Электрогидравлическая рулевая машина системы управления носком крыла летательного аппарата

 

Изобретение относится к области авиационной техники. Машина содержит корпус, электрогидроусилитель, связанный с напорной линией гидросистемы через фильтр и электрогидравлический клапан включения гидропитания и с полостями гидроцилиндра, связанного штоком с выходной качалкой и датчиком обратной связи. Гидроцилиндр выполнен двухкамерным со второй камерой, соединенной через электроуправляемый клапан с линиями подачи и слива второй гидросистемы. На штоке выполнен бурт, взаимодействующий с пружиной возврата штока на упор. Технический результат - повышение надежности. 1 ил.

Изобретение относится к области силовых гидравлических устройств авиационной техники и предназначено для непосредственного перемещения рулевых поверхностей летательного аппарата по электрическим сигналам бортовой системы управления. Рулевая машина в составе летательного аппарата обеспечивает три рабочих режима:

- режим пропорционального управления (следящий режим),

- релейный режим управления,

- режим приведения исполнительных органов летательного аппарата в исходное положение при выключении гидропитания рулевой машины.

Известны электрогидравлические рулевые машины, которые выполняют роль силовых исполнительных органов и могут служить аналогами предлагаемой рулевой машины. Эти рулевые машины содержат корпус с встроенным гидродвигателем в виде двухкамерного гидроцилиндра и сдвоенного тандемного поршня, блок электрогидравлического усилителя, клапан переключения гидросистем, узел механической обратной связи, механический замок, две пары напорных и силовых штуцеров основной и резервной гидросистем.

Эти рулевые машины запитываются от двух гидросистем: основной и резервной. Основная гидросистема обеспечивает нормальную работу рулевой машины в режиме управления, резервная обеспечивает приведение выходного звена и связанной с ним рулевой поверхности в исходное (убранное) положение при отказе основной гидросистемы. При отказе основной и резервной гидросистем рулевая поверхность приводится во флюгерное положение за счет скоростного напора, а при недостаточности последнего (взлет, посадка) может занимать любое положение, что оказывает отрицательное влияние на характеристики управления самолета, а также на безопасность его полета.

Прототипом предлагаемой рулевой машины может служить электрогидравлическая рулевая машина, которая обеспечивает пропорциональное перемещение рулевой поверхности в зависимости от уровня электрического сигнала управления, а также перемещение рулевой поверхности в среднее положение при выключении электро- и гидропитания. Эта рулевая машина состоит из корпуса, в котором расположен гидроцилиндр с установленными в нем поршнем и штоком, электроуправляемый золотниковый клапан включения гидропитания, клапан кольцевания полостей гидроцилиндра, центрирующий механизм, выходная качалка и электрогидравлический усилитель.

Гидропитание данной рулевой машины осуществляется от одной гидросистемы, что обеспечивает ее работу в режиме пропорционального управления (следящий режим). При отсутствии гидропитания (отказ или выключение гидросистемы) выходное звено и связанные с ним органы управления приводятся в исходное (среднее) положение усилием механических пружин, надетых на тягу, которая шарнирно связана с исполнительным штоком и выходной качалкой. Осуществление гидропитания рулевой машины от одной гидросистемы приводит к тому, что ее отказ приводит к потере работоспособности рулевой машины, что в целом снижает надежность и работоспособность системы управления.

С целью устранения имеющихся недостатков, присущих аналогу и прототипу, в предлагаемой рулевой машине исполнительный механизм выполнен двухкамерным со второй камерой, связанной каналами через электроуправляемый золотниковый клапан с линиями питания и слива второй гидросистемы, а выходной шток взаимодействует через выполненный на нем бурт с пружиной перемещения его на упор.

