9.5. Контрольно-измерительные и сигнальные устройства

На самолётах с основной системой электроснабжения трёхфазного перемен­ного тока с напряжением 200/115 В частотой 400 Гц предусмотрены следую­щие контрольно-измерительные и сигнальные устройства :

- в основной системе электроснабжения – для контроля тока генераторов предусматриваются индивидуальные амперметры для каждого генератора (Ил-86) или один амперметр с поворотным переключателем (Ту-154); для кон­троля напряжений и частоты генераторов и на шинах сетей – вольтметр и час­тотомер с поворотным переключателем;

- в системе 3х фазного переменного тока напряжением 36 В частотой 400 Гц для контроля напряжения источников и на шинах используется вольтметр с по­воротным переключателем;

- в системе постоянного тока для контроля токов источников, как правило, используются индивидуальные амперметры, для контроля напряжений – вольтметр с поворотным переключателем;

10. Электрифицированные системы управления самолётом

10.1. Электромеханизмы дистанционного управления

Электромеханизмы дистанционного управления служат для дистанционного управления устройствами, системами и агрегатами – открывать и закрывать за­слонки и краны, управлять триммерами, механизацией крыла, перестановкой стаби­лизатора и т.д. Электромеханизмы могут использоваться в любом месте самолёта и вертолёта, на требуют герметизации и дополнительного источника энергии, менее уязвимы в сравнении в пневматическими и гидравлическими механизмами, практи­чески не подвержены влиянию температуры и давления.

В состав электромеханизмов дистанционного управления входят:

- малогабаритный высокооборотный электродвигатель постоянного тока, спо­собный работать как при напряжении 27 В, так и 24 В, то есть от аккумуляторов;

- понижающий редуктор с большим коэффициентом передачи, как правило планетарный, или червячный, или их сочетание, обеспечивающий при понижении частоты вращения получение достаточно большого крутящего момента на валу;

- выходное устройство в виде штока, рейки, шестерни, вала со шлицами, обес­печивающее непосредственный привод к управляемому устройству или агрегату;

- фрикционная муфта, служащая для передачи к выходному устройству задан­ного крутящего момента, при достижении механизмом крайнего положения (дос­тижении упора) сопротивление вращению резко возрастает, что приводит к пробук­совыванию муфты, предотвращая поломку устройства;

- концевые выключатели, размыкающие в крайних положениях механизма цепи электропитания и обеспечивающие включение соответствующей сигнализации;

- электромагнитные тормозные муфты (рис. 9.1.) – обеспечивают останов вала электро­двигателя при снятии с электромеханизма питания.

Рис. 10.1. Электромагнитная тормозная муфта.

Вал 6 является валом электродвигателя. Якорь 3 может продольно переме­щаться по шлицам вала. В обесточенном положении электромеханизма пружина 5 прижимает якорь вместе с фрикционным кольцом 1 к тормозному диску 2, обеспе­чивая заторможенное состояние привода. При подаче напряжения на электромеха­низм напряжение поступает на электродвигатель и на обмотку 4 электромагнитной муфты. Обмотка создаёт магнитное поле, якорь притягивается к магнитопроводу 8, преодолевая усилие пружины и растормаживая вал электродвигателя. При обесто­чивании электромеханизма с помощью концевого выключателя или при снятия на­пряжения соответствующим выключателем из кабины экипажа пружина обеспечи­вает останов вала двигателя, прижимая фрикционное кольцо к тормозному диску. Электромагнитные тормозные муфты являются надёжными, эффективными устрой­ствами, но при затормаживании мощных высокооборотных электродвигателей сложно обеспечить быстрый останов вследствие большой инерции ротора, большое количество кинетической энергии вращения переходит в тепловую энер­гию. Происходит значительный износ фрикционных элементов муфты. Учитывая, что на разгон электродвигателя и набор соответствующего уровня кинетической энергии тратится значительное количество электроэнергии, возможно от аккумуля­торов, более рациональным выглядит останов не электродвигателя, а выходного вала механизма.

- электромагнитные муфты сцепления-торможения (рис. 9.2.) – в отличие от рассмотренных ранее электромаг­нитных тормозных муфт в них происходит нару­шение механической связи между электродвигателем и приводным валом меха­низма, затормаживается только вал ме­ханизма, в то время, как вал электродвигателя продолжает вращаться по инерции.

Подвижный диск 1, дополнительный диск 9 и приводной вал 3 выполнены, как единое целое. В обесточенном положении механизма пружина 4, упирающаяся вправо в дополнительный диск 9, прижимает подвижный соединительный диск 1 к неподвижному фрикционному диску 2, обеспечивая его заторможенное состояние. При этом механической связи вала 3 с электродвигателем нет.

Рис. 10.2. Электромагнитная муфта сцепления-торможения

При подаче напряжения на электромеханизм оно подаётся на электродвигатель и на обмотку муфты сцепления-торможения, в обмотке 8 электромагнита муфты появляется ток, создавая магнитное поле. Преодолевая усилие пружины, электро­магнит притягивает подвижный диск и прижимает его к фрикционным кольцам 5, 6, связывая этим электродвигатель с приводным валом 3. Вал начинает вращаться. При обесточивании электромеханизма пружина упирается в дополнительный диск 9, посредством вала связанный с диском 1, вызывая его отсоединение от фрикцион­ных дисков 5, 6 и перемещение вправо до упора в фрикционный диск 2. Таким об­разом приводной вал 3 отсоединяется от электродвигателя и затормаживается.

Электромагнитные муфты сцепления-торможения нашли применение на само­лётах практически во всех ответственных электромеханизмах большой мощности (в электромеханизмах управления закрылками, предкрылками, стабилизатором и др.).

- для быстрой остановки электромеханизмов дистанционного управления не­большой мощности используют схемы электродинамического торможения

Рис. 10.3. Схема электродинамического торможения привода:

а) для параллельного возбуждения

б) для последовательного возбуждения

Принцип электродинамического торможения состоит в том, что при отключе­нии питания контакты 1-2 размыкаются, а 3-4 – замыкаются, отключенный и про­должающий вращаться по инерции электродвигатель переводится в режим ге­нера­тора, работающего на нагрузку, которой является резистор R. Чем больше на­грузка, то есть чем больше ток, отбираемый от генератора, тем больше кинетиче­ской энер­гии вращения ротора преобразуется в электрическую энергию, тем быст­рее проис­ходит его останов, так как ротор вращается по инерции. При электроди­намическом торможении происходит сильный нагрев резистора R, который тем больше, чем мощнее останавливаемый двигатель и чем больше его частота враще­ния, по этой причине электродинамическое торможение используется только для быстрого остановы маломощных электромеханизмов;

- для привода наиболее ответственных элементов самолётов (перемещение за­крылков и предкрылков, перестановка стабилизатора и др.) используются электро­механизмы, включающие в себя два электродвигателя, объединённые через диффе­ренциальный (суммирующий) редуктор. Электродвигатели получают электропита­ние от разных распределительных устройств с помощью проводов, проложенных по разным бортам. При прекращении подачи напряжения на один из электродвигате­лей электромеханизм сохраняет работоспособность с сохранением крутящего мо­мента на выходном валу, но скорость вращения выходного вала при этом уменьша­ется в 2 раза. В таком электромеханизме каждый электродвигатель комплектуется электромагнитной муфтой сцепления-торможения, а в выходном валу дополни­тельно устанавливается фрикционная муфта.