 – приводы внутренних элеронов; 5 – приводы интерцепторов; 6 – приводы внешних элеронов; 7 – сервоприводы автоматических систем; 8 – приводы стабилизатора; 9 – приводы руля высоты; 10 – приводы руля направления.

Как видно из представленной на рис.7.3.6 схеме жизненно важными рулевыми поверхностями самолёта, такими как элероны, руль высоты и руль направления управляют одноканальные рулевые приводы. Штоки этих приводов присоединены с помощью рычагов к соответствующим рулевым поверхностям. Каждой рулевой поверхностью управляет от двух до трёх рулевых приводов, получающих гидравлическую энергию от четырёх независимых гидравлических систем, и работающих в режиме суммирования сил на общем выходном звене – рулевой поверхности. Механические характеристики трёхканального исполнительного механизма при работе трёх, двух и одного канала показаны на рис.7.3.7.

Рис.7.3.7

Механические характеристики трёхканального исполнительного механизма резервированного рулевого привода:

1 – каналы 2 и 3 отключены; 2 – активно работают два канала резервированного привода; 3 – работают все три канала привода.

Электрические сигналы управления, поступающие на вход приводов, с целью повышения безотказности общей системы формируются также в четырёх электронных системах управления полётом, и эти четыре сигнала неодинаковы. Но за всё хорошее приходится платить! Способ объединения резервных подканалов рулевых приводов путём суммирования сил на общем выходном звене кроме рассмотренных выше достоинств, связанных с блокировкой активных отказов в подканалах системы, обладает одним общим существенным недостатком. Вследствие разброса параметров электронной и гидравлической частей привода и неодинаковости управляющих сигналов исполнительные механизмы подканалов постоянно нагружают друг друга даже при отсутствии внешней нагрузки. При этом искажаются процессы управления в виде появления на траектории перемещения рулевой поверхности зон застоя, а во-вторых – в конструкции привода и в конструкции рулевой поверхности, которая является общим выходным звеном резервированной системы привода, накапливаются усталостные повреждения. С целью повышения чувствительности рулевых приводов конструкторы увеличивают крутизну силовой характеристики электрогидравлических усилителей и уменьшают их зону нечувствительности. Но при этом возрастает уровень силового взаимодействия подканалов привода. Поэтому для компенсации процессов силового взаимодействия исполнительных механизмов подканалов применяют специальные системы выравнивания сил в исполнительных механизмах таких приводов. Например, на рис.7.3.8, показаны траектории изменения давления в полостях двух гидроцилиндров, штоки которых жёстко соединены с общим выходным звеном, и перемещение выходного звена в процессе отработки гармонического сигнала при отклонении в коэффициентах настройки каналов управления на величину ±5% от номинальной величины. Взаимонагружение конструкции каналов привода составляет 100%. При этом искажаются и траектории отработки управляющих сигналов. На рис.7.3.9 показано искажения, вносимые в отработку сигнала управления, указанным отклонением в регулировку каналов привода. Из рассмотрения кривых на рис.7.3.9 следует, что силовое взаимодействие подканалов резервированного привода с суммированием сил на общем выходном звене приводит к искажениям траектории выходного звена в виде зон «застоя» выходного звена при изменении знака скорости поршня. Это, в свою очередь, приводит к появлению дополнительного фазового запаздывания. Поэтому, в такие приводы необходимо вводить дополнительные компенсаторы выравнивания сил в конструкциях исполнительных механизмов резервированных приводов.

Pmax =Pп-Рсл

Давление нагрузки при отсутствии внешних сил

Pmax =Pп-Рсл

Время. с.

Время. с.

Р1

Р2

Р3

Р4

Рис.7.3.8