Предлагаемая электрогидравлическая рулевая машина, принципиальная схема которой изображена на прилагаемом чертеже, состоит из корпуса 1, на котором установлен блок электрогидравлического усилителя 2, а в расточках и сверлениях корпуса 1 расположены электроуправляемый золотниковый клапан 3 включения гидропитания второй гидросистемы, золотниковый клапан 4 кольцевания полостей первой камеры 9 гидроцилиндра, электроуправляемый золотниковый клапан 5 включения гидропитания второй гидросистемы, выходная качалка 6, механизм 7 приведения исполнительного штока на упор корпуса 1, двухкамерный гидроцилиндр 8, 9 с установленными в нем поршнями 10 и исполнительным штоком 11, датчик обратной связи 12, концевой выключатель 13, фильтр 14.

На чертеже показано положение узлов и деталей рулевой машины при отсутствии электро- и гидропитания.

При включении первой и второй гидросистем объекта рабочая жидкость поступит в межбуртовое пространство золотников электроуправляемых клапанов 3, 5 включения гидропитания рулевой машины. Включение рулевой машины производится путем подачи электропитания в обмотки электроуправляемого клапана 3 первой гидросистемы. Клапан включится и его золотник, переместившись вправо, соединит напорную магистраль первой гидросистемы объекта с электрогидравлическим усилителем 2 и клапаном кольцевания 4 полостей первой камеры 9 гидроцилиндра. Золотник клапана кольцевания 4 под действием давления нагнетания, поступившим в правую торцевую полость, переместится влево и правым буртом разобщит полости первой камеры 9 гидроцилиндра.

В следящем режиме сигналы управления, поступая в электрогидравлический усилитель 2, управляют потоком рабочей жидкости в первой камере 9 гидроцилиндра, обеспечивая тем самым пропорциональное перемещение выходного звена 6.

При выключении гидропитания в первой гидросистеме или при отсутствии электропитания электроуправляемого клапана 3 золотник клапана кольцевания 4 под действием пружины переместится в исходное положение (вправо до упора) и через межбуртовое пространство соединит полости первой камеры 9 гидроцилиндра.

При переходе рулевой машины на релейный режим работы (электро- и гидропитание первой гидросистемы отсутствует) на электроуправляемый золотниковый клапан 5 включения второй гидросистемы подается электрический сигнал включения. Рабочая жидкость под давлением нагнетания поступит в правую полость второй камеры 8 гидроцилиндра. Поршень 10 и исполнительный шток 11, установленные во второй камере 8, переместятся влево до упора, что будет соответствовать выпуску рулевой поверхности на заданный максимальный угол поворота.

При отсутствии электро- и гидропитания первой и второй гидросистем выходное звено 6 и связанная с ним рулевая поверхность приводятся в исходное положение за счет механизма перемещения 7, пружина которого надета на исполнительный шток 11 и своими концами упирается в корпус 1 рулевой машины и в выполненный на исполнительном штоке бурт.

Наличие в рулевой машине второго автономного канала управления, обеспечивающего ее работоспособность в релейном режиме при отказе основной гидросистемы, повышает надежность и работоспособность системы управления носком крыла, а также улучшает характеристики управляемости самолета за счет приведения выходного звена 6 и связанной с ним рулевой поверхности, в убранное положение при отказе обеих гидросистем. Вероятность безотказной работы предлагаемой рулевой машины по отношению к прототипу на два порядка выше и составляет P_(I)=0,9999996. Вероятность безотказной работы прототипа составляет P_(I)=0,9999677.

Формула изобретения

Электрогидравлическая рулевая машина системы управления носком крыла летательного аппарата, содержащая корпус, электрогидроусилитель, связанный с напорной линией гидросистемы через фильтр и электрогидравлический клапан включения гидропитания и с полостями гидроцилиндра, связанного штоком с выходной качалкой и датчиком обратной связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности рулевой машины путем перехода на релейный режим работы при отказе основной гидросистемы и исключения влияния ее на характеристики управляемости летательного аппарата при отказе обеих гидросистем, гидроцилиндр выполнен двухкамерным со второй камерой, соединенной через электроуправляемый золотниковый клапан с линиями подачи и слива второй гидросистемы, а на штоке выполнен бурт, взаимодействующий с пружиной возврата штока на упор.

РИСУНКИ