Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок

Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В.А. Игнатов, Г.Ф. Конахович, В.В. Уланский и И.ф. Юелтыйева (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Трудовос о Кр институт инженеров граждвнсщФ (71) Заявитель (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Изобретение относится к авиационной технике и может найти применение при контроле и диагностике автоматических бортовых систем управления (АБСУ ) в наземных условиях,.

Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок (3 ), вклю- . чающее датчики, сумматор, не учитывает аэродинамических нагрузок, создаваемых встречным потоком воздуха на рулевые поверхности самолета (рули высоты, направления и т.д.).

Настройка по критерию табличной сверки углов отклонения рулевых поверхностей и углов отклонения по-. воротного стола с гироскопическими датчиками АБСУ не позволяет достаточно точно настроить каналы курса, крена и тангажа.

Для уточнения характеристик и подстройки каналов существующие устройства предусматривают дополнительные полеты, во время которых производится подрегулировка АБСУ.

Наиболее близким к предлагаемому . .по технической сущности является устройство для моделирования аэродинамических нагрузок, содержащее датчики угловых перемещений и датчики сигналов управления. Устройство вмполнено трехканальным и каждый канал содержит сумматор, усилитель, блок рулевых мааинок, муфту ограничения момента рулевых мавинок, блок рулевых поверхностей (состоящий из руля высоты, руля направления и элеронов), преобразователь угол-напряжение и функциональный преобразователь (2 3.

Недостатком известного устройства является отсутствие реального физи-. ческого моделирования нагрузок на рулевые мааины, .не учитывается .i влияние внеаних,в том числе, случайных воздействий,не контролируются динамические характеристики рулевых машинок, являющихся основными испол, нительными механизмами автоматичес10011

3 кой бортовой системы управления, т,е. точность моделирования аэродинамических нагрузок является низкой.

Это обуславливает низкую достоверность контроля и диагностирования.

При имитации аэродинамических нагру" зок необходимо вскрытие (либо дора= ботка ) АБСУ, что недопустимо при производственном контроле.

Таким образом, контроль и диагностика технического состояния АБСУ осуществляется практически на качественном уровне.

Цель изобретения - повышение точ" ности моделирования. 15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик сигналов управления, первый сумматор, первый усилитель, блок рулевых машинок, муфту, блок рулевых поверхносч

26 теи, механически связанный с преобразователем угол-напряжение, а также функциональный преобразователь, причем выход датчика сигналов управления соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через последовательно соединенные усилитель, блок рулевых машинок подключен к входу муфты, один выход которой подключен к второму входу перЗО вого сумматора, другой выход муфты механически связан с блоком рулевых поверхно тей, введены второй сумматор, второй усилитель, блок ли" неаризации, блок задания внешних воздействий, блок тиристорного управления и электродвигатель, выход которого через редуктор механически связан с блоком рулевых поверхностей, первый вход .второго сумматора соединен с выходом преобразователя угол-напряжение, выход блока задания внешних воздействий подключен к второму входу второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй усилитель, функциональный преобразователь, блок линеаризации и блок тиристорного управления соединен с входом электродвигателя.

На чертеже представлена схема уст- о ройства для моделирования аэродинамических нагрузок. ,Устройство содержит датчик 1 сигналов управления, сумматор 2, уси° литель 3, блок 4 рулевых машинок, муфту 5, блок 6 рулевых поверхностей, преобразователь 7 угол-напряжение, сумматор 8, усилитель 9, функциональ.

22 ф ный преобразователь 10, блок 11 линеаризации, блок 12 тиристорного управления, электродвигатель 13, редуктор 14, блок 15 задания внешних воздействий, Принцип работы устройства состоит . в том, что для АБСУ имитируется режим работы, приближенный к реаль" ному. Контроль АБСУ осуществляется с учетом случайных воздействий (турбулентность атмосферы и другие случайные факторы ).

Встречные потоки воздуха в полете создают на рулевых поверхностях усилия, противодействующие усилиям пилота (автопилота ). Величина противодействующих усилий определяется шарнирным моментом: ь

Мщ =,(Ъо+Ь„а + Ь2с ) 0,5$V 9с, (1) где Ищ -; oL - угол атаки; д — угол отклонения рулевой поверхности; 0,5 - скоростной напор набегающего потока; V - скорость; S - площадь рулевой поверхности за осью вращения; С вЂ” средняя хорда рулевой поверхности; Ь, Ь., — коэффициенты пропорциональности (в соответствии с проверяемым каналом)„

Принцип работы устройства состоит в следующем.

Ъ

При поступлении от датчика 1 сигналов управления на вход сумматора 2 сигнала рассогласования, последний усиливается усилителем 3 рулевых машин, воздействуя на блок 4 рулевых машинок и через муфту 5 - на блок 6 рулевых поверхностей. На второй вход сумматора 2 поступает сигнал обратной связи с блока 4 рулевых машинок через муфту 5, где происходит сравнение этих сигналов, и разность подается на вход усилителя 3 (в блоке 4 рулевых машинок находится встроенный преобразователь угол-напряжение, с которого и подается сигнал ). Изменяется угол отклонения блока 6 рулевых поверхностей, механически связанного с преобразователем 7 угол-напря- жение. Сигнал с выхода преобразователя 7 поступает на один из входов сумматора 8. На второй вход сумматора 8 поступает, при необходимости, сигнал с блока 15 задания внешних (случайных ) воздействий.

Выходной сигнал сумматора 8 усили" вается усилителем 9, поступает на вход функционального преобразовате-

S 1001 ля 10 и преобразовывается в соответствии с выражением (1 ) и положением переключателей блока 11 линеаризации (,нелинейных преобразований типа самолета и скорости ). S

Для линеаризации моделирования нагрузок на блок 6 рулевых поверхносте" s схему введен блок 11, на вход которого поступает преобразованный сигнал с функционального преобразова-1о теля 10. С выхода блока 11 сигнал поступает на вход блока 12 тиристорного управления, осуществляющего изменение направления и угловую скорость вращения электродвигателя 13. И

Через редуктор 14 механическое усилие, пропорционально И,„, подводится к муфте 5, механически соединенной с блоком 6 рулевых поверхностей. Редуктор 14 механически соединен с вы- 2о ходом муфты 5 и блоком 6 рулевых no" верхностей, выход муфты 5 механически связан с преобразователем 7 уголнапряжение. В качестве блока 12 тиристорного управления может быть ис- И пользован, например тиристорный реверсор.

Таким образом, при отклонении блока 6 рулевых поверхностей с помощью

1 сумматора 8, усилителя 9, преобра- 30 зователя 10, блоков 11 и 12, электродвигателя 13 и редуктора 14 осуществляется реальное физическое моделирование нагрузок, пропорциональных углу отклонения блока 6. В прототипе отсутствует возможность определения коэффициентов пропорциональности или аналитических соотношений между Ищ и сигналами рассогласования вследствие отсутствия щ контроля за рулевыми машинками, являющимися одними из наименее надежных исполнительных устройств АБСУ.

Это привело к моделированию аэродинамических нагрузок с большими погрешностями.

Имитация аэродинамических нагрузок для всех трех (канала крена, тангажа и рыскания ) каналов аналогична (на чертеже представлен один канал). Различаются лишь величины коэффициента обратной связи в функциальном преобразователе в зависимости от типа рулевой поверхности (руль высоты, направления или элероны ).

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повы122 4 сить достоверность контроля исполнительных устройств (рулевых машин}, снизить количество контрольных полетов и повысить их безопасность.

Устройство отличается простотой требуемого оборудования и исключает доработку АБСУ, так как серийные преобразователи угол-напряжение легко сочленяются с осями вращения рулевых поверхностей.

Формула изобретения

Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок, содержащее датчик сигналов управления, первый сумматор, первый усилитель, блок рулевых машинок, муфту, блок рулевых поверхностей, механически связанный с преобразователем угол-напряжение, и функциональный преобразователь, причем выход датчика сигналов управления соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через последовательно соединенные .усилитель, блок рулевых машинок подключен к входу муфты, один выход которой подключен к второму входу первого сумматора, другой выход муфты механически связан с блоком рулевых поверхностей, о т л и ч а ю щ е ес я. тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй сумматор, второй усилитель, блок линеаризации, блок задания внешних воздействий, блок тиристорного управления и электродвигатель, выход которого через редуктор механически связан с блоком рулевых поверхностей, первый вход второго сумматора соединен с выходом преобразователя угол-напряжение, выход блока задания внеш- них воздействий подключен к второму входу второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй усилитель, функциональный преобразователь, блок линеаризации и блок тиристорного управления соединен с входом электродвигателя, Источники информации, принятые во внимание при экспретизе

1. Игнатов В.А. и др. Диагностические комплексы систем автомати« ческого самолетовождения. И., "Тран-. спорт", 1975, с. 177.

2. Авторское свидетельство СССР и 405116, кл. G 06 G 7/48, 1972 (прототип).

1001122

Составитель Е. Фролов ,Р цактоц Н. Стащивина Техред Ж.Кастелввич Кощфвктор И. Шарову

Заказ 1396/57 Тйрвж 701 Подлисйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открнтий

11 )0)$ «ИоскваьЖ-Я Ра аскеяя» наб» дь 4Я фйлиал ППП Патейт, г. Ужгород, ул. Проектная, ч