книги из ГПНТБ / Матвеенко, А. М. Расчет и испытания гидравлических систем летательных аппаратов

леты Ту-104, Ил-18, Ан-10) или «механический инерционный гидроавтомат прямого действия» (самолеты VC-10, ВАС-111). Блок-схема е-системы приведена на рис. 3. 6.

г; д) ч,км/ч

Рис. 3.5. К выводу уравнения динамики тормозного колеса:

мость 5Пп—/( V)

Рассмотрим принцип работы е-системы с электромеханиче­ ским инерционным датчиком и электрогидравлическим краном-

112

При торможении рабочая жидкость под давлением, пропорцио­ нальным нажатию на шток редукционного клапана 1, поступает в тормозное колесо 3. При резком замедлении тормозного коле­ са срабатывает электромеханический датчик 4 растормажива-

яия.

Сигнал с инерционного датчика растормаживания подается на соленоид электрогидравлического крана 2. Золотник крана перекладывается, отключая линию давления от редукционного клапана 1 и соединяя тормозной узел колеса с линией слива.

Тормозной момент, действующий на колесо, уменьшается, и оно начинает раскручиваться. После того как угловые скоро­

—«жесткость» рабочей программы (постоянная настройка датчиков) для всех возможных случаев посадки;

—трудность введения корректирующих сигналов;

—большие вибрационные нагрузки на элементы шасси и шины;

—малый ресурс (примерно 1000 посадок).

Предложены, реализованы и эксплуатируются е-системы по­ вышенной эффективности, отличающиеся от рассмотренной вы­ ше простейшей е-системы.

Наряду с е-системами схемы «механический инерционный датчик+электрогидравлический кран» находят применение е-си­

переменного тока);

— широкие возможности введения в е-систему корректиру­ ющих сигналов.

ИЗ

Все рассмотренные схемы тормозных систем объединены еди­ ным принципом — они работают по угловому замедлению тор­

мозного колеса.

В настоящее время за рубежом появились сообщения о раз­

датчика е-систем при подскоке самолета или длительного дви­ жения по обледенелой полосе, и связанное с этим разрушение пневматиков. По сложности Дсо-система превосходит е-систему,

рой кроме сигналов, пропорциональных оборотам тормозного и нетормозного колес, необ­

Впоследнее время

внешних возмущений или параметров внутреннего состояния объекта широкое применение

находят самонастраивающиеся системы управления. «Жесткая» программа в таких системах заменена «поиском» наивыгодней­ ших областей или режимов работы. Блок-схема самонастраи-

114

вающейся системы торможения (автоколебательной) приведена на рис. 3.9. Система реагирует на знак величины дц-lds, увеличи­

инерционных датчиков, процессов, протекающих в гидросистеме. В результате получим следующую систему уравнений движения самолета на пробеге:

качении его по ВПП с торможением. Уравнение равновесия мо­ ментов будет следующим:

Инерционные датчики растормаживания, установленные на большинстве современных самолетов — это датчики релейного типа. При достижении тормозным колесом некоторого порогово­ го значения углового замедления еИастр датчик с помощью мик­ ровыключателя выдает электросигнал, который управляет кра­ ном растормаживания.

Уравнение, описывающее работу датчика растормаживания, имеет вид

где с — коэффициент момента упругих сил.

115

При повороте маховика датчика на некоторый угол происхо­ дит срабатывание микровыключателя. Работа микровыключате­ ля описывается следующими уравнениями:

где и = иСр — напряжение питания датчика растормаживания; л'вкл — ход толкателя микровыключателя датчика растор­

маживания при включении цепи; Хвыкл — ход толкателя микровыключателя датчика растор­

маживания при выключении цепи; хт— ход толкателя микровыключателя.

Рассмотрим ограничения, наложенные на величину ускорения маховика и перемещения толкателя микровыключателя.

При срабатывании датчика на сброс давления из тормозных колес маховик поворачивается на угол, соответствующий пропи­ лу на втулке. Для обеспечения сброса давления до минималь­ ного значения, достаточного для растормаживания колеса, необ­ ходимо удержать контакты микровыключателя во включенном положении некоторое время. Золотник крана растормаживания соединяет при этом полости тормозных цилиндриков с линией слива. Для этой цели в датчиках растормаживания предусмат­ ривается фрикционное устройство, обеспечивающее требуемый момент трения между проскальзывающим маховиком и обгонной втулкой.

Величина момента фрикциона должна быть выбрана немного большей величины противодействующего момента от сил сопро­ тивления включенного микровыключателя, но все же достаточ­ ной для обеспечения быстрого уравнивания угловых скоростей маховика датчика и колеса при раскрутке.

