110. Командные посты и проводки системы управления самолётом.

(ПРОДОЛЖЕНИЕ)

СХЕМЫ ПОСТОВ НОЖНОГО УПРАВЛЕНИЯ. Ножное управление по типу командного рычага можно разделить на три схемы: 1) рычажное управление с вращением рычагов педалей относительно вертикальной оси; 2) рычажное управление с качанием рычагов педалей относительно горизон­тальной оси, перпендикулярной плоскос­ти симметрии самолета; 3) управление со скользящими пе­далями. Рычажное управление с вращением рычагов педалей относительно вертикальной оси. Схема простейшего механизма такого управления показана на рис. Большим недостат­ком этого механизма является поворот опорной поверхности педалей при повороте их рычага, что приводит к перекашиванию ступней. По этой причи­не такой механизм не получил распространения. Широко применяется параллелограммный механизм. В нем при повороте рычагов педали не перекашиваются, что позволяет выб­рать наиболее удобное их положение относительно ног. Регулировка педа­лей под рост пилота производится путем их передвижения в требуемом на­правлении с последующей фиксацией. К недостаткам такого механизма следует отнести относительно большую его ширину, что необходимо для обеспечения требуемого хода ноги. Кроме того, при повороте рычагов изме­няется расстояние по ширине между педалями. Рычажное управление с качанием рычагов педалей относительно гори­зонтальной оси. Ось вращения рычагов может располагаться как над педа­лями, так и под ними. Рычаги обеих педалей связаны тягами с рычагами, закрепленными на трубе, на которой расположен и рычаг, связанный с проводкой, идущей к рулю направления. Связь между рычагами педалей может осуществляться и при помощи троса. Здесь педали также регулируются под рост пилота. Преимуществом таких схем управления является небольшая ширина и постоянное расстояние между плоскостями, в которых движутся педали. Схемы с качанием рычагов педалей относительно горизонтальной оси получили широкое распространение на тяжелых самолетах из-за возмож­ности дифференцировать ход педалей и увеличить их рабочий ход. Управление со скользящими педалями. В этой схеме педали перемещаются по направляющим, связываются они тросовой проводкой. Конструкция обеспечивает регулировку педалей под рост пилота. Преимуществом этой схемы является поступательное перемещение пе­далей, небольшие габаритные размеры и по высоте, и по ширине. К недо­статкам следует отнести большее, чем у других постов, трение и большую массу. Проводка управления по типу делится на гибкую, жесткую и смешанную. Гибкая проводка управления. Она осуществляется двумя гибкими эле­ментами - обычно тросами, связывающими командный рычаг с рулевой поверхностью. Из этих двух тросов при перемещении командного рычага усилие на рулевую поверхность передает один растянутый трос. Тросовая проводка должна быть так проложена в самолете, чтобы при отклонении рычага исключалась возможность перетяжки одного троса и чрезмерного ослабления другого. Это достигается заменой рычагов секторами. При постановке обычных рычагов необходимо, чтобы угол между осью троса и осью рычага качалки в нейтральном положении равнял­ся 90°. Изменение направления троса производится при помощи роликов. Для уменьшения трения в управлении и износа троса угол обхвата ролика тро­сом желательно делать по возможности меньшим; угол обхвата более 90 не рекомендуется. Преимущества гибкой проводки следующие: 1) меньшая в сравнении с жесткой проводкой масса; 2) конструктивная простота прокладки ее в самолете; 3) безопасность в отношении вибраций. Недостатками гибкой проводки являются: 1) упругие люфты в проводке, что приводит к ухудшению чувствитель­ности управления и снижению критической скорости рулевого флаттера; 2) возможность провисания или перенатяжения тросов при деформации конструкции самолета в полете, при этом первое приводит к возникнове­нию люфтов и, связанных с ним недостатков, а второе - к увеличению тре­ния в управлении; 3) большее, чем при жесткой проводке, трение; 4) необходимость частой регулировки из-за вытяжения тросов; 5) невозможность создания переменного передаточного числа по углу отклонения командного рычага (невозможность дифференциального управ­ления). Жесткая проводка управления. Она выполняется из жестких тяг, связывающих командный рычаг с рулевой поверхностью. Тяги изготовляются пре­имущественно из тонкостенных труб из алюминиевого сплава. Для корот­ких, сильно нагруженных тяг часто применяются стальные трубы. Работают тяги на растяжение и сжатие. Длина отдельной тяги определяется условия­ми компоновки и желанием получить наименьшую массу проводки при пе­редаче расчетных усилий. Для подвески тяг служат качалки. С помощью качалок можно изменить направление движения тяг, изменить величину передавае­мого усилия. Есть качалки, служащие лишь для поддержания тяг. Для под­держания длинных тяг, совершающих движение только вдоль своей оси, применяются роликовые направляющие. Чтобы исключить возможность заедания проводки при деформации конструкции в полете, желательно больше двух направляющих на одной тяги не ставить. При этом угол между осями соседних тяг должен быть равным или очень близким к нулю, чтобы исключить появление значительных поперечных сил, вызывающих изгиб тяг, увеличение трения в проводке и, как следствие этого, быстрый износ направляющих и тяг. Преимуществами жесткой проводки управления являются: 1) более высокая жесткость; 2) меньшее, чем у гибкой проводки, трение; 3) возможность обеспечения дифференциального управления; 4) простота в эксплуатации, так как жесткая проводка не требует час­той регулировки. Но жесткая проводка имеет и ряд недостатков: 1) большая масса; 2) возможность возникновения резонансных колебаний; ,3) большая конструктивная сложность деталей проводки; 4) трудности прокладки ее по самолету. Жесткая проводка управления нашла широкое применение на совре­менных скоростных самолетах. Смешанная проводка управления. Часть проводки делается гибкой, а часть — жесткой. Применение смешанной проводки диктуется соображе­ниями удобства при прокладке, желанием получить возможно меньшую массу и меньшее трение при обеспечении требуемой живучести, высокой чувствительности управления, простоты в эксплуатации.

