СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАКРЫЛКАМИ САМОЛЕТА Российский патент 1996 года по МПК B64C13/00 

Изобретение относится к области авиации, а более конкретно к системам управления механизацией крыла самолета, а именно к системам управления закрылками. Преимущественно система предназначена для использования на самолетах короткого взлета и посадки, где подъемная сила увеличивается за счет обдува закрылков струей газа от работающих двигателей и где необходимо на взлете или при посадке обеспечить дифференциальное отклонение закрылков в случае отказа двигателя, а также синхронное отклонение при изменении тяги двигателя или от штурвальной колонки при управлении продольным движением самолета.

Известна система управления закрылками самолета (см. Руководство по технической эксплуатации самолета Ил-76, раздел 31-50-0, с.2, фиг.1, М. ОКБ им. С. В. Ильюшина, 1973), содержащая восемь винтовых механизмов, по два на каждую из четырех секций закрылков, механическую трансмиссию в виде валов и карданных соединений, дублированный гидравлический привод, ручку управления закрылками и электрическую систему управления закрылками.

При работе этой системы выходное звено гидропривода отслеживает положение ручки управления и через трансмиссию и винтовые механизмы отклоняет закрылки на заданный ручкой угол. При этом трансмиссия обеспечивает синхронное отклонение всех четырех секций во всех случаях, в том числе и при отказе двигателя самолета. Такая система обычно применяется на самолетах, где не используется взаимодействие закрылка и газовой струи двигателя для создания дополнительной подъемной силы на взлете и посадке.

Известна также система управления закрылками самолета (см. "Система управления закрылками самолета ДС-10". Техническая информация предприятия, с. 10 28. М. 1973), содержащая задающую часть, включающую ручку управления закрылками и тросовую проводку для управления распределительными устройствами, и исполнительную часть, включающую гидравлические цилиндры, по два на каждую секцию закрылков, распределительные устройства, по одному на две симметричные секции закрылков, и тросовую проводку для осуществления обратной связи от секции закрылков к распределительным устройствам, а также для синхронизации перемещения секций закрылков.

Эта система также не может быть использована на самолете, где предусмотрено взаимодействие газовой струи двигателя и закрылка для создания дополнительной подъемной силы на посадке и взлете. Однако эта конструкция системы управления закрылками является наиболее близкой к предлагаемой.

Техническим результатом использования изобретения является обеспечение возможности безопасного управления самолетом, на котором предусмотрено взаимодействие закрылков и газовой струи от двигателей, за счет обеспечения управления закрылками в следящем режиме от электронной системы управления и контроля двигателей синхронно, для предотвращения изменения подъемной силы и перегрузки при изменении тяги двигателей, и дифференциально, для компенсации потери подъемной силы и кренящего момента при отказе двигателя на взлете или посадке, а также обеспечение возможности управления закрылками от штурвальной колонки.

Результат достигается тем, что в системе управления закрылками самолета, содержащей задающую часть, включающую ручку управления закрылками и систему управления распределительными устройствами, и исполнительную часть, включающую гидроусилители для отклонения секций закрылков, по два на каждую секцию, выполненные в виде гидроцилиндров, отдельно установленных распределительных устройств и механических проводок обратной связи, соединяющих каждую секцию закрылков с соответствующими распределительными устройствами, механические проводки синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств симметричных секций закрылков, согласно изобретению, задающая часть выполнена в виде многоканальной электродистанционной системы, имеющей по одному независимому самоконтролируемому каналу на каждую секцию закрылка и включающей датчики положения ручки управления, резервированную механическую проводку, соединяющую ручку с ее датчиками, цифровые блоки управления и контроля и электромеханические сервоприводы, снабженные электротормозом выходного звена сервопривода, при этом входы цифровых блоков соединены с датчиками положения ручки управления закрылками и штурвальной колонки, с вычислительной системой самолетовождения (ВСС), с системой самолетовождения (ВСС), с системой высотно-скоростных сигналов (СВС) и электронной системой управления и контроля двигателями самолета (ЭСУД), кроме того, в исполнительной части системы в проводку синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств гидроусилителей включены развязывающие пружины с предварительной затяжкой, а в каждую проводку обратной связи и в соединение этих двух проводок, относящихся к одной секции закрылков, также включены развязывающие пружины. Развязывающие пружины, находящиеся в соединении проводок, выполнены с концевыми выключателями, связываемыми с соответствующими электрогидрокранами гидросистемы самолета.

Таким образом, выполнение задающей части системы в виде независимых самоконтролирующихся каналов, каждый из которых управляет своей секцией закрылка, и включение в проводку синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств симметричных секций закрылков, развязывающих пружин с предварительной затяжкой обеспечивает возможность независимого управления в следящем режиме каждой секции закрылка для синхронного и дифференциального управления.

При этом наличие предварительной затяжки развязывающих пружин необходимо для обеспечения синхронной работы двух симметричных секций в случае отказа одного из двух электродистанционных каналов этих секций, а ограничение хода этих пружин ограничивает самоход секции закрылка при активном (нерасчетном) отказе электродистанционного канала.

