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

в диапазоне 380—560 кгс/см2, мини­ мум функций W (р) находится в зо­ не еще больших давлений. На рис. 1.20 приведены зависимости удель­ ной весовой отдачи Суд—НА) кгсвеса/(кгс-м).

Аксиально-поршневой гидронасос

Современные гидронасосы — очень сложные агрегаты, состоящие, как правило, из трех механизмов: подачи, распределения и изменения производительности. Ввиду сложно­ сти получения теоретических зави­ симостей веса и объема всех пере­ численных механизмов от рабочего давления рассмотрим лишь меха­ низм подачи, точнее, его основную часть т—блок цилиндров (рис. 1. 21).

Рис. 1.19. Зависимости G0th, IPoth и и^уд.оти от давления р для гидроаккумулятора

1

1

о,ог

,г

/

0,01

А,кгс-м

Рис. 1.20. Зависимость Gya=f(A) гидроаккуму­ ляторов:

/—оболочка из стали; 2—оболочка из титана

30

Запишем уравнения, связывающие перечисленные параметры блока цилиндров и насоса:

— объем цилиндрового блока

32

— уравнение объема насоса

_ki______ N

X

V (1 — Ян) P V tiz

Зависимости относительного веса 0 отн = (— относительного

(1.49). На рис. 1.22 приведены графики этих зависимостей для блоков цилиндров из стали.

В результате обработки серии подобных графиков (мощно­ сти менялись от 10 до 100 кВт) получена зависимость теоретиче­

В реальных гидросистемах формы и размеры баков чрезвы­ чайно разнообразны. Для упрощения расчетов рассмотрим бак цилиндрической формы с эллиптическими днищами. Расчетная схема бака показана на рис. 1. 24.

Введем обозначения:

D6, бб, Le, Н — диаметр бака, толщина его стенок, длина и средняя высота жидкости в нем соответст­ венно;

ум. б, М б— удельный вес материала и допускаемые на­ пряжения в конструкции бака;

уж, v — удельный вес и вязкость жидкости; Рподд — давление поддавливания;

&6= — — статистический коэффициент;

Qh

Рис. 1.23. Зависимость GyA=f(N) для на­ сосов с блоками цилиндров из различных

материалов: »

/ —бронза БрОСНЮ-2-3; 2—сталь X I2' \ и 12ХНЗЛ

34

Из уравнений (1.50) — (1.53) по­ лучим:

— уравнение веса бака

+ 0,5 л/ ' ■■з /гбЛГн--- \ + 0,75

V n L l ( l — a K) p j '

Из уравнений (1.54) и (1.55) легко получить, как и раньше, зави­

симости G0th, I^oth и №уД.отн от дав­ ления для гидробака (рис. 1.25), из которых следует, что интенсивное уменьшение веса и объема гидроба­ ка происходит до давления 420 кгс/см2.

дам"н“ я“ ои™ "»»«Те»ЙМСа ° СН0ВНЫХ агрегата» гидросистем '„V

малышТщ30-60-'*’ сУммаР"°™Ы“ “ “ S " ML 7 S a BaoH°on?2;

больших значениях рабочих давлений. Следовательно целет

2*

35 ,

систем. Это сделано для тех приводов, которые (хотя бы на од­ ном из рассматриваемых самолетов) подключены к гидравличе­ ской системе.

Из табл. 1.2 видно, что в гидросистемах самолетов рассмат­ риваемого типа возможны следующие три способа подключения гидроприводов:

— параллельное подключение гидропривода к двум работа­ ющим автономным гидравлическим системам — резервирование с включенным резервом; рабочая жидкость в этом случае посту­ пает одновременно к сдвоенным распределительным и исполни­ тельным устройствам гидропривода, при выходе из строя одной из систем гидропривод продолжает работать, развивая половин­ ную мощность;

—последовательное подключение гидропривода к основной

ирезервной (гидравлической, пневматической, электрической) системам — резервирование замещением; рабочая жидкость в’ этом случае поступает к распределительному и исполнительно­ му устройствам через переключатель; при выходе из строя основ­ ной системы осуществляется переключение гидропривода на питание от резервной; гидропривод при этом выполняет свои функции с некоторыми ограничениями;

—подключение гидропривода к одной из автономных систем; при выходе ее из строя гидропривод теряет способность выпол­ нять свои функции.

