Система управления торможением летательного аппарата при посадке на палубу корабля

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС СР)г) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ому свидетельс К ЙВТ(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ПОСАДКЕНА ПАЛУБУ КОРАБЛЯ(57) Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления торможения, и предназначено для установки на мап 9) Я 1 (11) 1797242 пЗ) А 1(51) 6 В 64 Г 1 02 2невренные летательные аппараты. Цепь изобретения - повышение вероятности посадки летательного аппарата на палубу корабля в сложных метеорологических условиях путем вывода его на ось посадочной площадки. Дпя этого в систему вводят тормозной механизм крюков зацепления 43, трос аэрофинишера 42, блок включения питания 38, второй эпектрогидропривод торможения, два тензодатчика 24, 25, два усилителя 26, 27, сумматор 37, три компаратора 28 - 30. Устройство управления дроссельным краном, выполненное в виде блока задержки 31, элемента НЕ 32, элемента И 33, эпектрогидропривода дроссельного крана 34 и сумматора 35. При .этом блок управления торможением колес 12 выполнен в виде четырех сумматоров 13 - 16, трех элементов И 9 - 1 1, генератора импульсов20, ключевого элемегла 19, интегратора 1 Я, блока дифференцироваия 17, формирователя сигнала, соответствующего скорости свободнокатящегося колеса 21 и двух блоков реле 22 и 23, причем тормозной механизм зацепления вцпопнен в виде двух симмери нцх тормознцх крнэков 44, 45, скреппеннцх единой огькт гидроципиндрэ вцпуска тормознцх кркхков 4 1, демпфера колебаний 40 1 ипИзобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления торможения (СУТ), и предназначено для установки на маневренные летательные аппараты (ЛА), 5Известна СУТ, в которой используются сигналы, пропорциональные частотам вращения нетормозного и тормозного колес, а также вычисляется коэффициент относительного проскальзывания Я=(йЪ- иЬ)/вот, "О Для регулирования обьектов с экстремальной характеристикой, какими являются эластичные тормозные колеса, при непрерывном движении оптимальной области работы в результате изменения внешних возмущений или параметров внутреннего состояния объектов используется самонастраивающаяся система управления с поиском предельного значения коэффициента сцепления,исц, Жесткая программа в систе ме заменена поиском наивыгоднейших областей или режимов работы, СУТ реагирует на знак величины дрсц/ дЯ, увеличивая или уменьшая тормозное давление для получения максимального качества работы систе мы. Однако данная СУТ не может быть использована в случае зацепления тормозным крюком эа трос.Известна система автоматического управления торможением колес самолета, ко- ЗО торая содержит датчики угловых скоростей, установленных на колесах, каждый из которых снабжен тормозным устройством, блоком управления торможением колес, выход которого соединен со входами электрогид роприводов торможения, Однако в случае значительных боковых отклонений ЛА от осевой линии посадочной площадки аэрофинишер не обеспечивает эффективного торможения при зацеплении эа трос. Эти 4 О отклонения появляются вследствие ошибок пилотирования, появления сложных метеоусловий и др. Летчик в момент зацепления крюка испытывает большую продольную перегрузку и не способен убрать боковые от клонения путем торможения колесами шасси, а также отключать силовую установку, Отсюда, при посадке ЛА на взлетно-посадочные полосы (ВПП) ограниченных (малых) размеров и под углом к оси ВПП 5 О возможно выкатывание ЛА за боковые границы, Посадка параллельно оси ВПП с боковым отклонением приводит к неравномерной (сверх расчетной) нагрузке на трос аэрофинишера, что вызывает его раз рыв. Цель изобретения - повышение вероятности посадки ЛА на палубу корабля в слажных метеорологических условиях путем вывода его на ось посадочной площадки.Поставленная цель достигается тем, что в системе управления торможением летательного аппарата при посадке на палубу корабля, содержащей два датчика угловых скоростей, установленных на колесах, каждый из которых снабжен тормозным устройством, блок управления торможением колес, выход которого соединен с входом первого электрагидропривода торможения, введены тормозной механизм крюков зацепления, трос аэрофинишера, блок включения питания,.