Системы управления самолетов

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Якутское авиационное техническое училище гражданской авиации (колледж) - филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

“Санкт-Петербурский государственный университет гражданской авиации”

СРС

по дисциплине: «Основы конструкций летательных аппаратов»

на тему: “Системы управления самолетов”

Выполнил студент группы: ТМ-19

Николаев Айаан Александрович.

Проверил преподаватель:

Байдуев Александр Хайдарович

Якутск

2020

Содержание

Введение

1. Виды систем управления

1.1 Механическая система управления

1.1.1 Безбустерная (непосредственная) система

1.1.2 Бустерная система управления

1.2 Электродистанционная система управления

2. Стопорение рулей

3. Шасси

Заключение

Литература

Введение

Системы управления самолетом разделяются на основные и вспомогательные. К основным принято относить системы управления рулем высоты, рулем направления и элеронами (рулями крепа). Вспомогательное управление -- управление двигателями, триммерами рулей, средствами механизации крыла, шасси, тормозами и т. д.

Любая из основных систем управления состоит из командных рычагов управления и проводки, связывающей эти рычаги с рулями. Рычаги управления отклоняются ногами и руками пилота. При помощи штурвальной колонки или ручки управления, перемещаемой усилием руки, пилот управляет рулем высоты и элеронами. Управление рулем направления осуществляется при помощи ножных педалей.

Конструкция управления предусматривает, чтобы отклонение командных рычагов, а следовательно, и изменение положения самолета в пространстве соответствовало естественным рефлексам человека.

Например, движение вперед правой ноги, действующей на педаль, вызывает отклонение руля направления и самолета вправо, перемещение штурвальной колонки вперед от себя вызывает снижение самолета и увеличение скорости полета и т. д.

Для облегчения пилотирования и повышения безопасности полета при продолжительном полете управление большинства гражданских самолетов и, прежде всего, многодвигательных делается двойным. В этом случае систему командных рычагов делают сдвоенной -- две пары педалей, две штурвальные колонки или ручки, которые связаны между собой так, что отклонение рычага первого пилота вызывает такое же отклонение рычагов второго пилота.

Система управления самолетов, предназначенных для длительных полетов, снабжается автопилотом, который облегчает пилотирование, автоматически выдерживая заданный режим полета. Для уменьшения нагрузок, действующих на рычаги управления при отклонении рулей современных тяжелых и скоростных самолетов, в систему управления включают гидравлические или электрические механизмы, называемые усилителями (бустерами). В этом случае пилот управляет усилителями, которые в свою очередь отклоняют Рули.

Управление летательных аппаратов, совершающих полеты на больших высотах и в сильно разреженной атмосфере, а также аппаратов вертикального взлета и посадки, когда аэродинамические силы, действующие на самолет, ничтожны и обычные аэродинамические рули неэффективны, осуществляется с помощью струйных или газовых рулей, дефлекторов и отклоняющихся двигателей.

Струйные рули представляют собой реактивные сопла, к которым подводится сжатый воздух от специальных баллонов или от компрессоров двигателя. Управляющими силами в этом случае являются реактивные силы, возникающие в каждом сопле при истечении из него сжатого воздуха.

Газовые рули имеют форму обычного аэродинамического руля, установленного в струе газов, вытекающих из сопла реактивного двигателя. Большая скорость истечения газов позволяет получить значительные силы при сравнительно небольшой площади рулей. Так как рули омываются газами, имеющими высокую температуру, то материалом для их изготовления могут служить графит или керамика. Дефлектор представляет собой устройство, отклоняющее реактивную струю газов. Изменение направления тяги двигателя путем поворота всей двигательной установки требует громоздких и сложных устройств, обладающих большим весом и инерционностью. Привод перечисленных выше рулевых устройств может быть гидравлическим, электрическим и пневматическим.

1. Виды систем управления

Неавтоматические -- перемещения органов управления выполняют люди посредством только мускульной энергии.

Полуавтоматические -- система ручного управления подаёт сигналы на механические, гидравлические и электрические устройства, которые перемещают органы управления.

Автоматические -- сигналы для механического перемещения органов управления формируются в автоматических устройствах (автопилот, система сопровождения цели).

Комбинированные -- комбинация нескольких систем управления в одном летательном аппарате (например, пассажирский самолёт имеет как полуавтоматические, так и автоматические системы управления).

К командным рычагам управления относятся:

Ручка управления самолётом (РУС) либо штурвал с колонкой -- для продольного (по тангажу, как правило -- посредством руля высоты) и поперечного (по крену, как правило -- посредством элеронов) управления.

