Выбор параметров автомата регулирования управления

Автомат регулирования управления (АРУ) предназначен для регулирования следующих характеристик системы управления:

· передаточного коэффициента рулевого тракта К_ш;

· градиента усилий на рычаге управления от загрузочного механизма.

Применение АРУ позволяет увеличить расходы ручки управления на перегрузку при больших скоростях полета и уменьшить их при малых скоростях.

Для расчетных режимов полета определяются значения К_ш:

,

где - заданное значение градиента расхода ручки на единицу перегрузки, = -40 мм/ед. пер.

Затем строится зависимость К_ш =f(q) и выбирается программа коррекции (требуемая длина регулируемой качалки в тракте управления) в классе кусочно-линейных функций. Для выбранной настройки оцениваются значения градиента по следующей формуле:

.

Затем следует сделать вывод о целесообразности оборудования самолета АРУ, для чего рассчитанные значения градиента должны удовлетворять требованиям:

.

Здесь - абсолютное минимальное и максимальное из полученных значений градиента расхода ручки на единицу перегрузки.

Точно так же, по программе, регулируется загрузка рычага управления (с ростом скоростного напора жесткость пружины увеличивается, то есть увеличивается коэффициент жесткости загрузки К_ж). Тем самым обеспечивается выравнивание градиента . Эту функцию выполняет автомат регулирования загрузки рычага управления (АРЗ), который на многих современных самолетах входит в состав АРУ.

Для необратимого управления (характерного для большинства современных самолетов) справедлива зависимость

,

здесь .

АРЗ должен обеспечивать выполнение следующих условий:

,

здесь = -120 Н/ед. пер.

а - абсолютное минимальное и максимальное из полученных значений градиента усилий на ручке на единицу перегрузки.

Если все эти условия выполняются, можно говорить об улучшении статических характеристик продольной управляемости с помощью АРУ.

Таблица7. Характеристики АРУ.

H=500м

M	q, н/	Kш, 1/мм	Хny*, мм/ед.п.	Kш*, 1/мм	Кж, н/мм	Pny*, н/ед.п.
0,2	2672,296	0,0778205	-39,907937	0,078		-119,72381
0,3	6012,6659	0,0490233	-40,852764	0,048		-122,55829
0,4	10689,184	0,0281828	-38,872782	0,029		-116,61834
0,5	16701,85	0,0209646	-38,117502	0,022		-114,3525
0,6	24050,664	0,0137399	-39,256861	0,014		-117,77058

H=4000м

M	q, н/	Kш, 1/мм	Хny*, мм/ед.п.	Kш*, 1/мм	Кж, н/мм	Pny*, н/ед.п.
0,3	3883,233	0,0679384	-40,560223	0,067		-121,68067
0,4	6903,5253	0,0411385	-36,56759	0,045		-109,70277
0,5	10786,758	0,0280294	-38,661232	0,029		-115,9837
0,6	15532,932	0,0230131	-40,022704	0,023		-120,06811

H=7000м

M	q, н/	Kш, 1/мм	Хny*, мм/ед.п.	Kш*, 1/мм	Кж, н/мм	Pny*, н/ед.п.
0,3	2589,6216	0,0766073	-40,319647	0,076		-120,95894
0,4	4603,7717	0,0610654	-40,710267	0,06		-122,1308
0,5	7193,3933	0,0404343	-40,434278	0,04		-121,30283
0,6	10358,486	0,0316513	-39,564185	0,03		-118,69255

Рис. 11 Передаточный коэффициент рулевого тракта.

Вывод:

Установка АРУ позволила устранить неравномерность градиентов расходов и усилий на ручке, улучшены статические характеристики продольной управляемости во всем диапазоне высот и скоростей полета. Определен диапазон изменения коэффициента рулевого тракта

Кш = [0,014: 0,078].

Рис.12 Структурная схема автомата продольного управления.

Заключение.

В результате проведенного расчета характеристик устойчивости и управляемости самолета типа Бе-200 были определены следующие характеристики:

1. Определен диапазон центровок: , . Рассчитана средняя центровка, используемая для дальнейшего расчета параметров. Средняя центровка берется как: =0,401.

2. Требования о соответствии характеристикам статической устойчивости, предъявляемым к данному самолету, выполняются во всем расчетном диапазоне высот и скоростей полета, самолет статически устойчив. Нейтральная центровка постоянна для всей расчетной области. Диапазон центровок меняется от 0,353 до 0,407.

3. Эффективности рулей для балансировки самолета по тангажу не достаточно в расчетном диапазоне высот и скоростей полета. Для устранения неравномерности градиентов расходов и усилий на ручке необходимо установить АРУ.

4. Средствами аэродинамической компоновки самолета для заданного коэффициента запаса устойчивости =-0,03, требуемые динамические характеристики не обеспечиваются, расчетные точки находятся за пределами области хорошей устойчивости и управляемости. Поэтому для перемещения точек в заданную область необходимо оборудовать самолет автоматом продольного управления (АПУ).

5. При установке АПУ характеристики сместились в область хорошей устойчивости и управляемости, однако остались точки, которые не попали в нее, это связано с использованием в расчете располагаемых коэффициентов. Для перемещения точек в область хорошей устойчивости и управляемости необходимо, чтобы Кωz и Кny минимальные равнялись потребным значениям коэффициентов усиления. Это возможно произвести, уменьшив Тсп и внедрением в систему АРУ. Для устранения методической ошибки следует ввести в АРУ корректировку по высоте и скоростному напору.

6. Установка АРУ позволила устранить неравномерность градиентов расходов и усилий на ручке, улучшены статические характеристики продольной управляемости во всем диапазоне высот и скоростей полета. Определен диапазон изменения коэффициента рулевого тракта Кш = [0,014: 0,078].

На основе полученных характеристик можно сделать вывод, что самолет данного типа необходимо оборудовать системами АПУ и АРУ, которые позволят улучшить характеристики устойчивости и управляемости в продольном канале для заданного диапазона высот и скоростей эксплуатации самолета.

Список использованных источников:

1. Гуськов Ю.П., Загайнов Г.И. Управление полетом самолетов - М.: Машиностроение. 1991. – 272с.: ил.

2. Альбом исходных данных.

3. Ю.П. Гуськов, В.Ф. Захарченко, Ю.А. Паленов. Методическое пособие - “Расчет основных характеристик динамики и управления самолета”. Учебное пособие для дипломного проектирования. - Москва, издательство МАИ, 1996.

Поиск по сайту: