Глава 4

РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ

4.1. Функциональная схема рулевого привода

Типовая функциональная схема рулевого привода (РП) представлена на рис. 4.1. В РП входит усилитель (У), рулевая машина (РМ ) и элементы жесткой отрицательной обратной связи (ОС). Рулевая машина преобразует электрический сигнал, поступающий с усилителя, в механическое переме­ щение выходного вала.

Рис. 4.1

Обратная связь обеспечивает пропорциональность перемещения вы­ ходного вала РМ по отношению к входному сигналу, уменьшает инерци­ онность РП, возвращает РМ в исходное положение при отсутствии входно­ го сигнала, уменьшает влияние нагрузки.

Усилитель служит для усиления входных сигналов и для суммирова­ ния этих сигналов с сигналом обратной связи.

Основным элементом рулевого привода является рулевая машина. Рассмотрим принцип действия рулевых машин, используемых в системах стабилизации.

4.2. Принцип действия рулевых машин

Рулевые машины можно подразделить на машины непрерывного и дискретного действия.

Рулевые машины непрерывного действия делятся на электрогидравлические и электрические.

Электрогидравлические рулевые машины бывают с внешним источни­ ком рабочего тела и с автономным источником рабочего тела. Рассмотрим их принцип действия.

Упрощенная схема рулевой машины с внешним источником ра­ бочего тела представлена на рис. 4.2. Она представляет собой двухкаскад­

ный гидроусилитель. Рабочим телом является жидкость, подаваемая от ис­ точника / под высоким давлением. Как правило, в полете в качестве рабо­ чего тела используется горючее двигателя ракеты (несимметричный диметилгидразин), поступающее из турбонасосного агрегата, а при регламент­ ных проверках - масло.

От источника высокого давления 1 жидкость поступает по двум кана­

лам:

-по каналу а через распределительный золотник 7 в полость цилинд­

ра 8\

-по каналу б через редукционный клапан 2, служащий для пониже­ ния и стабилизации давления жидкости, на вход первого каскада гидро­ усилителя.

Первый каскад гидроусилителя представляет собой гидравлический мост, состоящий из дросселей 3 (постоянные гидравлические сопротивле­ ния) и сопел 4 (переменные гидравлические сопротивления), сопротивле­ ния истечению жидкости которых изменяются при перемещении заслонки 5 преобразователя сигналов 6. Преобразователь сигналов 6 пред­ ставляет собой поляризованный электромагнит с пропорциональным угло­ вым перемещением якоря и устойчивым средним положением.

Входным сигналом для первого каскада усиления является перемеще­

ние заслонки 5. Перепад давлений в диагонали гидромоста (полости А и Б )- это выходной сигнал данного каскада. Узел распределительного зо­ лотника 7 представляет собой второй каскад усиления.

При отсутствии управляющего сигнала, подаваемого в обмотку пре­ образователя сигналов б, заслонка 5 одинаково перекрывает сопла 4. Вследствие этого гидравлические сопротивления в соответствующих пле­

Рабочее тело, которым является масло, находится в специальном ре­ зервуаре, откуда с помощью шестеренчатого насоса (ШН), приводимого во вращение электродвигателем (ЭД), оно прокачивается в каналы 1. Далее через дроссельные отверстия 2 жидкость поступает обратно в резервуар с маслом и параллельно в полости рабочего цилиндра (РЦ), где находится поршень 5, связанный через рычаг б с выходным валом 7.

Входной сигнал поступает на узел управления (УУ), представляющий собой поляризованный электромагнит, якорь которого 3 механически свя­ зан с поршеньками золотникового механизма 4. При отсутствии входного сигнала якорь У У находится в исходном положении и поршеньки пере­ крывают отверстия 2 в одинаковой степени. Давление в полостях рабочего цилиндра одинаково, и поршень 5находится в исходном положении.

При подаче исходного сигнала определенной величины и полярности якорь У У отклоняется на определенный угол. Пропорциональность угла поворота якоря входному сигналу обеспечивается специальной пружиной, создающей противодействующий момент (на рисунке пружина не показа­ на). Одно из дроссельных отверстий 2 приоткрывается, другое - призакрывается. Неравномерное перекрытие дроссельных отверстий приводит к пе­ рераспределению гидравлических сопротивлений, что, в свою очередь, создает определенный перепад давлений в полостях рабочего цилиндра. Под воздействием этого перепада давлений поршень рабочего цилиндра 5 перемещается, поворачивая через рычаг б выходной вал 7.

Достоинства рулевых машин с автономным источником рабочего те­ ла - отсутствие внешнего источника рабочего тела, сравнительно неболь­ шой вес и габариты.

Недостатки РМ - меньшие, чем у РМ с внешним источником рабочего тела, развиваемые силы и моменты, необходимость наличия на борту дос­ таточно мощного источника электроэнергии для питания электродвигате­ лей насосов.

Такие рулевые машины применяются преимущественно в системах стабилизации вторых ступеней ДА.

Основными элементами электрической рулевой машины являются электродвигатель, редуктор и в ряде случаев электромагнитная муфта сце­ пления, обеспечивающая реверс. При отсутствии муфты в состав рулевой машины входят два электродвигателя, вращающие выходной вал в разные стороны.

Особенностью электрической РМ является то, что для управления ее работой используется сигнал ШИМ либо релейный сигнал, т.е. сигналы, полезная информация в которых содержится в длительности импульсов.

Достоинства электрических РМ - простота конструкции, удобство в эксплуатации.