Совершенствование бустерного управления
Демпферы колебаний и автоматы продольной и боковой устойчивости
Для
улучшения демпфирования колебаний
относительно центра масс самолёта
вместе с сигналами производной от
регулируемого параметра
,
и
,
поступающего от датчика угловых
скоростей, используют сигналы вторых
производных от крена, тангажа и курса,
измеренных датчиками угловых ускорений,
установленных вдали от центра масс.
Сигналы от датчиков ускорений, находящихся
в конце крыла или хвостовой части
самолёта, раньше других датчиков
«обнаруживают» начальную стадию развития
колебаний под действием внешних
возмущений. Они обеспечивают дополнительное
отклонение рулевых поверхностей
самолёта, подавляя развитие колебаний.
Не случайно использование вторых
производных в управлении самолётом
называют автоматами продольной и боковой
устойчивости (АПУ и АБУ).
Ограничение предельных режимов
Для повышения надёжности и безопасности автоматического управления в САУ предусмотрены меры для ограничения предельных режимов, которые не допускают приближение самолёта к критическим режимам сваливания, переходу в штопор, опасным вертикальным перегрузкам. Это достигается ограничением управляющих сигналов в зависимости от условий и режимов полёта. Автоматически ограничивается угол атаки, скорость изменения угла атаки при подъёме передней стойки шасси на взлете, крен самолёта в зависимости от этапа захода на посадку. Одновременно совершенствуется система сигнализации для экипажа о приближении к опасным режимам полёта.
7.2 Улучшение летно-технических характеристик с помощью автоматики
Существует также способ автоматического парирования ветра и ослабления вертикальных ускорений (болтанки) для повышения комфорта пассажиров, уменьшение усилий на планер самолёта и снижение маневренной нагрузки крыла. Это достигается согласованным действием руля высоты и органов механизации ( симметрично отклоняемых элеронов и закрылков), а также использованием органов непосредственного управления подъемной и боковой силой.
Уменьшение статической устойчивости
Ранее, при отсутствии автоматических систем улучшения устойчивости и управляемости, необходимая для управления самолётом статическая устойчивость достигалась соответствующим аэродинамическим профилем планера самолёта: достаточно большим хвостовым оперением и передней центровкой. Такой самолёт устойчив сам по себе и легко управляется, но, с другой стороны, он имеет плохое аэродинамическое качество из-за потерь на балансировку и большое лобовое сопротивление. Используя возможности автоматической системы для повышения устойчивости самолёта, можно уменьшить его статическую устойчивость смещением центра масс назад, что приводит к уменьшению горизонтального оперения самолёта на 30-50% с одновременным улучшением аэродинамического качества и других лётно-технических характеристик [ ].
7.3 Автоматическая стабилизация скорости полёта самолёта
Стабилизация индикаторной воздушной скорости нужна в режиме набора высоты и снижения для поддержания оптимального с точки зрения расхода топлива и ресурса режима работы двигателей, выдерживания заданного профиля полёта в вертикальной плоскости и необходимой скорости при заходе на посадку. Стабилизируется обычно приборная скорость или число Маха.
Автоматическая стабилизация приборной скорости осуществляется различным способом: включением режима «скорость» и режима «автомат тяги»
Режим «скорость» обеспечивает стабилизацию приборной скорости с помощью отклонения руля высоты при наборе и снижении. Включается режим кнопкой «скорость» на пульте САУ (Рис. 6.3) или FLS (рис. 7.1) после установки режима двигателя, необходимой вертикальной скорости и включения режима АП. При этом стабилизация скорости будет осуществляться путем автоматического отклонения РВ под действием основного управляющего сигнала:
.
формируется
в СВС,
задается с пульта управления (ПУ),Vтек
– текущее значение скорости поступает
из системы воздушных сигналов. Закон
управления формируется в вычислителе
САУ в виде
-
угол крена;
- угол тангажа;
- скорость;
- продольное ускорение;
.
Сигнал
поступает из блока датчика линейного
ускорения или инерциальной системы для
демпфирования колебаний скорости, а
сигналы крена и тангажа поступают от
3-х малогабаритных гировертикалей –
МГВ или также из инерциальной системы.
Выбирающий элемент пропускает среднее
значение.
