Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок

(72) Авторы иэобретеии аховИч,Юелтыйева Киевский ордена Трудового Крас институт инженеров гражданской 1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.А. Игнатов, Г.ф. К .В. Уланский и И.ф. 1Изобретение относится к авиационной технике и может найти применение при контроле и диагностике ав" томатических бортовых систем управления А 6 СУ ) в наземных условиях,.Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок 1,3 , вклю- . чающее датчики,сумматор, не учитывает аэродинамических нагрузок, создаваемых встречным потоком воздуха на рулевые поверхности самолетарули высоты, направления и т.д,). Настройка по критерию табличной сверки углов отклонения рулевых поверхностей и углов отклонения поворотногостола с гироскопическими датчиками АВСУ 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. 2Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является устройство для моделирования аэродинамических нагрузок, содержащее датчики угловых перемещений и датчики сигналов управления. Устройство вцполнено 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 преобразователь2 3.Недостатком известного устройства является отсутствие реального физи-. ческого моделирования нагрузок на рулевые мааины, .не учитывается . влияние внеаних,в том числе, случай" ных воздействий,не контролируются динамические характеристики рулевых машинок, являющихся основными испол нительными механизмами автоматичвс 100113кой бортовой системы управления,т,е. точность моделирования аэродинамических нагрузок является низкой.Это обуславливает низкую достоверность контроля и диагностирования. зПри имитации аэродинамических нагру"зок необходимо вскрытие 1 либо дора=ботка ) АБСУ, что недопустимо припроизводственном контроле.Таким образом, контроль и диагностика технического состояния АБСУосуществляется практически на качест"венном уровне.Цель изобретения " повышение точ"ности моделирования. 1Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее датчиксигналов управления, первый сумматор,первый усилитель, блок рулевых машинок, муфту, блок рулевых поверхносч .ч26теи, механически связанный с преобразователем угол-напряжение, а также функциональный преобразователь,причем выход датчика сигналов управления соединен с первым входомпервого сумматора, выход которогочерез последовательно соединенныеусилитель, блок рулевых машинок под.ключен к входу муфты, один выход которой подключен к второму входу перЗО вого сумматора, другой выход муфтымеханически связан с блоком рулевых поверхно .тей, введены второйсумматор, второй усилитель, блок ли"неаризации, блок задания внешнихвоздействий, блок тиристорного управления и электродвигатель, выходкоторого через редуктор механически связан с блоком рулевых поверхностей, первый вход второго сумматора соединен с выходом преобразователя угол-напряжение, выход блоказадания внешних воздействий подключен к второму входу второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй усилительфункциональный преобразователь, блоклинеаризации и блок тиристорногоуправления соединен с входом электродвигателя.На чертеже представлена схема уст- Оройства для моделирования аэродинамических нагрузок.,Устройство содержит датчик 1 сигналов управления, сумматор 2, уси литель 3, блок 4 рулевых машинок, фф муфту 5, блок б рулевых пдверхностей,преобразователь 7 угол-напряжение,сумматор 8, усилитель 9, функциональ. 22 4ный преобразователь 10, блок 11 линеаризации,блок 12 тиристорного управления, электродвигатель 13, редуктор 14, блок 15 задания внешнихвоздействий,Принцип работы устройства состоитв том, что для АБСУ имитируется режим работы, приближенный к реаль"ному. Контроль АБСУ осуществляетсяс учетом случайных воздействийтурбулентность атмосферы и другие случайные факторы ).