Педали (для управления рулём направления и, при их наличии, тормозами колёс)

Прочие органы управления -- например, ручки управления интерцепторами, закрылками.

1.1 Механическая система управления

Система управления состоит из механизмов, рычагов, тяг, качалок, дающая возможность членам экипажа самолёта управлять рулями, элеронами и различными агрегатами самолёта. В управление самолётом входят: командные рычаги; проводка; органы управления (аэродинамические рули самолёта); иногда -- гидроусилители (бустеры). В проводку управления входят: тросы; тяги; качалки; рычаги на рулях и всех управляемых агрегатах, кинематические механизмы (нелинейные, дифференциальные).

Типы проводок:

Мягкая проводка управления -- связь между командными рычагами и рулями самолёта осуществляется только при помощи тросов или проволоки.

Жёсткая проводка управления -- связь между командными рычагами и рулями самолёта осуществляется при помощи жёстких тяг -- труб с шарнирными наконечниками регулируемой длины.

Смешанная проводка управления -- связь между командными рычагами и рулями самолёта осуществляется при помощи тросов и тяг.

1.1.1 Безбустерная (непосредственная) система

В безбустерной системе управления управляющие поверхности перемещаются за счёт мускульной силы пилотов. Такая СУ применяется обычно на лёгких самолётах, пример тяжёлого самолёта, на котором продольное и поперечное управление выполнено безбустерным -- Ил-62.

1.1.2 Бустерная система управления

На некоторых типах самолётов система управления смешанная -- часть каналов выполнены бустерными, часть -- безбустерными. Например, на Ту-134, Як-42, Ил-62 управление рулём высоты и элеронами безбустерное, а в канале рыскания установлен отключаемый гидроусилитель -- БУ-270 на Ту-134[4], АРМ-62Т на Ил-62.

При необходимости он может быть выключен и тогда руль направления управляется мускульной силой пилотов.

1.2 Электодистанционная система управление

Система управления летательным аппаратом, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от органов управления в кабине экипажа (например, от ручки управления самолётом, педалей руля направления) к исполнительным приводам аэродинамических поверхностей (рулей и взлетно-посадочной механизации крыла) в виде электрических сигналов.

2. Стопорение рулей

управление крыло шасси руль

На стоянке, когда органы аэродинамического управления самолётом не функционируют и подвержены ветровой нагрузке, может потребоваться их стопорение (фиксация в определённом положении), дабы из-за перемещения под действием ветра не происходило износа и ударов в проводке управления. Поверхности с самотормозящимся приводом (с электрическим либо гидравлическим вращающимся приводом -- наподобие стабилизатора Ту-22 или закрылков средних и тяжёлых самолётов, с необратимым гидроусилителем), как правило, дополнительного стопорения не требуют, поверхности же с несамотормозящимся приводом (безбустерные рули и элероны) нуждаются в стопорении. Стопориться рули могут как встроенными в конструкцию самолёта механизмами, так и устанавливаемыми на рулевые поверхности либо органы управления струбцинами.

Проверка органов управления на свободность (во избежание взлёта на неуправляемом самолёте) включена в карту контрольных проверок, при стопорении рулей струбцинами в карту проверок включён также контроль их снятия и, если для струбцин предусмотрено специальное место в кабине экипажа, то и контроль их закрепления на этом месте. Кроме того, при стопорении механизмами часто есть электрическая сигнализация застопоренного положения, а на некоторых типах ЛА рукоятка стопорения рулей сблокирована с рукоятками управления двигателями. К примеру, на Як-42 при застопорённых рулях невозможно поднять стоп-краны двигателей (и тем самым невозможен их запуск), на Ан-140 невозможен вывод двигателей на режим выше полётного малого газа.

Однако, например, руль направления Ту-154 оснащён дополнительно гидравлическим механизмом стопорения МС-15, хотя приводится необратимым бустером РП-56, тогда как приводимые такими же РП-56 секции руля высоты дополнительного стопорения не имеют.

3. Шасси

Шасси самолета предназначено для обеспечения стоянки и движения самолета по поверхности аэродрома. Основными элементами шасси являются: амортизатор, колеса, подкосы и замки, фиксирующие стойку. Амортизаторы поглощают энергию ударов при посадке самолета и при движении по земле. Колеса базовых опор самолета оснащаются дисковыми тормозами, обеспечивающими торможение самолета при его пробеге и рулении на земле. Имеется еще автомат юза на большинстве современных самолетов. Наибольшее распространение в настоящее время имеют шасси с передней опорой.