Уравнение движения маховика под действием сил инерции и момента фрикциона будет:

116

Поскольку ход толкателя хтоднозначно связан с углом ф^-в'ра-

\/шах

где i — коэффициент передачи от колеса к валику датчика;^

— коэффициент усиления датчика;

здесь k и U— большое и малое плечи коромысла датчика растормаживания; г — радиус муфты; у — угол наклона pa3BejpTKH толкателя микровыключателя.

Это ограничение толкателя кнопки микровыключателя необ­ ходимо учитывать при моделировании.

Таким образом, динамика движения самолета, тормозных ко­ лес и датчиков растормаживания на пробеге описывается систе­ мой нелинейных дифференциальных уравнений (3.2) — (3.-43), не решаемых аналитически известными способами.

Приведение системы нелинейных уравнений к виду, удобно­ му для решения на аналоговой моделирующей машине, прово­ дится по известным методикам. По блок-схеме математической модели и полученной системе уравнений (3.2) — (3. 13) состав­ ляется структурная схема модели с приводами натурных датчи­ ков растормаживания (рис. 3. 10).

Электрические сигналы, пропорциональные тормозным давле­ ниям в колесах и снимаемые с электрических датчиков да!вления, усиливаются в блоках 1 и 1' и совместно с сигналам^ ло­ бового сопротивления самолета и тяги двигателей подаются на вход суммирующего блока 2 для получения скорости движения

Далее структурная схема разделяется на два канала, Соот­ ветствующих моделированию двух пар гидравлически сблокиро­ ванных колес по ВПП с различными характеристиками.

Рассмотрим работу одного из «аналов, так как работа обоих каналов принципиально одинакова.

В суммирующий блок '5 поступают сигналы, пропорционЖьные моментам сцепления и торможения колеса, в результате че­ го на выходе усилителя 6 реализуется угловая скорость тормоз­

ного колеса. ■ П Для перемножения соответствующих величин используется

блоки перемножения БП. Для получения соответствующих нели­ нейных зависимостей, например зависимости коэффициента

сцепления колеса от скорости движения самолета, применяются функциональные блоки нелинейностей БН.

•Кроме того, на схеме показаны усилители мощности (УС1 и УС2, электрогидравлические краны АУ-36), гидромоторы (ГМ! и ГМ2) и инерционные датчики растормаживания (ИД! и ИД2).

Для комплексного моделирования систем управления назем­ ным движением самолета с использованием аналоговых вычис­ лительных машин и реальных гидравлических систем необходи-

Рис. 3. 10. Структурная схема математической модели для исследования си­ стем автоматического торможения

мо создавать специальные электрогидравлические блоки согла­ сования, имитирующие работу основного колеса самолета при пробеге по ВПП. Характеристики подобных блоков должны обеспечивать возможность непосредственного подсоединения их к аналоговым: вычислительным машинам (АВМ) и гидравличе­ скому натурному стенду гидросистемы. Частотные характеристи­ ки блока согласования (полоса пропускания частот) определя­ ются частотой срабатывания инерционных датчиков расторма­ живания на самолете, составляющей 4—8 Гц.

В качестве имитатора тормозного колеса в разработанном электрогидравлическом блоке согласования АВМ с реальной гидравлической системой по оборотам был использован гидро­ мотор ГМ-08, управление которым осуществлялось от двухкас­ кадного электрогидравлического усилителя АУ-36. Принципи­ альная схема блока согласования приведена на рис. 3. 11, а его

118

амплитудно-частотные характеристики даны на рис. 3. 12. В качестве корректирующей использовалась пассивная диффе­ ренцирующая /?С-цепочка.

Рис. 3.11. Принципиальная схема блока согласо­ вания:

5—гпдроаккумулятор, стабилизирующий давление перед краном АУ-36; 6—электрогидравлнческий двухкаскадный

усилитель (зависимость <Э„ых=/(<у11ра „л) Дана на рис. 3.11,6); 7—гндромотор (зависимость лвых=/(<3) дана на

рис. 3.11, б); 5—механическая передача; 9—испытуемый инерционный датчик; 10—тахогенератор обратной связи

А

Рис. 3. 12. Динамические харак­ теристики блока:

/'—с корректирующей цепочкой; 2— без корректирующей цепочки

Исследование систем управления поворотом

передней ноги самолета на комплексном стенде

Авиационные колеса снабжаются эластичными шинами, де­ формирующимися в процессе работы по трем направлениям: в направлении радиуса, окружности колеса и в направлении,