Встречные потоки воздуха в полете создают на рулевых поверхностяхусилия, противодействующие усилиямпилота ( автопилота ). Величина противодействующих усилий определяетсяшарнирным моментом:ьИш =,(Ъо+.1 с+Ф 2 с) 0,5 РУ 25 с, 1)где Ищ -шарнирный момент; с - уголатаки; д - угол отклонения рулевойповерхности; 0,5 уЧ- скоростнойнапор набегающего потока; Ч - скорость; 5 - площадь рулевой поверхности за осью вращения; С - средняя хорда рулевой поверхности; Ь , Ь.,- коэффициенты пропорциональности (в соответствии с проверяемымканалом)Принцип работы устройства состоитв следующем.ЪПри 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 б 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 3в блоке 4 рулевых машинок находится встроенный преобразователь угол-напряжение, с которого и подается сигнал ), Изменяется угол отклонения блока б 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 1,случайных ) воздействий.Выходной сигнал сумматора 8 усили" вается усилителем , поступает на вход функционального преобразовате5 1001ля 10 и преобразовывается в соответствии с выражением (,1 ) и положением переключателей блока 11 линеаризации (,нелинейных преобразованийтипа самолета и скорости ). 3Для линеаризации моделированиянагрузок на блок 6 рулевых поверхностей в схему введен блок 11, на входкоторого поступает преобразованныйсигнал с функционального преобразоваОтеля 10. С выхода блока 11 сигналпоступает на вход блока 12 тиристорного управления, осуществляющегоизменение направления и угловую скорость вращения электродвигателя 13. ИЧерез редуктор 14 механическое усилие, пропорционально И подводитсяк муфте 5, механически соединеннойс блоком 6 рулевых поверхностей. Редуктор 14 механически соединен с выходом муфты 5 и блоком 6 рулевых по"верхностей, выход муфты 5 механически связан с преобразователем 7 угол"напряжение. В качестве блока 12 тиристорного управления может быть ис- Ипользован, например тиристорный реверсор.Таким образом, при отклонении блока 6 рулевых поверхностей с помощьюсумматора 8, усилителя 9, преобразователя 10, блоков 11 и 12, электродвигателя 13 и редуктора 14 осуществляется реальное Физическоемоделирование нагрузок, пропорциональных углу отклонения блока 6. В рпрототипе отсутствует возможностьопределения коэФФициентов пропорциональности или аналитических соотношений между Ищ и сигналами рассогласования вследствие отсутствия еконтроля 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 одинканал). Различаются лишь величиныкоэффициента обратной связи в Функциальном преобразователе в зависи"мости от типа рулевой поверхности(руль высоты, направления или элероны ).Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повы 122 4сить достоверность контроля исполнительных устройств ( рулевых машин),снизить количество контрольных полетов и повысить их безопасность.Устройство отличается простотойтребуемого оборудования и исключаетдоработку АБСУ, так как серийныепреобразователи угол-напряжение легко сочленяются с осями вращения рулевых поверхностей,Формула изобретения Устройство для моделирования аэродинамических нагрузок, содержащеедатчик сигналов управления, первыйсумматор, первый усилитель, блокрулевых машинок, муфту, блок рулевыхповерхностей, механически связанныйс 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 кото"рой подключен к второму входу первого сумматора, другой выход муфтымеханически связан с блоком рулевыхповерхностей, о т л и ч а ю щ е ес я. тем, что, с целью повышенияточности, в него введены второй сумматор, второй усилитель, блок линеаризации, блок задания внешних воздействий, блок тиристорного управленияи электродвигатель, выход которогочерез редуктор механически связанс блоком рулевых поверхностей, первый вход второго сумматора соединенс выходом преобразователя угол-на"пряжение, выход блока задания внеш-них воздействий подключен к второмувходу 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 экспретизе1. Игнатов В.А. и др. Диагности"ческие комплексы систем автоматического самолетовождения. И., "Тран-.спорт", 1975, с. 1772. Авторское свидетельство СССРй 405116, кл. 6 06 С 7/48, 1972Составитель Е. ФроловР цактоц Н. Стащивина Техред Ж.Кастелввич КощзвкторЗаказ 1396757 Тйрвж 704ПодлисйоеВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открцтий11 ОД Москваь Ж-Я Ращскея наб. д 4 Яфйлиал ППП ППатейт, г. Ужгород, ул. Проектная, ч