Системы управления самолетом разделяются на основные и дополнительные.

К основным относят системы управления рулем высоты, рулем направления и элеронами, которые состоят из командных рычагов и проводки, соединяющей их с рулями.

Управление рулем высоты осуществляется штурвальной колонкой, отклонением ее вперед - назад, управление элеронами - отклонением штурвала штурвальной колонки влево - вправо, управление рулем направления - ножными педалями.

Конструкцией системы управления предусматривается соответствие отклонения командных рычагов и изменения направления полета естественным рефлексам человека. К примеру, правая педаль отклоняется от себя - руль направления отклоняется вправо и самолет делает поворот вправо, при взятии штурвальной колонки на себя (назад) руль высоты отклоняется вверх и самолет переходит в набор высоты. При повороте штурвала влево левый элерон отклоняется вверх, а правый - вниз и самолет входит в левый крен. Для повышения безопасности полетов управление дублировано, ?.?. командные рычаги имеются у командира ВС и у второго пилота. Проводка систем управления должна быть гибкой, жесткой, смешанной. Гибкая проводка выполняется из тонких стальных тросов (диаметром 6 …8 мм), жесткая представляет собой систему трубчатых тяг и качалок, смешанная проводка включает и тросы, и трубчатые тяги.

При полете на большой скорости усилия на командные рычаги возрастают и могут превышать физические возможности человека. Важно заметить, что для снятия нагрузки с командных рычагов в контур системы управления включают усилители (электрические или гидравлические), которые называют бустерами. В этих случаях пилот управляет бустерами при небольших усилиях, а бустера уже, в свою очередь, управляют органами управления.

В контур систем управления транспортных самолетов включается автоматический пилот (автопилот), который используется по решению экипажа. Автопилот обеспечивает управление и полет по заданной траектории.

К дополнительным системам относятся системы управления средствами механизации крыла, шасси, двигателями, триммерами рулей и т.д.

Для управления средствами механизации крыла (закрылками, щитками, предкрылками и др.) и шасси физической силы экипажа недостаточно. По этой причине в системы управления включают внешние источники энергии: электрические, гидравлические, пневматические. Выбор источника энергии зависит от конкретных требований к системам. Источники энергии, соединенные с потребителями, составляют соответствующие системы (гидравлические, электрические, пневматические и др.).

Гидравлическая система представляет собой совокупность механизмов и устройств, соединенных трубопроводами, и предназначена для передачи энергии на расстояние с помощью жидкости. Гидросистемы используются для уборки и выпуска шасси, для поворота колес передней опоры шасси, управления средствами механизации и т.п.

Рабочее давление в гидросистеме создается гидронасосами, установленными на двигателях, и достигает 20000 кПа и более.

Для повышения энергоемкости в системе устанавливают гидроаккумуляторы, а для уменьшения величины пульсаций давления, возникающих при работе насосов - гасители пульсаций. Это особенно важно при уборке шасси и взлете с отказавшим двигателем, так как в данном случае время уборки шасси уменьшается, а следовательно, уменьшается и лобовое сопротивление. В результате вертикальная скорость набора высоты увеличивается, что обеспечивает безопасность полета с отказавшим двигателем.

Действие гидросистемы в полете происходит следующим образом. Рабочая жидкость из бака по линии всасывания поступает к насосам, от которых под рабочим давлением поступает к фильтру тонкой очистки, а от него - к кранам потребителей. При этом происходит зарядка гидроаккумуляторов и гасителей пульсаций.

При включении соответствующего крана потребителя (к примеру, уборки шасси) жидкость подается в рабочую полость гидроцилиндров уборки шасси, а из противоположных полостей жидкость поршнем выталкивается по линии слива в бак. В результате перемещения штока гидроцилиндров происходит уборка шасси.

Пневматические системы аналогичны гидросистемам, только в качестве рабочего тела используется газ (азот, воздух).

Заключение

В ходе выполнения работы был произведен вывод что система управления самолетом является очень утомительным процессом. Если что-нибудь их этих рядов выйдет из стоя или как-нибудь, то тогда самолет выйдет из стоя или приведет к плохим последствиям.

Литература

1. Конструкция самолётов. Шульженко М. Н. -- 1971, М., Машиностроение, 3-е издание

2. Из интернета.

Размещено на Allbest.ru