СЛЕДЯЩИЙ ГИДРОПРИВОД ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ Советский патент 2006 года по МПК B64C13/36 

Изобретение относится к следящим гидравлическим рулевым приводам систем управления летательными аппаратами.

Известен сервопривод (см. патент США №3398647, кл. 91-384 от 27.08.68 г.) состоящий из двух независимых систем питания, подключенных к силовому 2-камерному гидродвигателю с тандемным расположением рабочих камер, системы качалок цилиндрического двухсистемного золотника. При выходе из строя одной из систем питания сервопривод продолжает работать на другой системе питания с половинной мощностью, чем обеспечивается резервное управление летательными аппаратами. Ввиду того, что в приведенном приводе две системы питания распределяются одним общим цилиндрическим золотником, надежность управления летательным аппаратом зависит от надежности работы нерезервированного золотникового распределителя, отказ которого приводит к отказу гидропривода.

Указанные недостатки устранены в гидроприводах (см. патент Франции №1529793, кл. В 64 с от 08.05.67 г., и патент США №4079906, кл. 244/194 от 21.03.77 г.), в которых каждый гидроцилиндр гидродвигателя работает от своего распределителя с цилиндрическим золотником, что в целом вдвое повышает надежность управления. Такие же недостатки устранены и в гидроприводе с двухкамерным гидродвигателем, в котором из-за применения двух распределителей с плоским поворотным золотником повышается надежность привода более чем в 2 раза, поскольку плоские поворотные золотники, как показала практика, менее склонны к заклиниванию при работе на жидкости с повышенной загрязненностью.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является гидропривод (см. книгу Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов, изд. "Машиностроение", 1967 г., стр.356, рис.287), содержащий корпус с 2-камерным гидроцилиндром и общим силовым штоком, распределительные золотники, обратные клапаны, дифференциальные рычаги, систему канализации. Однако указанный гидропривод обладает тем недостатком, что в нем переход на работу от одной гидросистемы при отказе второй сопровождается просадкой штока под воздействием внешней нагрузки - шарнирного момента от действия аэродинамических сил, что ощущается пилотом в виде резкого толчка (удара) на ручке управления, психологически воспринимаемого им как потерю управляемости летательным аппаратом.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение надежности многокамерных гидроприводов с гидропитанием от двух и более гидросистем путем исключения ударной нагрузки на ручке управления летчика при переходе на работу от одной гидросистемы или пониженное число каналов силового управления и любом знаке внешней нагрузки, упрощение конструкции, уменьшение веса и габаритов, устранение автоколебаний шаровых затворов обратных клапанов в потоке рабочей жидкости.

Указанная цель достигается тем, что рабочие полости гидроцидиндров соединены через систему канализации и распределители с шариковыми обратными клапанами, смонтированными на входе каналов нагнетания, в которых смонтированы ограничительные упоры, выполненные в вида цилиндрического штифта с бесконсольно заделанными концами и установленные со смещением относительно продольной оси клапанов, позволяющим фиксировать шарик.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображена схема гидропривода, содержащая расположенный в корпусе 1 двухкамерный гидродвигатель 2 с тандемным расположением рабочих цилиндров, поршни 3 на общем силовом штоке 4, два распределителя 5 с плоским поворотным золотником, два фильтра 6 и два обратных шариковых клапана 7, установленных в линиях напора, соединяющих через распределители 5 рабочие полости гидроцилиндров 9 с каналами подачи (напора) рабочей жидкости 10. При отказе одной из питающих систем в момент действия нагрузки на управляемой поверхности любого знака обратный клапан функционирующей системы управления запирает рабочую полость цилиндра гидродвигателя, благодаря чему ударная нагрузка на ручку управления от шарнирного момента воспринимается запертой в цилиндре жидкостью. Гидропривод продолжает работать от исправной системы с половинной мощностью, обеспечивая тем самым резервное (дублирующее) управление летательным аппаратом. Обратный клапан 7 имеет входной канал 11 и цилиндрическую расточку 8 с седлом. В расточке располагается запорный элемент клапана - шарик 12. Диаметр расточки определяется из условий обеспечения минимального сопротивления клапана при минимальных габаритах, как диаметр окружности, площадь которой примерно равна сумме площади входного канала и максимального поперечного сечения шарика.

