Система дистанционного автоматизированного управления шагом воздушных винтов

Система дистанционного автоматизированного управления шагом воздушных винтов

Реферат

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам управления воздушными винтами изменяемого шага (ВИШ) судов на воздушной подушке (СВП). Система содержит задатчик положения шага винта, формирователь управляющих сигналов, логические элементы, сигнальную лампу рассогласования, преобразователи, исполнительный механизм. В систему включены два независимых канала управления винтом - для переднего и заднего ходов судна, подключенных гидравлически к исполнительному механизму, а электрически - к его концевому выключателю. Каждый канал управления содержит блок контроля скорости отработки канала, автоматический переключатель каналов и элементы сравнения фактической и заданной скоростей. Автоматический переключатель содержит запоминающие устройства, которые подключены к блокам контроля скорости отработки, сигнализации неисправности, переключателю и блокировке каналов управления. Система позволяет повысить надежность и динамичность управления ВИШ при движении СВП на переднем и заднем ходу. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам дистанционного управления воздушными винтами изменяемого шага (ВИШ) судов на воздушной подушке (СВП).

Известна система дистанционного автоматизированного управления шагом ВИШ СВП по а.с. 317274, включающая в себя задатчик положения шага ВИШ, формирователи управляющих сигналов, логические элементы ИЛИ, И, сигнальную лампу контроля за наличием рассогласования, двухпозиционные электрогидравлические краны и включенный перед механизмом установки шага ВИШ двухскоростной реверсивный гидравлический исполнительный механизм, соединенный кинематически с механизмом установки шага ВИШ и датчиком обратной связи. В известной системе один канал управления ВИШ при переднем и заднем направлении движения СВП, в то же время по режимам загрузки тяговых двигателей СВП, в особенности мощных газотурбинных двигателей на больших СВП, допустимая скорость поворота лопастей ВИШ (время перемещения выходного органа механизма управления ВИШ) могут отличаться в положениях лопастей ВИШ "вперед" и "назад". В этом случае поворот лопастей ВИШ с одинаковой скоростью при движении СВП в разных направлениях существенно ухудшает динамические возможности системы при управлении СВП.

Известна также система дистанционного автоматизированного управления шагом ВИШ СВП по а.с. 702688, в которой в общий канал управления ВИШ введен дополнительный электрогидравлический преобразователь для управления поворотом лопастей ВИШ с повышенной скоростью в разрешенном диапазоне установки лопастей ВИШ при движении СВП "вперед". Эта система обеспечивает быстрое торможение СВП в экстренных случаях при воздействии на дополнительный орган управления, но решения, реализованные в этой системе, также не решают проблему максимально полного использования динамических возможностей системы управления ВИШ при движении СВП на переднем и заднем ходу при нормальной эксплуатации СВП.

Наиболее близким прототипом является система по а.с. 317274.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение динамических характеристик управления ВИШ при движении СВП на переднем и заднем ходу.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая система имеет два независимых электрогидравлических канала управления ВИШ, один для переднего, другой для заднего хода СВП, подключенных каждый электрически к своему концевому выключателю в исполнительном механизме, а гидравлически подключенных параллельно к одноименным входам исполнительного механизма.

При этом в каждом канале управления предусмотрены блоки контроля скорости отработки канала, содержащие элементы сравнения фактической скорости отработки канала с заданной эталонной уставкой, подключенные каждый блок выходом к сигнальной лампе исправности своего канала управления и параллельно подключенные к автоматическому переключателю каналов управления.

Автоматический переключатель каналов управления содержит для каждого канала последовательно соединенные элементы И, ИЛИ, инвертор, запоминающее устройство, а выходы переключателя подключены раздельно для блокировки неисправного канала управления и перекрестно для подключения исправного канала управления в работу во всем диапазоне изменения шага ВИШ как на переднем, так и на заднем ходу СВП.

На чертеже представлена функциональная схема системы.

Система состоит из задатчика 1, элемента сравнения 2, электрогидравлических каналов 3 управления ВИШ при движении СВП на переднем ходу и 4 - управления ВИШ при движении СВП на заднем ходу, подключенных гидравлическими каналами к исполнительному механизму 5 и электрически - к концевым выключателям 6 зоны переднего хода и 7 зоны заднего хода, кинематически связанным с исполнительным механизмом 5.