Установка электротормозов выходного звена сервоприводов позволяет обеспечить фиксацию симметричных секций при отказе обоих электродистанционных каналов этих секций, т.к. тормозы растормаживают выходные звенья сервоприводов только при подаче сигналов на растормаживание от обоих электродистанционных каналов. А включение развязывающих пружин в каждую проводку обратной связи гидроусилителей и в соединение этих двух проводок, относящихся к одной секции закрылков, предотвращает самоход симметричных секций закрылков при заклинивании золотника распределительного устройства.

Сущность изобретения поясняется схемой, представленной на чертеже.

Система управления закрылками самолета содержит ручку управления 1, соединенную через проводку 2 с датчиками 3 положения ручки 1, блоки управления и контроля 4, электрически соединенные с датчиками 3 положения ручки, с датчиками 5 положения штурвальных колонок 6, с сервоприводами 7, включающими электротормоз 8 и датчик положения 9 выходного звена сервопривода, а также соединенные с системой ВСС 10 (вычислительная система самолетовождения), СВС 11 (система воздушных сигналов) и ЭСУД 12 (электронная система управления двигателями). Система содержит также гидроцилиндры 13 отклонения закрылков 14, распределительные устройства 15, соединенные гидравлически через запорные гидрокраны 16 с гидроцилиндрами 13 и через электрогидравлические краны 17 с гидравлическими системами 18 самолета, а также проводки обратной связи 19 с развязывающими пружинами 20, развязывающие пружины 21 с концевыми выключателями 22, электрически соединенными с электрокранами 17, и проводку 23 синхронизации входных звеньев распределительных устройств симметричных секций закрылков 14 с развязывающей пружиной 24.

На взлетно-посадочных режимах полета при перемещении ручки 1 закрылков сигналы с датчиков 3 подаются в блоки 4. В блоках управления 4 вырабатываются сигналы, которые поступают на электротормозы 8 сервоприводов 7 и при поступлении на каждый тормоз 8 сигналов из обоих блоков 4 растормаживается выходное звено сервопривода 7. В блоках 4 вырабатываются также управляющие сигналы, которые поступают в соответствующий сервопривод 7. В соответствии с управляющим сигналом сервопривод 7 перемещает проводку 23 синхронизации входных звеньев распределительных устройств 15. Входные звенья распределительных устройств перемещают их золотники, открывая доступ жидкости в полости гидроцилиндров 13, которые, в свою очередь, отклоняют секции 14 закрылков. При перемещении выходных звеньев сервоприводов 7 датчики положения 9 выходных звеньев, выдавая сигналы обратной связи в блоки 14, уменьшают рассогласование управляющего сигнала с сигналом обратной связи, в результате чего сервоприводы 7, отследив перемещение ручки 1, прекращают свое движение. Проводки обратной связи 19 секции 14 закрылков по мере отклонения секций вдвигают золотники распределительного устройства в нейтральное положение, перекрывая доступ жидкости в гидроцилиндры 13 и запирая их полости, после чего секции останавливаются в заданном положении.

В блоки управления 4 поступают также сигналы от систем ВСС 10 и СВС 11 для автоматической коррекции отклонения закрылков в зависимости от скорости и высоты полета, а также от полетной массы самолета. Кроме того, в блок управления 4 поступают сигналы от электронной системы управления двигателями (ЭСУД) 12 для синхронного довыпуска или приборки секции 14 закрылков на взлете или посадке, при уменьшении или увеличении тяги двигателей для дифференциального отклонения секций 14 закрылков для компенсации потери общей подъемной силы и кренящего момента при отказе двигателя и прекращении обдува соответствующей секции закрылка.

Кроме того, в блоки 4 поступают сигналы с датчиков 5, связанных со штурвальной колонкой, для синхронного следящего довыпуска или приборки секций 14 закрылков при перемещении штурвала 6 от себя или на себя для изменения траектории полета на взлете или посадке.

В каждом блоке 4 из указанных сигналов вырабатывается управляющий сигнал, который подается в сервопривод 7 этого канала электродистанционного управления для отключения соответствующей секции закрылка.

При отказе одного канала электродистанционного управления (датчика, блока или сервопривода) его сервопривод отключается системой контроля канала, которая обнаруживает отказ по расхождению сигналов с датчика 9 положения выходного звена реального сервопривода 7 с выходным сигналом электронной модели сервопривода контрольного подканала. При отключении канала снимаются его сигналы на растормаживание тормозных устройств 8 выходных звеньев сервоприводов 7, симметричных секции 14 закрылков.

Далее синхронное управление этими секциями обеспечивается исправным каналом через проводку синхронизации 23, включающую пружину 24 с предварительной затяжкой, превышающей трение в золотниках распределительных устройств и в отключенном сервоприводе.

При отказе обоих каналов электродистанционного управления отключаются оба сервопривода 7 и, так как при этом с тормозных устройств 8 снимаются оба сигнала на их растормаживание, то эти устройства фиксируют проводку синхронизации 23 и тем самым симметричные секции 14 закрылков в положении на момент отказа.

