Установка дублированных рулевых исполнительных механизмов на гидравлический привод
Владельцы патента RU 2773301:
Акционерное общество "Казанский вертолётный завод" (АО "Казанский вертолётный завод") (RU)
Изобретение относится к системе управления летательным аппаратом. Гидромеханическая система управления содержит гидроусилители (1), рулевые исполнительные механизмы (7, 8) с тягами, механическую проводку управления. Рулевые исполнительные механизмы (7, 8) установлены параллельно механической проводке управления. На каждом гидроусилителе (1) установлены последовательно соединенные между собой неподвижно или соединенные между собой посредством поддерживающей качалки (6) по два рулевых исполнительных механизма (7, 8). Первый исполнительный механизм подключен к основной системе автоматического управления. Второй исполнительный механизм подключен к резервной системе улучшения устойчивости. Ось поворота качалки, на которой расположена опора гибкой тяги управления, совпадает с осью поворота гидроусилителя в кронштейне его шарнирного крепления. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности применения системы автоматического управления с режимами полета, когда пилот не находится в контуре управления. 3 ил.
Изобретение относится к области комбинированных систем управления летательным аппаратом и может быть использовано в системах управления с гибкими тягами для установки дублированных исполнительных рулевых механизмов автоматической системы управления непосредственно на гидромеханических рулевых приводах.
Известна гидромеханическая система управления несущим винтом, установленная на вертолете Ми-38, содержащая: три гидроусилителя, управляющие положением автомата перекоса, механическую проводку продольно-поперечного управления из жестких тяг и качалок, в которой установлены спаренные рулевые исполнительные механизмы системы улучшения устойчивости. Рулевые исполнительные механизмы ИРМД-1, установленные последовательно в проводке управления, перемещениями своих штоков по сигналам системы улучшения устойчивости корректируют перемещения проводки управления, заданные перемещением пилотом рычага управления (Вертолет Ми-38-2. Руководство по технической эксплуатации. 4.2. Продольно-поперечное управление - описание и работа. 065.41.00. с. 1, 03.02.2014 г.).
Недостатком данного технического решения является размещение рулевых исполнительных механизмов не на гидроусилителе, а на предшествующем звене цепи механической проводки управления, что при работе системы улучшения устойчивости увеличивает вероятность отдачи перемещений штоков рулевых исполнительных механизмов в рычаг управления вместо движения золотника гидроусилителя. Габариты спаренных рулевых исполнительных механизмов ИРМД-1 при последовательном размещении в механической проводке управления не позволяют разместить их максимально близко к золотнику гидроусилителя для исключения отдачи в рычаг управления.
Известна гидромеханическая система управления, содержащая гидроусилители, расположенные с трех сторон от автомата перекоса, рулевые исполнительные механизмы с тягами, механическую проводку управления, состоящая из тяг и качалок, при этом рулевые исполнительные механизмы установлены параллельно механической проводке управления, выполненной с применением гибких тяг, с возможностью управления положением опор оболочек гибких тяг (Патент RU 2636195 С2. Установка рулевого исполнительного механизма на гидравлический привод. - МПК: В64С 13/42, В64С 13/40). Данный аналог принят за прототип.
При установке только одного недублированного рулевого исполнительного механизма на каждом гидроусилителе на автоматических режимах полета, когда пилот находится вне контура управления, невозможно обеспечить безопасность полета вертолета при отказе системы автоматического управления, включая отказ самого рулевого исполнительного механизма.
При неподвижной проводке управления и неподвижном штоке рулевого исполнительного механизма, поворот гидроусилителя в кронштейне его шарнирного крепления, вызывает изменение положения его выходного звена, которое вносит погрешность в управление гидроусилителем (фиг. 3).
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности применения системы автоматического управления с режимами полета, когда пилот не находится в контуре управления, за счет установки дублированных рулевых исполнительных механизмов на гидроусилителе и исключение влияния изменения углового положения гидроусилителя на положение его выходного звена.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в гидромеханической системе управления, содержащей гидроусилители, расположенные с трех сторон от автомата перекоса, рулевые исполнительные механизмы с тягами, механическую проводку управления, состоящую из тяг и качалок, при этом рулевые исполнительные механизмы установлены параллельно механической проводке управления, выполненной с применением гибких тяг, с возможностью управления положением опор оболочек гибких тяг, на каждом гидроусилителе установлены последовательно соединенные между собой неподвижно или соединенные между собой посредством поддерживающей качалки по два рулевых исполнительных механизма, один из которых подключен к основной системе автоматического управления, а второй - к резервной системе улучшения устойчивости, при этом ось поворота качалки, на которой расположена опора гибкой тяги управления, совпадает с осью поворота гидроусилителя в кронштейне его шарнирного крепления.
На фиг. 1 показана схема установки дублированных рулевых исполнительных механизмов SEMA 8493, где обозначено:
1. гидроусилитель РП-14;
2. гибкая тяга управления;
3. качалка;
4. жесткая тяга;
5. двуплечая качалка;
6. поддерживающая качалка;
7. рулевой исполнительный механизм SEMA 8493;
8. рулевой исполнительный механизм SEMA 8493;
9. входное звено гидроусилителя;
10. выходное звено гидроусилителя;
11. кронштейн шарнирного крепления гидроусилителя.
