1.5.2. Вибір основних параметрів механічної проводки керування.

Механічна проводка керування є важливим елементом СШК літака. Так, в СШК з безпосереднім керуванням льотчиком рульовими поверхнями літака за допомогою механічної проводки здійснюється передача керуючого сигналу від важеля керування льотчика до рульової поверхні літака. В бустерній системі керування з гідромеханічним рульовим приводом механічна проводка використовується для передачі керуючого сигналу від важеля керування льотчика до вхідної качалки приводу; в окремих випадках за допомогою силової проводки керування забезпечується також механічний зв'язок між вихідною ланкою рульового приводу і рульовою поверхнею літака.

У гнучкій проводці передача сигналу керування здійснюється за допомогою тросів (канатів), стрічок, ланцюгів або інших гнучких елементів. У змішаній проводці застосовується поєднання елементів жорсткої і гнучкої проводок керування.

Основними параметрами механічної проводки, які безпосередньо впливають на динамічні характеристики і точність керування літаком, є:

- коефіцієнт передачі k_пер ;

- жорсткість проводки С_пр ;

- тертя в проводці керування F_тр.пр ;

- люфт в проводці керування ∆_пр ;

- маса проводки m_пр .

Коефіцієнт передачі є відношенням переміщення вихідної ланки проводки до переміщення її вхідної ланки. Шляхом вибору відповідного значення коефіцієнта k_пер можна скоректувати вплив сил тертя і люфтів в механічній проводці керування на характеристики СШК в цілому. Так, збільшення коефіцієнта передачі k_пер веде до зменшення приведених до вхідної ланки проводки люфтів і збільшення приведеного тертя, а також до збільшення потрібних конструктивних об'ємів для розміщення елементів проводки на літаку і до збільшення її маси.

Істотний вплив на величину тертя, величину сумарного люфту і жорсткість механічної проводки мають місцеві коефіцієнти передачі, тобто коефіцієнти передачі окремих ділянок проводки керування.

Наприклад, якщо в СШК є елементи проводки, де зосереджене підвищене тертя (гермо-вивід тощо), то для отримання меншого тертя на вхідній ланці проводки доцільно в цьому випадку зменшити місцевий коефіцієнт передачі між цим елементів і вхідною ланкою проводки, а потім збільшити коефіцієнт передачі на ділянці від вказаного елементу до вихідної ланки проводки для збереження незмінного загального коефіцієнта передачі.

Жорсткість механічної проводки С_пр – відношення зусилля, що діє на вхідну (або вихідне) ланку проводки, до її сумарної деформації, приведеної до ланки прикладання зусилля. При проектуванні механічної проводки системи керування прагнуть максимально збільшити жорсткість проводки в межах встановлених обмежень до її масі, щоб забезпечити необхідну точність і плавність руху рульової поверхні в усіх очікуваних умовах експлуатації. Тертя в механічній проводці F_тр.пр має істотний вплив на точність системи керування, спотворюючи керуючий сигнал від важелів керування льотчика до рульової поверхні. Тому максимальні значення тертя для кожного каналу керування літака (по курсу, тангажу і крену) обмовляються нормами льотної придатності.

Що для пасажирських літаків сили тертя в системі керування, які приведені до важелів льотчика і визначаються як напіврізниця зусиль на важелі при прямому і зворотному його ході, при будь-якому положенні рульової поверхні не перевищували за абсолютною величиною: 30 Н – при керуванні літаком по тангажу; 40 Н – при керуванні літаком по крену; 60 Н – при керуванні літаком по курсу. При цьому мінімальне зусилля тертя в проводці керування повинне бути

таким, щоб у польоті не виникали автоколивання контуру “літак – система керування”. Зусилля важеля керування, як правило, не повинні перевищувати зусиль тертя більш, ніж в два рази.

При проектуванні прагнуть зменшити сили тертя в проводці керування, але надмірне зменшення їх може істотно зменшити демпфірування в системі і призвести до виникнення слабо затухаючих коливань в СШК літака. В цілому демпфірування механічної проводки вибирається таким, щоб при відхиленні льотчиком важелів керування в якесь задане положення з подальшим відпуском вони поверталися в нейтральне положення плавно і без коливань. Проте наявне тертя не повинне призводити до виникнення неприпустимої зони нечутливості в переміщенні рульових поверхонь літака в залежності від зусиль на важелях керування.

Люфт в проводці керування вкрай негативно позначається на точності керування положенням рульової поверхні і динамічних характеристиках системи керування в цілому. Тому, при проектуванні прагнуть максимально зменшити сумарний люфт в механічній проводці шляхом зменшення числа з'єднань елементів і застосування в цих елементах підшипників кочення. Збільшуючи коефіцієнт передачі k_пер проводки, можна зменшити вплив люфтів на характеристики системи керування, проте таке збільшення k_пер пов'язане із збільшенням тертя, приведеного до вхідного елементу проводки. Маса m_пр механічної проводки може складати істотну частину маси всієї системи керування, яка завжди жорстко обмежена, виходячи з вимог до масових характеристик літака, що проектується. Маса проводки багато в чому визначається вибраною схемою і розташуванням проводки на літаку, її типом, ступенем резервування окремих ділянок, а також вимогами до характеристик міцності її елементів.

Масові характеристики, а також характеристики міцності і жорсткості проводки керування тісно пов'язані між собою. Так, зменшення запасу міцності елементів проводки для зниження її маси призводить не тільки до зниження надійності СШК, але і до зменшення жорсткості цих механічних елементів. Похідної від жорсткості і маси проводки є її власна частота подовжніх коливань

ω_вл = (С_пр, / m_пр)^–0,5 ,

де С_пр і m_пр – приведені до єдиної точки параметри системи (жорсткість і маса).

Щоб уникнути резонансних явищ в СШК літака ця частота повинна бути на достатньому видаленні від збурюючих частот, а також від тонів коливань конструкції літака (фюзеляжу, крила, рульових поверхонь тощо). Звичайно, при проектуванні прагнуть максимально збільшити власну частоту подовжніх коливань проводки керування, що пов'язане з підвищенням жорсткості і зменшенням маси її елементів. Це звичайно досягається вибором раціональних, найкоротших трас механічної проводки з меншим числом поворотів, які вимагають застосування різного роду качалок і важелів, що зменшують жорсткість системи.