2. Автономные электрогидравлические приводы и перспективы их развития
Автономные электрогидравлические приводы с регулируемым рабочим объёмом насоса.
Передача энергии к рулевым приводам по электрическим линиям всегда привлекала конструкторов летательных аппаратов в части гибкости соединений и упрощения эксплуатации энергетических систем. Далее мы будем использовать термин «автономный электрогидравлический привод» в смысле привода, в котором исполнительный механизм – гидравлический, а энергия к этому исполнительному механизму подводится электрическая, по проводам. Для такого привода централизованная гидравлическая система не требуется. Привод включает в свой состав источник гидравлической энергии в виде насоса. Автономные электрогидравлические приводы прошли большой путь развития. В первых моделях таких приводов в качестве источника гидравлической энергии использовались аксиально-поршневые насосы с вращающимся блоком насосов или кинетором и изменяемым рабочим объёмом.
Первые автономные рулевые электрогидравлические приводы на борту летательных аппаратов появились много лет назад (в 1944 году такие приводы применялись для управления полётом германской ракетой ФАУ-2) и были построены в соответствии с общей принципиальной схемой, которая показана на рис.8.1.1.
Первые автономные рулевые электрогидравлические приводы на борту летательных аппаратов появились много лет назад (в 1944 году такие приводы применялись для управления полётом германской ракетой ФАУ-2) и были построены в соответствии с общей принципиальной схемой, которая показана на рис.8.6.1.
Рис. 2.1.
Общая схема построения традиционного автономного электрогидравлического привода с насосом переменной производительности.
Здесь приняты следующие обозначения: Uупр – сигнал управления; Кус – коэффициент усиления электрических сигналов; q(γ) – рабочий объём насоса, изменяющийся с изменением угла наклона шайбы или блока цилиндров; nн – скорость вращения ротора насоса; Qн – объёмный расход рабочей жидкости на выходе насоса; Fн – внешняя сила; Хп – перемещение поршня; Р1, Р2 – давление в полостях гидроцилиндра; Кос – коэффициент позиционной обратной связи.
Вал электродвигателя в таком приводе вращается постоянно с максимально возможной скоростью (nmax). Рабочий объём аксиально-поршневого насоса, которые в основном применяются в таких приводах, изменяется путём поворота блока цилиндров или наклонной шайбы с помощью механической пространственной передачи, которая работает постоянно в режиме нагружения шарнирных соединений. Для поворота наклонной шайбы необходим специальный сервопривод, преобразующий электрические сигналы в изменение рабочего объёма насоса (q). Нетрудно видеть, что скорость выходного звена привода в первом приближении определяется соотношением:
. (2.1)
Здесь входным сигналом в исполнительный механизм привода является поворот наклонной шайбы или блока насоса. Представленная схема показывает лишь общий принцип управления выходным звеном привода. Схема привода объемного регулирования, более приближенная к реальности, показана на рис.8.2.
Рис.2.2.