Лекция №10

Ферменно-балочное шасси (рис. 10.1) состоит из одной (одно­стоечное) или двух (двухстоечное) консольных балок, подкреплен­ных подкосами. Установка подкосов разгружает стойку от изгиба­ющих моментов, боковой подкос — от момента, создаваемого боко­вой силой, а передний или задний,— от действия момента силы, на­правленной вдоль оси самолета Ферменно-балочные шасси полу­чили наибольшее распространение.

Рис. 10. 1 Ферменно-балочное шасси:

1 — замок убранного положения; 2 — рас­пор-замок выпущенного положения; 3 — складывающийся подкос; 4 — амортиза­ционная стойка; 5 — подкосы силовой фермы; 6 — гидроцилиндр уборки-выпуска шасси; 7—стойка силовой фермы

Для самолетов с большой полетной массой серьезной стано­вится проблема уменьшения удельной нагрузки на грунт, так как проходимость самолета по грунту обратно пропорциональна ей. С увеличением числа колес шасси опорная поверхность увеличива­ется. Применение многоколесного шасси способствует также повы­шению энергоемкости тормозов и уменьшает опасность аварии при проколе одного из пневматиков. Поэтому широкое применение получили шасси со спаренным креплением колес на тележке. Наибольшее распространение получили многоколесные тележки с числом колес от четырех до восьми. И так, на самолете Ил-86 шасси с тремя основными стойками и одной передней имеет 14 колес. Встречаются самолеты, у которых для увеличения проходимости шасси имеют несколько колес, расположенных вдоль фюзеляжа в один или два ряда.

ЛЕКЦИЯ № 11

Конструкция и работа систем управления самолетом

Системы управления самолетом разделяют на основные и вспомо­гательные К основным принято относить системы управления ру­лем высоты, рулем направления и элеронами (рулями крена). Вспомогательное управление — управление двигателями, триммера­ми рулей, средствами механизации крыла, шасси, тормозами и т. д.

Любая из основных систем управления состоит из рычагов уп­равления и проводки, связывающей эти рычаги с рулями. Рычаги управления отклоняются ногами и руками пилотов. С помощью штурвальной колонки или ручки управления, перемещаемой усилием руки, пилот управляет рулем высоты и элеронами. Рулем нап­равления управляют с помощью ножных педалей. Конструкция управления предусматривает, чтобы отклонение командных рычагов, а следовательно, и изменение положения самолета в пространстве соответствовали естественным рефлексам человека. Например, дви­жение вперед правой ноги,

действующей на педаль, вызывает отк­лонение руля направления и самолета вправо, перемещение штур­вальной колонки вперед от себя вызывает снижение самолета и увеличение скорости полета и т. д.

Для облегчения пилотирования и повышения безопасности по­лета при продолжительном полете управление большинства граж­данских самолетов

дублируется: делают две пары педалей, две штурвальные колонки или ручки, которые связаны между собой так, что отклонение рычага первого пилота вызывает такое же от­клонение рычагов у второго пилота. Нормы летней годности граж­данских самолетов СССР регламентируют максимальные усилия Р-на рычагах управления. Они не должны превышать по абсолютному значению 350 Н, при управлении самолетом по тангажу, 200 Н при управлении по крену, 700 Н при управлении по курсу. Уменьшить усилия и даже полностью снять нагрузку с рычагов управления можно с помощью аэродинамической компенсации. Для преодоления больших, превышающих физические возможности пи­лотов, усилий на рычагах управления к системе управления под­ключают гидравлические или электрические приводы, которые называются усилителями (бустерами) . В этом случае пилот управ­ляет усилителями, которые, в свою очередь, отклоняют рули. Систе­ма управления самолетов, предназначенных для длительных поле­тов, снабжается автопилотом, который облегчает пилотирование. Автопилоты с гироскопическими датчиками углового положения самолета, стабилизируя угол тангажа, обеспечивают движение с пос­тоянной высотой и скоростью, стабилизируя угол крена и рыска­ния,— движение в заданном направлении. Вопрос о необходимости включения автопилота решает пилот.

Самый важный этап полета — посадка, особенно в условиях пло­хой видимости или отсутствии видимости земли (туман). Здесь управление по обычным пилотажным приборам невозможно. Ранее посадка в таких условиях запрещалась, и ее производили на бли­жайшем запасном аэродроме (как правило, в другом городе за сотни километров). В настоящее время созданы устройства, позво­ляющие совершать автоматическую посадку, без участия пилота и видимости земли. Автоматическое управление посадкой сводится к стабилизации траектории снижения, заданной в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Датчиками информации о режиме по­лета, скорости, высоте и местоположении самолета являются, трубка Пито, радиовысотомер, радиомаяки и инерциальная система.

Инерциальная система — это автономное навигационное устрой­ство, построенное по принципу интегрирования ускорений, замеряе­мых в некоторой стабилизируемой системе координат. Для решения навигационных задач на борту самолета устанавливают бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), позволяющую авто­матически управлять траекторией полета по заданной программе. Автоматизация систем управления (АСУ) приводит к постепенно­му отказу от механической проводки управления и переходу к электродистанционным проводным системам. Информация, посту­пающая в АСУ самолетом, формируется в виде электрических сиг­налов, которые реализуются приводами управления. При этом сис­тема управления значительно упрощается, получается более удобной гибкой при монтаже на самолете. Устраняется вредное влияние на процесс управления трения, люфта в проводке, упругих деформаций конструкции и т. п. Информация, предназначенная для экипажа самолета, поступает на индикаторы приборной доски.

Управление стабилизатором осуществляется чаще всего гидромо­торами через винтовую пару. При этом предусмотрены меры, пол­ностью исключающие возможность самопроизвольного увода стаби­лизатора. При выключенной системе управления стабилизатор надежно фиксируется в любом положении самотормозящейся резьбой винтовой пары. Стабилизатором управляют из кабины экипажа, а его положение контролируют по индикатору на прибор­ной доске.

ЛЕКЦИЯ № 12

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ

Рис. 12.1. Схема привода руч­ного управления:

1 — кронштейн; 2 — регулиро­вочный болт ограничения от­клонения ручки; 3 — рычаг уп­равления клапаном торможения колес; 4 — ручка управления; 5 — труба ручки управления; 6 — рычаг крепления тяги управле­ния рулем высоты; 7 —тяга; 8 — качалка

Рис. 12.2. Штурвальная ко­лонка управления:

1 — штурвал; 2 — труба; 3 — ка­чалка управления элеронами;

4—тяги управления элеронами;

5— рычаг; 6 — тяга управления

рулем высоты

Рулем высоты и элеронами управляют при помощи ручки управления или штурвальной колонки. Ручка (рис. 10.1) пред­ставляет собой вертикальный неравноплечий рычаг с двумя степе­нями свободы, т. е. поворачивающийся вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. При движении ручки вперед и назад от­клоняется руль высоты, при перемещении ручки влево и вправо (поворот вокруг оси а — а) отклоняются элероны. Независимость действия руля высоты и элеронов достигается размещением шарни­ра О на оси а — а.

На тяжелых самолетах вследствие большой площади рулей высоты и элеронов увеличиваются нагрузки, потребные для откло­нения рулей. В этом случае самолетом удобнее управлять с помо­щью штурвальной колонки (рис. 10.2). Подобных колонок на само­лете две: одной управляет командир корабля, другой — второй пилот. Каждая колонка состоит из дюралюминиевой трубы, головки штурвала и нижнего узла — опоры штурвальной колонки, в торцах которого заделаны шарикоподшипники.

В нижней части колонки имеется рычаг, к которому присоединены тяги управления рулем высоты. Тяги управления элеронами соединены с качалками, уста­новленными на кронштейнах. На каждом штурвале установлены кнопки управления связной радиостанцией, включения и отключе­ния автопилота, самолетного переговорного устройства и нажимной переключатель управления триммером руля высоты.

Рис. 12.3. Пульт ножного управления

Для управления рулем направления предназначены педали двух типов: перемещающиеся в горизонтальной плоскости и пе­ремещающиеся в вертикальной плоскости. Педали в горизонталь­ной плоскости перемещаются по прямолинейным направляющим или на шарнирном параллелограмме, собранном из стальных тонкостенных труб. Параллелограмм обеспечивает прямолинейное перемещание педалей без их поворота, что необходимо для удоб­ного и неутомительного положения ступни ноги пилота. Педали, перемещающиеся в вертикальной плоскости, имеют верхнюю или нижнюю подвеску. Положение педалей можно регулировать, под­гоняя под рост пилота.

Пульт ножного управления (рис. 10.3) состоит из трех щек Щ между которыми на штангах 11, соединенных с трубой 8, подвеше­ны педали 6. Каждая педаль пальцем 13, проходящим внутри оси педали, связана с секторной качалкой 5. Верхняя часть секторных качалок тягами 4 и 3 соединена с рычагами горизонтальной тру­бы 2. На трубе 2 закреплен рычаг 7, к которому присоединена тяга 1, идущая к рулю поворота. При нажатии, например, на левую педаль (от пилота), повернется секторная качалка 5, которая через тягу 3 вызовет поворот трубы 2 против часовой стрелки. Это дви­жение в свою очередь через тягу 4 вызовет поворот секторной ка­чалки правой педали в противоположную сторону. Пальцы служат для регулировки педалей по росту пилота. Регулирование выпол­няют следующим образом: пилот отжимает вбок рычаг защелки 12 и тем самым выводит палец 13 из зацепления с сектором 5. Пружи­на (на рисунке не показана) поворачивает педаль в сторону пилота.

Проводка управления (рис. 9.4) может быть гибкой, жесткой либо смешанной.