При дифференциальном отклонении секции 14 закрылков, в случае отказа двигателя самолета на взлете или посадке, каждая секция 14 закрылков управляется своим каналом электродистанционного управления в пределах, допускаемых развязывающей пружиной 24. Эта же пружина ограничивает самоход секции 14 закрылка при активном (нерасчетном) отказе ее электродистанционного канала управления.

При заклинивании золотника одного из распределительных устройств 15 в открытом положении жидкость будет поступать в один из гидроцилиндров 13, который начнет отклонять секцию 14. При этом через обратную связь 19 золотник распределительного устройства другого гидроцилиндра 13 переместится так, что шток этого гидроцилиндра начнет перемещаться навстречу штоку отказавшего гидроцилиндра и остановит секцию 14 закрылка. При этом, так как входные звенья распределительных устройств 15 будут перемещаться в противоположных направлениях, пружина 21, усилие обжатия которой ниже усилия предварительной затяжки пружин 20, обожмется и концевые выключатели 22 выдадут электрические сигналы на переключение электрокранов 17. Эти краны перекроют подачу давления к обоим распределительным устройствам 15 данной секции закрылков.

При исчезновении давления срабатывают запорные краны 16, которые запирают полости гидроцилиндров 13 этой секции. Секция останавливается в положении на момент отказа.

Для управления всеми секциями закрылков используются четыре независимые гидросистемы две для внутренних секций закрылков, а две для внешних секций. При отказе двух гидросистем, обслуживающих соответственно внутренние или внешние секции 14 закрылков, срабатывают запорные гидрокраны 16, в результате чего симметричные секции 14 закрылков будут зафиксированы в положении на момент отказа.

Использование: изобретение предназначено для управления самолетами короткого взлета, в которых предусмотрено увеличение подъемной силы за счет обдува закрылков струей газа от работающих двигателей, и обеспечивает управление закрылками в следящем режиме от электронной системы управления и контроля двигателей синхронно для предотвращения изменения подъемной силы при изменении тяги двигателей и дифференциально для компенсации потери подъемной силы и кренящего момента при отказе двигателя на взлете или посадке, а также обеспечивает возможность управления закрылками от штурвальной колонки. Сущность изобретения: система содержит задающую часть, включающую ручку управления 1 и систему управления распределительными устройствами, и исполнительную, включающую гидроусилители для отклонения секции закрылков 14, выполненные в виде гидроцилиндров 13, отдельно установленных распределительных устройств 15 и механических проводок 19 обратной связи, соединяющих каждую секцию 14 закрылков с соответствующими распределительными устройствами, и механические проводки 23 синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств симметричных секций закрылков. При этом задающая часть представляет собой многоканальную электродистанционную систему, имеющую по одному независимому самоконтролируемому каналу на каждую секцию закрылка и включающую датчики 3 положения ручки управления, резервированную механическую проводку 2, соединяющую ручку 1 с датчиками 3, цифровые блоки 4 управления и контроля и электромеханические сервоприводы 7, имеющие электротормозы выходного звена. Входы цифровых блоков 4 соединены с датчиками 3 и 5 ручки управления 1 и штурвальной колонки 6, с вычислительной системой 10 самолетовождения, системой 11 высотно-скоростных сигналов и с электронной системой 12 управления и контроля двигателями. В исполнительной части системы в проводку 23 синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств 15 включены развязывающие пружины 24 с предварительной затяжкой, а в каждую проводку 19 обратной связи и в соединение этих двух проводок включены развязывающие пружины 20 и 21, пружины в соединении проводок имеют кольцевые выключатели 22. 1 ил.

Система управления закрылками самолета, содержащая задающую часть, включающую ручку управления закрылками и систему управления распределительными устройствами, и исполнительную часть, включающую гидроусилители, для отклонения секций закрылков, по два на каждую секцию, выполненные в виде гидроцилиндров, отдельно установленных распределительных устройств и механических проводок обратной связи, соединяющих каждую секцию закрылков с соответствующими распределительными устройствами, механические проводки синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств симметричных секций закрылков, отличающаяся тем, что задающая часть выполнена в виде многоканальной электродистанционной системы, имеющей по одному независимому самоконтролируемому каналу на секцию закрылка и включающей датчики положения ручки управления, резервированную механическую проводку, соединяющую ручки с ее датчиками, цифровые блоки управления и контроля и электромеханические сервоприводы, снабженные электротормозом выходного звена сервопривода, при этом входы цифровых блоков соединены с датчиками положения ручки управления закрылками и штурвальной колонной, с вычислительной системой самолетовождения (ВСС), с системой высотно-скоростных сигналов (СВС) и электронной системой управления и контроля двигателями самолота (ЭСУД), кроме того, в исполнительной части системы в проводку синхронизации перемещения входных звеньев распределительных устройств гидроусилителей включены развязывающие пружины с предварительной затяжной, а в каждую проводку обратной связи и в соединение этих двух проводок, относящихся к каждой секции закрылков, также включены развязывающие пружины, находящиеся в соединении проводок, выполнены с концевыми выключателями, связанными с соответствующими электрогидрокранами гидросистемы самолета.