Исполнительный механизм 5 кинематически связан с механизмом 8 установки шага лопастей ВИШ 9 и с датчиком 10 обратной связи. Датчик 10 подключен к элементу сравнения 2, входам каналов управления 3 и 4, к входу защитного элемента И 11 и к указателю 12 положения исполнительного механизма 5. К выходу элемента сравнения 2 подключена сигнальная лампа 13 указания наличия рассогласования между задатчиком 1 и датчиком 10.

Канал 3 управления ВИШ на переднем ходу СВП содержит входной элемент И 3.1, подключенный входом к элементу сравнения 2 и выходом - к формирователю 3.2 импульсов управления, выходы которого подключены к управляющим элементам И 3.3 и 3.4. К другим входам И 3.3 и 3.4 подключены параллельно концевой выключатель 6 зоны переднего хода и выход защитного И 11. Выходы И 3.3 и 3.4 подключены к управляющим элементам электрогидравлического преобразователя 3.6, подключенного гидравлически своими входами к источнику гидравлического питания (на схеме не показан), а выходами - к исполнительному механизму 5. Гидравлические каналы от преобразователя 3.6 к механизму 5 снабжены регулируемыми дросселирующими устройствами 3.7 и 3.8.

В составе канала 3 имеется блок 3.9 контроля скорости отработки канала, содержащий последовательно соединенные элемент И 3.9.1, элемент задержки времени 3.9.2, элементы сравнения 3.9.3 и 3.9.4 и эталонный элемент 3.9.5 скорости отработки канала 3.

Канал 4 управления ВИШ на заднем ходу СВП полностью аналогичен по устройству каналу 3, обозначения составляющих канал 4 элементов и их подключение соответствуют приведенным в описании канала 3, но с первой цифрой 4 в обозначении элемента (цифра 4 в обозначении элементов канала 4 указывает на их принадлежность к каналу 4). Отличие состоит в том, что вместо концевого выключателя 6 зоны переднего хода, подключенного к каналу 3, к каналу 4 подключен концевой выключатель 7 зоны заднего хода.

Сигналы с выхода блоков 3.9 и 4.9 контроля скорости отработки каналов управления 3 и 4 соответственно подключены к автоматическому переключателю 14 каналов управления.

Автоматический переключатель 14 содержит для каждого канала управления 3 и 4 последовательно соединенные элементы И 14.1 и 14.2, запоминающие устройства 14.3 и 14.4, элементы ИЛИ 14.5 и 14.6, инвертирующие элементы 14.7 и 14.8 соответственно.

Выход И 14.1 и запоминающего устройства 14.3 через ИЛИ 14.5 подключены к входу ИЛИ 4.5 канала 4 и к сигнальной лампе 15 неисправности канала 3, а через инвертирующий элемент 14.7 и ИЛИ 16 - к входу И 3.1 канала 3.

Выходы И 14.2 и запоминающего устройства 14.4 через ИЛИ 14.6 подключены к входу ИЛИ 3.5 канала 3 и к сигнальной лампе 17 неисправности канала 4, а через инвертирующий элемент 14.8 и ИЛИ 18 - к входу И 4.1 канала 4.

Для сброса запрета на управление ВИШ от неисправного канала к каналам 3 и 4 через ИЛИ 16 и 18 соответственно подключен кнопочный переключатель 19, подключенный также к входам сброса запоминающих устройств 14.3 и 14.4 автоматического переключателя 14.

Система работает следующим образом.

Поворотом задатчика 1 на соответствующий угол устанавливается заданное положение шага ВИШ. Сигналы, пропорциональные заданному углу поворота лопастей ВИШ от задатчика 1 и фактическому углу поворота от датчика обратной связи 10, поступают на элемент сравнения 2, с которого разностный сигнал поступает на входы каналов управления 3 и 4.

Рассмотрим работу канала 3 (работа канала 4 аналогична).

Сигнал от элемента сравнения 2 поступает на вход И 3.1. Если на другом входе И 3.1 присутствует сигнал об исправности канала 3 (поступает с выхода ИЛИ 14.5 автоматического переключателя 14), сигнал от элемента 2 проходит на формирователь импульсов управления 3.2, который в зависимости от знака разностного сигнала через И 3.3 или И 3.4 подает сигнал на управляющие элементы электрогидравлического преобразователя 3.6, который обеспечивает перепуск рабочей жидкости через регулируемые дросселирующие устройства 3.7 и 3.8 на механизм 5.