Гибкая проводка управления выполняется из тонких стальных тросов, диаметр которых выбирается в зависимости от действующей нагрузки и не превышает 8 мм. Так как тросы могут работать только на растяжение, то управление рулями в таком слу­чае выполняется по двухпроводной схеме. Отдельные участки тро­сов соединяются тандерами. Трос к тандерам и секторам крепится коушами (рис. 9.5). Для уменьшения провисания тросов на прямо­линейных участках используют текстолитовые направляющие, в местах перегиба троса устанавливают ролики с шариковыми под­шипниками.

Жесткая проводка представляет собой систему жестких тяг и качалок. Качалки служат промежуточными опорами, которые необходимы для деления тяг на сравнительно короткие участки. Чем короче тяга, тем меньше вероятность вибраций. Но чем больше разъемов у тяг, тем больше масса проводки.

Рис. 9.4. Схема тросовой (а) и жесткой (б) проводок управления

1— педаль; 2 — ролик; 3 — трос; 4 — руль поворота; 5 — руль высоты; 6 — качалка; 7-элерон; 8 — тяги; 9 — штурвал

Для повышения надёжности управления каждая из тяг выполняется из двух труб и вставленных одна в другую. Основная труба — наружная, внутренняя дублер основной. Каждая труба в отдельности может полностью воспринять расчетную нагрузку, приходящуюся на эту тягу. Дос­тоинства жесткой проводки следующие: отсутствие вытяжки про­водки при эксплуатации, что исключает возможность образования люфтов; малые силы трения; высокая живучесть. Недостатки жест­кой проводки по сравнению с гибкой - большая масса и потреб­ность в значительных объемах для ее размещения. Гибкую проводку не следует применять при передаче больших усилий, а также в тех случаях, когда от управления требуется большая точность исполнения

Для поддержания тросов управления и изменения их направления применяют ролики 1, которые прессуют из текстолита-крошки и для уменьшения трения

монтируют на шарикоподшипниках.

Кронштейны 2 крепления роликов обычно литые и изготавливаются из

магниевых сплавов.

прямая

угловая

Тяги жесткой проводки 2 монтируют на качалках 1 и роликовых направляющих 3.

Качалки служат для изменения направления движения рис. 9.7 (а),а также изменения

усилия в тягах рис. 9.7 (б). Все качалки имеют шарикоподшипники, обычно допускающие незначительный перекос колец. Подобные подшипники исключают

возможность заеданий от перекосов при неточностях монтажа или при деформациях

( повреждениях ) самолёта.

На участках, где тяги совершают прямолинейное движение, ус­танавливают роликовые направляющие. Больше двух роликовых направляющих на одной тяге ставить нельзя, так как при дефор­мациях самолета это приводит к заеданию проводки. Направляю­щие имеют фланцы-крепления к фюзеляжу. В ушки направляющих, расположенных под углом 120° друг относительно друга, вмонтиро­ваны три шарикоподшипника, на наружные кольца которых напрес­сованы бандажные втулки. Между этими подшипниками и пере­мещается тяга. Управление механизацией крыла осуществляется или приводом с механической трансмиссией, или силовыми цилинд­рами гидросистемы самолета. При механической трансмиссии по­верхности управления перемещаются винтовыми механизмами, вращение которых от привода передается через угловые редукторы вращающимися валами. Каждая секция закрылка, интерцептора и другой отклоняющейся поверхности перемещается двумя винто­выми механизмами и силовыми цилиндрами. Приводом пилот уп­равляет дистанционно с помощью механической (тросовой) или электрической проводки.

Для защиты трансмиссии от перегрузки в нее включают ограничители крутящих моментов и эластичные муфты. По концам трансмиссии устанавливают датчики асимметрии поверхности уп­равления. Асимметричное перемещение, например, в случае обрыва вала трансмиссии, может привести к крену самолета, который с помощью элеронов не всегда можно парировать. Система защиты от асимметрии сравнивает положение левых и правых поверхностей управления и при наличии разности отклонения выше допустимой прерывают цепь управления приводами. Валы трансмиссии пустотелые, имеют промежуточные опоры, гермовыводы в местах выхода из фюзеляжа в крыле, карданные соединения для компенсации неточностей сборки и отклонения осей. В систему управления механизацией входит также система сигнализации и контроля положения.

ЛЕКЦИЯ № 13

Конструкция и работа силовой установки

Важнейшим элементом ЛА является двигатель, данные которого в значительной степени определяют возможность достижения больших скоростей, дальностей и высот полёта. В связи с расширением диапазона скоростей, дальностей и высот полёта, повышением надежности двигателей и безопасности полёта самолетов и вертолетов существенно усложняются конструктивные схемы авиационных двигателей, улучшаются их параметры

рабочего процесса, повышается уровень автоматизации авиадвигателей и топливной автоматики в целом.