МНОГОКАНАЛЬНАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА Советский патент 2006 года по МПК B64C13/36 

Предлагаемое изобретение относится к резервированным электрогидравлическим рулевым агрегатам, например для использования в высоконадежных системах электродистанционного управления летательных аппаратов.

Известны многоканальные агрегаты управления, содержащие электрогидроусилитель, электрогидравлический клапан включения, основной и вспомогательный поршни, связанные между собой гидравлической пружиной.

Известны системы управления с резервированием каналов, содержащие электрогидравлический золотниковый распределитель, а также основной и вспомогательный поршни, причем последние объединены специальным шарнирным механизмом.

Известны, кроме того, многоканальные электрогидравлические рулевые машины с жестким соединением силовых поршней подканалов и с коррекцией по перепаду давлений. При этом в каждом подканале установлены электрогидроусилитель, электрогидравлический клапан включения, основной (силовой) и вспомогательный гидроцилиндр коррекции (см., например, патент США №3554084, 12.01.71 г. кл. - 91/3).

Серьезным недостатком известных рулевых машин, который особенно проявляет себя при работе четного числа подканалов, является возможность появления недопустимо большой зоны нечувствительности, что значительно ухудшает статические и динамические характеристики рулевой машины, а они, в свою очередь, ухудшают характеристики управляемости и маневренности летательного аппарата, а иногда могут привести к полной потере управляемости.

Указанный недостаток обусловлен тем, что на практике из-за несовпадения нейтрального положения распределительных золотников в подканалах, различной настройки элементов в подканалах, различия допусков на изготовление и пр. нулевые сигналы в подканалах управления всегда различаются, следовательно, в полостях основного и вспомогательного цилиндров всегда устанавливается перепад давления, достигающий иногда величины максимального рабочего давления. При этом происходит взаимное нагружение подканалов, появляется значительная зона нечувствительности, равная величина рассогласования между подканалами, которая может составлять значения до 30% от величины максимального управляющего сигнала. Увеличение зоны нечувствительности приводит к ухудшению статических и динамических характеристик многоканальной рулевой машины.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение статических и динамических характеристик многоканальной рулевой машины.

Для достижения поставленной цели в каждый подканал многоканальной рулевой машины установлен золотник, соединенный гидролиниями с полостями основного и вспомогательного цилиндров так, что, при возникновении определенного перепада давлений в полостях основного цилиндра какого-либо подканала, последние гидравлически соединяются через указанный золотник с соответствующими полостями вспомогательного цилиндра. При этом поршень вспомогательного цилиндра, связанный с электрическим датчиком, смещается до положения, при котором сигнал коррекции с датчика снимет весь перепад давления в основном цилиндре, возникающий от взаимонагружения подканалов. Предлагаемое усовершенствование позволяет получить зону нечувствительности многоканальной рулевой машины, не превышающую зоны нечувствительности изолированного подканала и не зависящую от величины рассогласования подканалов, что, в свою очередь, позволяет значительно улучшить статические и динамические характеристики.

На прилагаемом чертеже изображена гидрокинематическая схема многоканальной рулевой машины.

Многоканальная рулевая машина состоит из подканалов управления, каждый из которых содержит электрогидроусилитель 1, электрогидравлический клапан включения 2, вспомогательный гидроцилиндр коррекции 3 с электрическим датчиком 4, основной (силовой) гидроцилиндр 5 с датчиком обратной связи 6, а также четырехщелевой золотник 7, подпружиненный с двух сторон пружинами с предварительным натягом и гидравлически соединенный гидролиниями с полостями основного 5 и вспомогательного 3 гидроцилиндров.

Штоки основных цилиндров 5 жестко связаны общим выходным звеном 8,

При подаче напряжения на электрогидравлический клапан включения 2 рабочая жидкость поступает к распределительному золотнику электрогидроусилителя 1, а затем, при наличии управляющего электрического сигнала, в ту или иную полости основного цилиндра 5, обеспечивая перемещение общего выходного звена 8.

При отсутствии рассогласования в работе подканалов давления в полостях основного цилиндра 5 равны. При этом золотник 7 находится под действием своих пружин в среднем положении, а рабочие бурты золотника отсекают полости вспомогательного цилиндра 3 от полостей основного цилиндра 5.

При наличии рассогласования в подканалах, в полостях основного цилиндра 5 возникает определенный перепад давления, под действием которого золотник 7 смещается в одну из сторон в зависимости от направления действия перепада давления и соединяет полости вспомогательного цилиндра 3 с соответствующими полостями основного цилиндра 5, при этом поршень вспомогательного цилиндра 3, связанный с электрическим датчиком 4, смещается до тех пор, пока сигнал коррекции датчика 4, воздействующий на управляющий сигнал, выровняет давления в полостях основного цилиндра 5. При равенстве давлений в полостях основного цилиндра 5 золотник 7 возвратится в среднее положение и его рабочие бурты отсекут полости вспомогательного цилиндра 5. Поршень вспомогательного цилиндра 3 при этом займет новое устойчивое положение, соответствующее такому сигналу коррекции, при котором отсутствует перепад давлений в полостях основного цилиндра.

Предлагаемая многоканальная рулевая машина позволяет значительно улучшить по сравнению с известными многоканальными рулевыми системами их статические и динамические характеристики, что особенно необходимо для современных летательных аппаратов с их все возрастающими скоростями полета.

Изобретение относится к области авиационной техники. Машина содержит несколько каналов управления, в каждом из которых установлен электрогидроусилитель, клапан включения, вспомогательный гидроцилиндр коррекции по перепаду давлений, датчик обратной связи и основной гидроцилиндр, поршень которого жестко соединен с поршнями аналогичных силовых цилиндров других подканалов. Предусмотрено, что в каждом подканале установлен золотник, гидравлически соединяющий полости вспомогательного гидроцилиндра с соответствующими полостями основного гидроцилиндра при возникновении расчетного давления в полостях последнего. Технический результат - улучшение статических и динамических характеристик. 1 ил.

Многоканальная рулевая машина системы управления летательным аппаратом, содержащая несколько подканалов управления, в каждом из которых установлен электрогидроусилитель, клапан включения, вспомогательный гидроцилиндр коррекции по перепаду давлений, датчик обратной связи и основной гидроцилиндр, поршень которого жестко соединен с поршнями аналогичных силовых цилиндров других подканалов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения статических и динамических характеристик машины, в каждом подканале установлен золотник, гидравлически соединяющий полости вспомогательного гидроцилиндра с соответствующими полостями основного гидроцилиндра при возникновении расчетного перепада давлений в полостях последнего.