43 схематично изображён пост ножного управления с вертикальными рычагами. Командные рычаги управления обязательно имеют регулировку под рост лётчика, что отражено на рис. 43.

Рис. 43. Размещение командных рычагов в кабине.

3.2.2. Проводка управления

Для передачи управляющих перемещений от лётчика к органам управления используется механическая или электрическая проводка управления. В качестве механической проводки управления может использоваться гибкая, жёсткая или смешанная проводка.

72

Гибкая проводка выполняется в виде стальных тросов, которые на прямолинейных участках иногда заменяются металлическими лентами или проволокой. Тросы передают только растягивающую нагрузку, поэтому тросовая проводка состоит из двух ветвей, образующих замкнутую петлю, в которой создаётся предварительное натяжение. На прямолинейных участках тросы для уменьшения провисания поддерживаются пластмассовыми колодками с направляющими отверстиями.

Тросовая проводка обладает малой массой и обеспечивает простоту прокладки ее в малых объёмах. Но она обладает и многими существенными недостатками: большое упругое пружинение под нагрузкой, вытяжка в процессе эксплуатации, что требует частой регулировки натяжения, большое трение за счёт деформации тросов при огибании роликов для изменения направления, зависимость силы натяжения троса от температуры и другие. Из-за этих недостатков тросовая проводка в настоящее время используется редко, обычно на легких самолётах или в комбинации с жёсткой проводкой в тех местах, где использование последней затруднено. Например, в штурвальной колонке для передачи движения штурвала к жесткой проводке за пределами штурвальной колонки, см. рис. 41.

Жёсткая проводка управления выполняется из движущихся поступательно жёстких тяг, изготавливаемых из тонкостенных дюралевых, стальных, титановых труб с наконечниками на концах. Наконечники нерегулируемые и регулируемые (для регулировки длины тяги) обеспечивают соединение тяг между собой и присоединение их к качалкам и рычагам проводки управления. Для уменьшения трения все шарниры жёсткой проводки снабжаются шарикоподшипниками. Параллельно всем шарнирам тяги и качалки управления гибкими перемычками соединяются в одну электрическую массу во избежание возникновения между ними разности потенциалов. Прокладка тяг по самолёту выполняется или на поддерживающих качалках, или в роликовых направляющих.

Командные рычаги управления расположены в герметичной кабине, а исполнительные механизмы, куда нужно доставить перемещения рычагов, в негерметичной зоне, возле управляющих

73

поверхностей (рулей). Поэтому, на выходе проводки управления из герметичных кабин устанавливаются специальные гермовыводы, обеспечивающие передачу движения проводки без утечки воздуха из гермоотсека. Уплотнение тяг или вала в этих узлах обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами.

Электрическая проводка управления применяется в электродистанционной системе управления. В такой системе сохраняются обычные командные посты управления или могут использоваться командные рычаги управления уменьшенных размеров, так называемые джойстики, в виде уменьшенной штурвальной колонки, рукоятки на подлокотнике и другие. Механические перемещения командных рычагов в этой системе преобразуются в аналоговый или цифровой электрический сигнал, который передается по проводам к рулевому приводу, установленному непосредственно у рулевой поверхности и связанному силовым штоком с её кабанчиком управления. Перемещение силового привода управляется электрическими сигналами от командного рычага и за счёт обратной связи создаётся следящая система, в которой руль строго следит за перемещениями командного рычага точно так же, как это происходит в системах с механической проводкой управления.

Для повышения надёжности электродистанционной системы управления передача электрических сигналов происходит по 3...4 независимым каналам, проложенным в разных зонах конструкции с целью повышения надёжности.

Электрическая проводка управления обеспечивает снижение массы системы управления, практически не требует объёмов для её прокладки, проста и удобна в обслуживании. Электродистанционная система управления упрощает включение в систему управления любых автоматических устройств, не требуя установки дополнительных силовых приводов.

3.2.3. Силовые приводы

В качестве силовых приводов в системе управления используют рулевые агрегаты и рулевые приводы. Оба они представляют собой гидравлические агрегаты, обобщённо

74

называемые гидроусилителями или бустерами (англ. boost –

повышать, усиливать), состоящие из одного или нескольких силовых цилиндров и золотникового устройства. Золотник управляет подачей гидросмеси в полости гидроцилиндров, задавая тем самым перемещения выходного штока, который связан с рулевой поверхностью. Перемещение золотника рулевых агрегатов, в свою очередь, определяется суммарным управляющим воздействием лётчика и автоматической бортовой системы управления. То есть, лётчик перемещает только золотник, а огромный руль таскает силовой гидроцилиндр.

3.2.4. Рулевые поверхности

Современные гражданские самолёты летают на скоростях 500...900 км/час и имеют большую массу. По статистике на одного пассажира приходится 500...700 кг взлётной массы, что при 200 пассажирах требует самолёт массой примерно 100 тонн.

При отклонении рулевой поверхности набегающий поток стремится вернуть её в исходное положение, рис. 44. При этом возникает момент аэродинамических сил относительно оси вращения руля, который называется шарнир-

ным моментом Мш. Возврату руля в исходное положение

управления PT, которая связана с усилием P на штурвале. Усилия, подрастающие с увеличением отклонения руля, определяются из условия равенства работы лётчика при отклонении штурвала работе аэродинамических сил руля при его отклонении. Например, усилие Р на рычаге управления при его перемещении на величину dx по направлению усилия совершит работу (P·dx). Аэродинамические силы на руле при его отклонении совершат работу (Mш·dδ), где Мш - шарнирный момент или момент аэродинамических сил относительно оси вращения руля;. dδ - элементарное угловое

75

перемещение руля. Из равенства этих работ следует, что усилие на рычаге управления

ш dx

Как видно из формулы, чем больше шарнирный момент, тем больше усилие Р на штурвале.

Величина (dδ / dx) называется передаточным числом управления.

Шарнирный момент руля управления самолётом

где mш - коэффициент шарнирного момента; Sр и bp - соответственно площадь и хорда руля; (ρV2 / 2) - скоростной напор потока, набегающего на руль.

С увеличением размеров руля и увеличением скорости полёта шарнирный момент возрастает, и притом довольно интенсивно. Следовательно, возрастает и усилие на рычагах управления Р. В конечном счёте на скоростных самолётах величина этого усилия может превысить мускульные возможности человека при ручном управлении самолётом.

Усилие Р можно уменьшить применением аэродинамической компенсации рулей и элеронов, сводящейся к тому, что часть аэродинамической силы на руле создает момент, противоположный Мш. Конструктивная реализация аэродинамической компенсации [3, стр. 147] требует усложнения и некоторого увеличения веса конструкции, поэтому создатели самолётов всегда стоят перед выбором между применением силовых приводов или аэродинамической компенсации.

На рис. 45 показана компоновочная схема системы управления самолётом с включением в проводку управления рулевых агрегатов и демпферов.

76