На всех рассматриваемых самолетах гидроусилители стабили­ затора, элерона и элевона подключены к двум одновременно ра­ ботающим автономным гидросистемам. Гидроусилители руля на­ правления, как правило, также подключены к двум одновременно работающим автономным системам. Исключение составляют са­ молеты F-101, F-4C, причем на самолете F-101 переход на ручнре управление не предусмотрен. К двум одновременно работающим системам подключаются вспомогательные гидроусилители (само­ лет F-105D) сдвоенных рулевых агрегатов САУ и гидропривод изменения стреловидности крыла (самолет F-111).

На всех самолетах гидроприводы системы выпуска шасси и системы торможения колес подключены последовательно к ос­ новной гидравлической системе и через переключатель к резервгной (чаще всего. пневматической) системе. На большинстве са­ молетов последовательное подключение используется для приво­ дов закрылков, предкрылков и элементов механизации воздухо­ заборников. Резервная система обеспечивает выпуск закрылков, предкрылков и возвращение в исходное положение элементов ме­ ханизации воздухозаборников. На отдельных самолетах последо­ вательное подключение используется для гидроприводов выдви­ жения пусковой установки и для гидроприводов воздушных тормозов (самолеты F-106 и F-111), а также для вспомогатель­ ных электрогидравлических усилителей (самолет «Мираж»),

37

38

Остальные гидроприводы (разворота передней стойки, выпу­ ска и уборки воздушных тормозов, антенны РЛС, впрыска воды, толкателя ручки управления, вращения генератора переменного тока, пневмокомпрессора, топливного насоса, выдвижения бака, бампера, топливоприемника, рулевые агрегаты САУ и т. п.) под­ ключены к одной гидравлической системе.

Из табл. 1.2 видно, что гидросистемы рассматриваемых ино­ странных самолетов состоят из двух автономных систем (самоле­ ты F-101, F-104, F-102, SAAB-35, SAAB-37, «Мираж», «Ягуар») или из трех (самолеты F-100D, F-105D, Pl.B, A3j-Ir F-4C. В первом случае одна из автономных систем выделяется для обслуживания гидроусилителей системы управления поле­ том. Эта система получила название бустерной. Вторая авто­ номная гидросистема обеспечивает питание гидроусилителей си­ стемы управления и всех остальных потребителей. Эта система называется общей. Во втором случае две автономные гидравли­ ческие системы выделяются для обслуживания гидроусилителей системы управления полетом, а третья' автономная система обес­ печивает питание всех остальных потребителей. Такая система названа вспомогательной.

На большинстве рассматриваемых самолетов, гидросистемы которых состоят из двух автономных систем, в общей системе устанавливается отсечной клапан, отключающий при появлении неисправности значительную группу потребителей. Отсечной кла­ пан как бы делит общую систему на две части — бустерную и вспомогательную, обеспечивая при возникновении неисправности в первую очередь питание гидроусилителей системы управления полетом. Отсечной клапан может срабатывать:

—при падении давления в системе (самолеты F-101, F-104,

F i l l ) ;

—при уменьшении количества жидкости в баке (самолеты «Мираж», «Ягуар»);

—по сигналу летчика (самолет F-111); в этом случае отклю­ чаются только подсистемы, работающие на взлете и посадке.

Преимуществом гидросистемы, состоящей из двух автоном­ ных, являются меньшая суммарная мощность насосов и меньший общий вес гидравлической системы, чем у гидросистемы, состоя­ щей из трех автономных систем. На большинстве иностранных самолетов, в том числе и на созданных в последнее время (са­ молеты F-111 и «Ягуар»), гидросистемы состоят из двух авто­ номных систем с отсечным клапаном в общей системе.

Гидросистема, состоящая из трех автономных систем, будет обладать большей надежностью и живучестью по сравнению с гидросистемой, состоящей из двух автономных систем. Из табл. 1.2 видно, что на самолетах с большим количеством потре­ бителей (F-105D, F-4C и АЗj-1) используются гидросистемы, со­ стоящие из трех автономных систем.

40