Перемещение шарика по потоку ограничивается штифтом 13, заделанном в корпусе привода поперек движения потока обеими концами (торцами) со смещением Е относительно оси расточки (см. чертеж). Благодаря смещению штифта равнодействующая сил прямого потока, действующая на шарик, надежно фиксирует его в зоне между стенкой расточки и штифтом 13, образуемой в стороне, противоположной смещению штифта, чем обеспечивается свободный проход рабочей среды и исключаются автоколебания шарика в потоке, являющиеся, как правило, источником автоколебаний и вибраций гидропривода или гидросистемы в целом, особенно в приводах большой мощности. Экспериментально установлено, что смещение ограничительного штифта на величину Е=0,18...0,22 диаметра расточки (гнезда) обеспечивает устойчивую фиксацию шарика и исключает его автоколебания в потоке рабочей жидкости.

Установка в каналах нагнетания (напора) обратных шариковых клапанов в гидроприводах с гидропитанием от двух и более гидросистем позволила повысить безопасность и надежность систем управления летательными аппаратами в момент выхода из строя одной из гидросистем. Применение в качестве ограничительного упора для шарика цилиндрического штифта значительно упростило конструкцию клапана и обеспечило достижение наилучших объемно-массовых характеристик клапана по сравнению с обратными клапанами, изготовляемыми в настоящее время авиационной промышленностью по ГОСТ 19622-79 "Клапаны обратные гидравлических систем летательных аппаратов". В таблице приведены сравнительные объемно-массовые характеристики клапанов по заявке и ГОСТ 19622-79 при равенстве расходов и гидравлических сопротивлений.

Размеры в мм.

Условный диаметр проходного сечения, ммРасход, л/минМасса, г Габариты, мм  по ГОСТ 19622-79по заявкепо ГОСТ 19622-79по заявке4до 890768×2118×106до 151301079×2420×128до 301401881×2424×1410до 5024033104×3228×18

Анализ таблицы показывает, что обратные клапаны по заявке по сравнению с клапанами по ГОСТ 19622-79 по весу меньше более чем в 10 раз, а габариты более чем в 2 раза. Смещение ограничительного штифта шарикового клапана устраняет явление автоколебаний в приводе и гидросистеме в целом, повышает ресурс и надежность работы гидропривода в системах управления летательными аппаратами (см. отчет №8K.100.255 по исследованию устойчивости шариковых затворов в обратных гидравлических клапанах).

Изобретение относится к области авиационной техники. Привод содержит двухкамерный силовой гидроцилиндр, полости которого через систему канализации и распределители соединены с каналами нагнетания и слива рабочей жидкости, шариковые обратные клапаны и фильтры. Шариковые обратные клапаны смонтированы на входе каналов нагнетания. Технический результат - повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Следящий гидропривод для системы управления летательным аппаратом, содержащий двухкамерный силовой гидроцилиндр, полости которого через систему канализации и распределители соединена с каналами нагнетания и слива рабочей жидкости, шариковые обратные клапаны и фильтры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы привода путем исключения ударной нагрузки на ручке управления летчика при переходе на работу от одной гидросистемы и любом знаке внешней нагрузки на управляемую поверхность, шариковые обратные клапаны смонтированы на входе каналов нагнетания.2. Следящий привод для системы управления летательным аппаратом по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и устранения автоколебаний обратных клапанов, в них смонтированы ограничительные упоры, выполненные в виде цилиндрического штифта с бесконсольно заделанными концами, при этом упоры установлены со смещением относительно продольной оси клапанов, обеспечивающим фиксацию клапана.