111. Уравнение существования самолета.

Полную взлетную массу самолета можно выразить в виде:

m₀ = m_К + m_СУ + m_Т + m_О.У + m_П.Н + m_СЛ - (1), где m_К – масса конструкции (планера): крыла (m_КР), фюзеляжа (m_Ф), оперения (m_ОП), шасси (m_Ш), системы управления рулями и элеронами (m_С,У,Р); m_С.У – масса силовой установки, обеспечивающей необходимую тяговооруженность для полета самолета на режимах, обусловленных предъявленными к нему тактико-техническими требованиями (ТТТ); m_Т – масса топлива на борту самолета для обеспечения полета на определенном режиме на заданную дальность; m_О.У – масса оборудования и управления для обеспечения эксплуатации самолета в заданных (в соответствии с назначением самолета) условиях; m_П.Н – масса полезной (для пассажирских самолетов – масса пассажиров, их багажа, почты; для грузовых самолетов – масса перевозимого груза; для военных самолетов – масса боеприпасов); m_СЛ – масса служебной нагрузки, включая массу экипажа (m_Э) и снаряжения (m_СН) (для пассажирских самолетов сюда входит, например, масса съемного оборудования буфетов, гардеробов, туалетов, посуды т т.п.). Приведенное уравнение (1) называется уравнением баланса масс. Поделив в нем все члены на m₀, получим:

