2.6. Режим управления

Рассмотрим режим управления автопилота, пользуясь структурными схемами, приведенными на рис. 8 – 10. При этом тумблеры В1 и В2 должны находиться в положении «2».

а) Канал направления (тумблер В3 на рис.8 находиться в положении 1).

Как уже указано выше, летчик может в любой момент вмешаться в управление вертолетом при включенном автопилоте. Допустим, что в горизонтальном полете при включенном автопилоте летчику необходимо ввести поправку по направлению на угол . Для этого на пульте управления предусмотрена ручка центровки, полный оборот, который соответствует 10º поворота вертолета. На ручке нанесены десять делений каждое соответствует одному градусу направления. Поворачивая ручку центровки по часовой или против часовой стрелки, летчик тем самым вызывает плоский доворот вертолета вправо или влево на соответствующий угол .

Если же летчику необходимо существенно изменить направление полета, то он обычным способом перемещает педали, разворачивая вертолет на заданный курс. При этом летчик, устанавливая ноги на педали, выключает канал направления и переводит его в режим согласования (переводит тумблеры В1 и В2 в положение «1», рисунок 8).

После вывода вертолета на заданный курс летчик, снимая ноги с педалей, автоматически включает канал направления (переводит тумблеры В1 и В2 в положение «2», рисунок 8). Таким образом, управление в этом случае нечем не отличается от обычного (при выключенном автопилоте), т. е. при этом работает только замкнутая система «вертолет-летчик».

б) Канал тангажа (тумблеры В1, В2 и В3 находятся в положения «2», рисунок 8).

На пульте управления в канале тангажа так же имеется (как и в канала направления) ручка центровки тангажа. Работа ее аналогична работе ручке центровки в канале направления, описанной выше. В остальном режим управления в канале тангажа существенно отличается от режима управления канала направления. Это отличие заключается в следующем: при вмешательстве летчика с помощью обычных рычагов управления канал тангажа не выключается (канал направления выключается). При изменении в горизонтальном полете скорости летчик должен установить ручку-управления в новое балансировочное положение, при этом вертолет должен изменить балансировочное значение угла тангажа. Это изменение угла тангажа, сигнал которого поступает в автопилот, вызывая соответствующее перемещение органов управления вертолета. Так как перемещение органов управления по сигналам автопилота ограничено 20%-ми полного перемещения органов управления, то при отсутствии компенсационного датчика может оказаться, что весь автопилотный диапазон управления будет использован, и автопилот перестанет функционировать. Что бы этого не происходило, на вход автопилота поступает электрический сигнал , пропорциональный отклонению ручки управления летчика (рисунок 10) и обратный по знаку сигнал изменения угла тангажа:

,

где - коэффициент пропорциональности.

Этот сигнал выдается компенсационным датчиком, установленным в системе управления вертолета. Таким образом, при управлении по тангажу при включенном автопилоте как бы работает две замкнутые системы: «вертолет-автопилот» и «вертолет-летчик».

в) Канал крена.

На вертолете МИ-8 и его модификациях при включенном автопилоте режим

управления в канале крена аналогичен режиму управления в канале тангажа. За исключением использования компенсационного датчика для гашения возможных колебаний крена, вызываемых летчиком (тумблеры В1 и В2 в положении «2», тумблер В3 в положении «3», рис. 8). Это вызвано тем, что управляющее воздействие летчика по крену, как правило, содержит колебания ручки с частотой 0,5 Гц, который при включенном автопилоте могут вызвать колебания по крену. Поэтому сигнал с компенсационного датчика, пропорциональный перемещению ручки управления, пропускается через фильтр и поступает на сервопривод автопилота, вызывая перемещение органов управления . При этом полярность этого сигнала выбирается таким образом, чтобы перемещение органов управления по сигналам автопилота было противоположным перемещению органов управления от непосредственного перемещения ручки летчика . Это приводит к тому, что суммарное управляющее воздействие летчика на вертолет оказывается:

, (2.8)

где.

Выражение (2.8) означает, что при статике (при медленных перемещениях ручки летчика в новое положение) эффективность управления при включенном автопилоте сохраняется неизменной. Если же летчик начинает перемещать ручку быстрее, то начинает сказываться запаздывающее влияние инерциального звена , и эффективность управляющих воздействий падает. Тем самым устраняется причина возникновения раскачки вертолета.

Рассмотрим подробнее режим управления по крену при медленных (плавных) перемещениях ручки летчика.

Пусть летчик переместит ручку на величину (рисунок 8). Вертолет начинает отклоняться, появляются сигналы и , которые в свою очередь вызывают отклонение органов управления на величину , в сторону обратную . Таким образом, суммарное отклонение органов управления:

.

Вертолет перестанет отклоняться, когда:

, т. е. .

При этом вертолет отклонится по крену на угол:

, так как (2.9)

Таким образом, угол отклонения вертолета по крену при включенном автопилоте пропорционален отклонению ручки летчика .

В связи с тем, что перемещение органов управления вертолета от сигналов автопилота ограничены 20% полного хода , то выражение (2.9) справедливо только для ограниченных значений углов крена

При значениях автопилот перестает функционировать.

В связи с этим при необходимости выполнения длительного виража со стабилизированным креном необходимо пользоваться ручкой центровки крена, на пульте управления автопилота координируя разворот управлением по курсу педалями, либо отключая канал крена и включая его снова после вывода вертолета на заданный крен.

г) Канал высоты (тумблеры В1 и В2 в положении «2», рис. 9).

Режим управления канала высоты аналогичен режиму управления канала направления.

Если летчику необходимо изменить высоту полета, то он обычным способом перемещает ручку «шаг-газ», нажимая на гашетку. При этом канал высоты отключается и переходит в режим согласования (тумблеры В1 и В2 переходят в положение «1»).

После вывода вертолета на нужную высоту для обеспечения стабилизации этой новой высоты летчику необходимо вновь включить канал высоты нажатием кнопки на пульте управления (тумблеры В1 и В2 перейдут в положение «2»).

Следовательно, при управлении высотой работает замкнутая система «вертолет-летчик».