Гидроусилитель 1 РП-14, выходное звено 10 которого управляет положением автомата перекоса вертолета (автомат перекоса условно не показан), шарнирно установлен в кронштейне его крепления 11.
На кронштейне 11 шарнирно закреплена качалка 3 таким образом, что ось поворота качалки 3 совпадает с осью поворота гидроусилителя 1.
Гибкая тяга управления 2 одним концом присоединена к входному звену 9 гидроусилителя 1, а опора оболочки закреплена на качалке 3, которая соединена посредством жесткой тяги 4 с двуплечей качалкой 5, шарнирно закрепленной на корпусе гидроусилителя 1.
На гидроусилителе 1 РП-14 параллельно механической проводке управления установлены два рулевых исполнительных механизма 7 и 8 SEMA 8493, соединенные последовательно друг с другом (возможны как жесткое неподвижное соединение (фиг. 2), так и через поддерживающую качалку 6 (фиг. 1)). Верхний наконечник рулевого исполнительного механизма 7 соединен с корпусом гидроусилителя 1, а нижний наконечник рулевого исполнительного механизма 8 соединен с двуплечей качалкой 5, при этом один из рулевых исполнительных механизмов подключен к основной системе автоматического управления, а другой - к резервной системе улучшения устойчивости.
Рулевой исполнительный механизм, установленный на гидравлический привод, работает следующим образом.
В автоматическом режиме управления, при получении сигнала от основной системы автоматического управления, рулевой исполнительный механизм 8 SEMA 8493 через двуплечую качалку 5, жесткую тягу 4 и качалку 3 с шарнирно установленной на ней опорой гибкой тяги управления 2, изменяя ее положение, перемещает входное звено 9 гидроусилителя 1, вызывая перемещение его выходного звена 10. Перемещения гибкой тяги управления 2, задаваемые рулевым исполнительным механизмом 8 SEMA 8493, происходят без изменения величины выхода ее штока.
При отказе основной системы автоматического управления, резервная система улучшения устойчивости подает сигналы на рулевой исполнительный механизм 7 SEMA 8493, который через поддерживающую качалку 6, пассивно перемещаемый рулевой исполнительный механизм 8 SEMA 8493, двуплечую качалку 5, жесткую тягу 4, изменяет положение качалки 3 с шарнирно установленной на ней опорой гибкой тяги управления 2. Гибкая тяга управления 2 изменяет свое положение без изменения величины выхода ее штока, перемещает входное звено 9 гидроусилителя 1 РП-14, вызывая перемещение его выходного звена 10.
В режиме ручного управления (основная система автоматического управления и резервная система улучшения устойчивости полностью выключены, рулевые исполнительные механизмы не работают) происходит перемещение штока гибкой тяги управления 2 с входным звеном 9 гидроусилителя 1 РП-14, при неподвижном положении качалки 3.
При любых положениях штоков рулевых исполнительных механизмов, поворот гидроусилителя относительно оси его шарнирного крепления приводит к повороту установленных на гидроусилителе рулевых исполнительных механизмов SEMA 8493 7 и 8, поддерживающей качалки 6 и двуплечей качалки 5 с жесткой тягой 4 относительно той же самой оси на тот же угол поворота. Благодаря тому, что ось поворота качалки 3 совпадает с осью поворота гидроусилителя РП-14, жесткая тяга 4 поворачивает качалку 3 на тот же самый угол, на который поворачивается гидроусилитель 1. Положение опоры гибкой тяги управления 2 относительно самого гидроусилителя остается неизменным и, при неизменном положении штока гибкой тяги управления относительно ее оболочки, входное звено гидроусилителя 9 не изменяет своего положения относительно корпуса, а выходное звено гидроусилителя 10 остается неподвижным относительно корпуса. В результате, не происходит изменения положения выходного звена гидроусилителя при его повороте в кронштейне крепления 11.
Данное изобретение позволяет:
- на каждом гидроусилителе установить по два рулевых исполнительных механизма, один из которых подключен к основной системе автоматического управления, а второй - к резервной системе улучшения устойчивости;
- обеспечить применение системы автоматического управления с режимами полета, в которых пилот не находится в контуре управления, благодаря возможности введения в работу резервных рулевых исполнительных механизмов, подключенных к резервной системе улучшения устойчивости;
- сохранить возможность управления гидроусилителем посредством изменения положение опоры оболочки гибкой тяги управления любым из двух рулевых исполнительных механизмов;
- обеспечить независимость положения выходного звена гидроусилителя от поворота гидроусилителя в кронштейне его шарнирного крепления.
Гидромеханическая система управления, содержащая гидроусилители, расположенные с трех сторон от автомата перекоса, рулевые исполнительные механизмы с тягами, механическую проводку управления, состоящую из тяг и качалок, при этом рулевые исполнительные механизмы установлены параллельно механической проводке управления, выполненной с применением гибких тяг, с возможностью управления положением опор оболочек гибких тяг, отличающаяся тем, что на каждом гидроусилителе установлены последовательно соединенные между собой неподвижно или соединенные между собой посредством поддерживающей качалки по два рулевых исполнительных механизма, один из которых подключен к основной системе автоматического управления, а второй - к резервной системе улучшения устойчивости, при этом ось поворота качалки, на которой расположена опора гибкой тяги управления, совпадает с осью поворота гидроусилителя в кронштейне его шарнирного крепления.