1 = m_К + m_СУ + m_Т + m_О.У + m_П.Н + m_СЛ (2)– только над каждым слагаемым сверху знак подчеркивания. Это уравнение было получено впервые в 1945 году известным авиаконструктором и ученым В. Ф. Болховитиновым. Уравнение (2) называют также уравнением существования самолета или уравнением взаимосвязи его свойств в неявном виде. Конструкция самолета – это, прежде всего, материал, соответствующим образом обработанный человеком для придания ему необходимых свойств в соотвествии с типом и назначением самолета. На овеществление всех этих свойств затрачивается определенная суммарная масса m₀. В тоже время при выбранном способе овеществления любого свойства «…эквивалентом количества рассматриваемого свойства является та масса вещества, которая подвергалась формированию», а коэффициентом пропорциональности отражается тот уровень науки и техники, при котором происходит разработка и создание самолета. Таким образом, уравнение (2) связывает не только массы агрегатов и частей самолета, но и через них все свойства самолета. Вывод: при данном уровне развития науки и техники значения параметров и характеристик самолета не могут быть какими угодно; изменение значений одних параметров и характеристик должно происходить обязательно за счет изменения других или за счет изменения взлетной массы. Кроме того, значение взлетной массы m₀ и распределение массы самолета между отдельными его агрегатами могут быть использованы для приближенной оценки стоимости самолета:

C = m₀ Σ(внизу i)q_i*m(среднее)_i, где q_i – стоимость 1 кг массы m(среднее)_i агрегата.

Среднестатистические значения m_i(наверху знак подчеркивания ср. знач.)

117. Технологические процессы обработки корпусных деталей и кронштейнов.

Корпусные детали машин являются той базой, на которую монтируют сборочные единицы и отдельные присоединяемые детали для создания машины в целом. Монтируемые изделия должны располагаться с определенной точностью по отношению к корпусу и друг к другу.

В целях создания чистовой базы (обработанной поверхности) для последующей обработки детали, в качестве первой операции (первых операций), как правило, назначается фрезерование наиболее протяженной плоской поверхности (одной или нескольких).

Второй операцией обычно является расточка точных отверстий, если таковые имеются, от обработанной на первой операции чистовой установочной базы. Такие операции для деталей небольших габаритов типа корпусов, кронштейнов и т.п. выполняются в приборостроении при сравнительно небольших производственных партиях на станках токарной группы (токарном, токарно-револьверном и т. п,); для плоских деталей - на сверлильных станках.

В последнюю очередь ведутся операции, заключающиеся в обработке крепежных отверстий (сверление, зенкование и т.п.). Обработка отверстий ведется на вертикально-сверлильных станках, иногда с использованием многопозиционных головок, или на агрегатных станках. Если нарезание резьбы на этих станках не может быть осуществлено, то его выделяют и ведут на резьбо-нарезных станках как самостоятельную операцию. В общем виде примерный технологический процесс изготовления корпусных и плоских деталей можно представить в следующем виде: заготовительная (отрезная, штамповочная или литейная), фрезерная, токарная, расточная, сверлильная, шлифовальная, резьбонарезная, отделочная.

В качестве примера объекта для проектирования технологического процесса механической обработки корпусных деталей рассмотрено основание корпуса (в дальнейшем просто основание) и крышка трехступенчатого цилиндрического редуктора.

Редуктор является резервуаром для содержания смазки, что требует от него герметичности. В этой связи при сборке крышки с основанием нельзя допускать зазора между плоскостями разъема более 0,03 мм. Перед сборкой эти плоскости должны быть обработаны с жесткими требованиями по параллельности и плоскостности. На них не допускаются надрезы, забоины, вмятины и другие дефекты.

После механической обработки основание и крышка должны быть тщательно очищены от стружки, песка и грязи, промыты, а внутренние их поверхности во многих случаях покрываются маслостойкой краской.

Заготовки основания и крышки получают литьем, обычно в земляные формы по металлическим или деревянным моделям в зависимости от объема выпуска. В качестве материала для заготовок применяют серый чугун марки СЧ 15 или сталь 25Л. В качестве технологических баз для обработки большинства поверхностей основания и основания с крышкой в сборе лучше всего использовать плоскость основания и два диагонально расположенных отверстия в этой плоскости, посредством которых (совместно с двумя другими) в дальнейшем редуктор закрепляется на станине или фундаменте. После выполнения всех операций обработки поверхностей осуществляется сборка изделия.

В определенных случаях для наглядности взаимодействия элементов технологической системы операционные эскизы механической обработки представляют с изображением фрагментов режущего инструмента, а иногда и станочных приспособлений.