К другим входам И 3.3 и 3.4 через ИЛИ 3.5 подключен концевой выключатель 6 сигнализации о нахождении механизма 5 в зоне переднего хода и разрешающий работу канала 3 только в этой зоне. К входам И 3.3 и 3.4 подключен также сигнал с выхода защитного И 11 при наличии на входах И 11 сигналов от задатчика 1 и датчика обратной связи 10 (нет обрыва в целях этих устройств).

В канале 3 имеется блок 3.9 контроля скорости отработки канала 3. На входной И 3.9.1 блока 3.9 поступают сигналы о наличии рассогласования с элемента 2 и о работе канала 3 от концевого выключателя 6. Сигнал с выхода И 3.9.1 поступает на вход запуска элемента выдержки времени 3.9.2, который с заданной скважностью пропускает сигнал от датчика обратной связи 10 на вход элемента сравнения 3.9.3, на который также поступает непрерывный сигнал от датчика 10. Разность этих сигналов с выхода элемента 3.9.3, соответствующая скорости отработки канала 3, поступает на элемент сравнения 3.9.4, где она сравнивается с выходным сигналом от эталонного элемента 3.9.5 скорости отработки канала 3.

Если разность сигналов на элементе 3.9.4 выше заданного порога нечувствительности этого элемента (канал 3 отрабатывает заданную команду слишком медленно - например, из-за неисправности или загрязнения дросселирующих устройств 3.7 или 3.8. или не отрабатывает вообще - например, из-за неисправности преобразователя 3.5), сигнал с выхода элемента 3.9.4 поступает на автоматический переключатель 14 каналов управления, на вход И 14.1, на другом входе которого присутствует сигнал от концевого выключателя 6.

Сигнал с выхода И 14.1 запоминается запоминающим устройством 14.3, через ИЛИ 14.5 поступает на сигнальную лампу 15 неисправности канала 3 и через ИЛИ 4.5 - на исполнительную часть (И 4.3 и И 4.4) канала 4, а через инвертор 14.7 блокирует работу канала 3, снимая с входа И 3.1 сигнал, разрешающий работу канала 3 (поступал через ИЛИ 16).

Работа канала 3 блокируется, а управление переключается на канал 4 во всем диапазоне работы ВИШ.

После восстановления работоспособности канала 3 он может быть разблокирован подачей сигнала от кнопочного переключателя 19 через ИЛИ 16 на вход И 4.1 и на сброс устройства 14.3.

Работа канала 4 и автоматического переключателя 14 при работе канала 4 полностью аналогичны описанной выше работе канала 3.

Предлагаемая система позволит максимально использовать динамические возможности двигательно-движительного комплекса СВП и системы управления ВИШ при движении СВП как на переднем, так и на заднем ходу, и значительно повысить надежность управления ВИШ.

Формула изобретения

1. Система дистанционного автоматизированного управления шагом воздушных винтов судов на воздушной подушке, включающая в себя задатчик положения шага винта, формирователи управляющих сигналов, логические элементы ИЛИ, И, сигнальную лампу контроля за наличием рассогласования, двухпозиционные электрогидравлические преобразователи и включенный перед механизмом установки шага лопастей винта двухскоростной реверсивный гидравлический исполнительный механизм, отличающаяся тем, что система имеет два независимых электрогидравлических канала управления винтом, один для переднего, другой для заднего хода судна, подключенных каждый электрически к своему концевому выключателю в исполнительном механизме, а гидравлически подключенных параллельно к одноименным входам исполнительного механизма.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом канале управления винтом предусмотрен блок контроля скорости отработки канала, подключенный к автоматическому переключателю каналов управления.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что блок контроля скорости отработки канала управления содержит элементы сравнения фактической скорости отработки канала с заданной эталонной уставкой.

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что автоматический переключатель каналов управления содержит запоминающие устройства, подключенные своими входами к выходам блоков контроля скорости отработки своих каналов управления, а выходами подключенные к сигнализации о неисправности каналов управления, ко входам переключения каналов управления и через инверторы подключенные к блокировочным входам неисправных каналов управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1