Режим FLS (LVL CHG) предусматривает стабилизацию установленной приборной скорости при наборе и снижении с автоматическим перехватом заданной высоты.
Режим автомата тяги удобно использовать при заходе на посадку, когда меняется конфигурация самолета, а также при движении по глиссаде, когда управлять скоростью рулем высоты нельзя. Кроме того, этот режим необходим при автоматическом уходе на второй круг. В этом режиме скорость регулируется путем изменения тяги двигателя.
Основным сигналом для управления является сигнал разности между заданной и текущей скоростью ΔV = Vзад - Vтек.
Заданная
скорость устанавливается пилотом на
ПУЛ переключателем «Заданная скорость».
Режим включается кнопкой «Автомат
тяги». Дополнительно к сигналу ΔV
используется сигнал из малогабаритной
вертикали – МГВ, а также сигнал
– продольной перегрузки.
Управляющий сигнал привода сектора газа формируется вычислителем автомата тяги по следующему закону управления:
Структурная схема дана на рис.7.2
Рис. 7.2 Структурная схема САУ в режиме «Автомат тяги»
Рис. 7.3 Задатчик и индикатор заданной скорости
(1) Autothrottle (A/T) – Переключатель АТ
ARM (активирован) – АТ активирован и включается автоматически если включены следующие режимы:
• LVL CHG
• V/S
• VNAV
• ALT HOLD
• G/S CAPTURE
• TO/GA
OFF (дезактивирует АТ и предотвращает его включение)
(2) Changeover (C/O) – Переключатель метода отображения скорости. При нажатии переключает между числом М, и приборной скоростью (IAS). Автоматическое переключение происходит примерно на высоте 26 000 футов
(3) Символ предупреждения о невозможности достижения выбранной скорости. (А) Мигающий символ – скорость ниже минимальной
(4) Дисплей приборной скорости/числа М
Показывает выбранную скорость/число М
• Пустой при условии:
o Режим VNAV активирован
o АТ активирован в режиме FMC SPD
o Во время автоматического ухода на второй круг при обоих работающих двигателях
• Показывает 100 узлов при включении электропитания
• Отображение приборной скорости: от 100 узлов до максимальной эксплуатационной с шагом в 1 узел. Числа М: от 0.60 до максимального эксплуатационного
(5) Кнопка TO/GA – взлетный режим/уход на второй круг. Нажмите верхний левый винт для активации. (Сделано именно здесь для удобства – прим. переводчика)
(6) Кнопка N1
Нажатие (лампа не горит)
• Включает АТ в режиме N1
• Включает лампу
• Выводит информацию о включении AT в режиме N1
Нажатие (лампа горит)
• Выключает режим N1 и тушит лампу
• Включает АТ в режиме ARM
Режим N1 автомата тяги: АТ выдерживает режим заданный в FMC. Режим N1 активируется вручную при нажатии кнопки N1 если он совместим с текущими режимами AFDS. Режим N1 включается автоматически при:
• Активации режима LVL CHG во время набора
• Активации режима VNAV во время набора
(7) Кнопка SPEED – выдерживание скорости
Нажатие (лампа не горит)
• Включает АТ в режиме выдерживания скорости
• Включает лампу
• Выводит информацию о включении режима MCP SPD
• Удерживает заданную скорость/число М
Нажатие (лампа горит)
• Выключает режим выдерживания скорости и тушит лампу
• Включает АТ в режиме ARM
Режим выдерживания скорости автомата тяги: АТ выдерживает заданный скоростной режим. Включается нажатием кнопки SPEED, если совместим с текущими режимами AFDS. Включается автоматически при:
• Активации режима ALT HOLD
• Активации режима V/S
• Захвате глиссады
(8) Селектор значения скорости/числа М
• Выставляет скорость в дисплее скорости/числа М и курсор скорости на PFD
• Делает выбранное значение скорости - референсным для AFDS и АТ
• Не работает, если дисплей скорости/числа М не горит
При нажатии кнопки на штурвале при уходе на второй круг автомат тяги автоматически перемещает РУД в положение взлётного режима двигателя, а руль высоты автоматически перемещается, устанавливая заданный угол тангажа для набора высоты. При этом скорость автоматически ограничивается до значения, соответствующего текущей конфигурации самолёта.