второй электрогидропривод торможения, два тензодатчика, два усилителя, сумматор, три компаратора, устройство управления дроссельным краном, выполненное в виде последовательно соединенных блока, задержки, элемента НЕ, элемента И, электрогидропривода дроссельного крана и сумматора, второй вход которого соединен с ручкой управления двигателя, при этом блок управления торможением колес выполнен в виде четырех сумматоров, трех элементов И, генератора импульсов, ключевого элемента интегратора, блока дифференцирования, формирователя сигнала, соответствующего скорости свободнокатящегося колеса, и двух блоков реле, при этом выходы первого и второго датчиков угловых скоростей соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматораблока управления торможением колес и первым и вторым входами формирователя сигнала, соответствующего скорости свободнокатящегося колеса, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров блока управления торможением колес, вторые входы которых соединены с выходом первого сумматора, который через блок дифференцирования соединен с первым входом четвертого сумматора блока управления торможением колес, выход второго сумматора через первый блок реле соединен с первым входом ключевого элемента, выход третьего сумматора соединен с первым входом второго блока реле, второй вход которого соединен с выходом формирователя скорости свободного колеса, выход второго блока реле соединен с вторым входом четвертого сумматооа, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом ключевого элемента, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И блока управления торможением колес, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого компаратора, второй вход второго элемента И соединен с выходам второгогкомпаратора, выход третьего компаратора соединен с третьими входами первого и второго элементов И, первым входом третьего элемента И блока управления торможением колес и входом блока задержки устройства 5 управления дроссельным краном, второй вход элемента И которого соединен с блоком включения питания, который соединенс входом генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом третьего 10 элемента Ивыход которого соединен с вторым входом интегратора, выход первого тензодатчика через первый усилитель соединен с первыми входами сумматора, первого и второго компараторов, выход второго 15 тензодатчика через второй усилитель соединен с вторыми входами сумматора, первого и второго компараторов, выход сумматора соединен с входом третьего компаратора, при этом выходы первого и второго элемен тов И блока управления торможением колес соединены соответственно с первым и вторым электрогидроприводом торможения, каждый из которых соединен с тормозным устройством колес, причем тормозной меха низм крюка зацепления выполнен в виде симметричных тормозных крюков, скрепленных единой осью, гидроцилиндра выпуска тормозных крюков и демпфера колебаний, при этом внутренний шарнир 30 тормозного механизма соединен с гидроцилиндром выпуска тормозных крюков и демпфером колебаний, на внешней поверхности симметричных тормозных крюков установлены тензодатчики, а выход 35 блока питания соединен с гидроцилиндром выпуска тормозных крюков.На чертеже приведена принципиальная схема системы ав-аматического торможения, где обозначены; 1, 2 - датчики угловой 40 скорости ДУС), правый и левый; 3, 4 - колеса основных стоек шасси; 5, 6 - тормозные устройства колес; 7, 8 - первый и второй злектрогидроприводы; 9-11 - первый, второй и третий элементы И; 12 - блок управ ленив торможением колес; 13-16 - первый, второй, третий и четвертый сумматоры блоа управления торможением колес; 17 - дифференцирующее звено; 18 - интегратор;19 - ключевой элемент; 20 - генератор; 21 - 50 формирователь сигнала, соответствующего. скорости свободнокатящегося колеса; 22 - первый блок реле; 23- второй блок реле; 24, 25 - первый и второй тензодатчики; 26, 27 - первый и второй усилители; 28-30- первый, 55 второй и третий компараторы; 31 - блок задержки; 32 - элемент НЕ; 33 - . четвертый элемент И; 34 - электрогидропривод дроссельного крана; 35 - первый сумматор; 36 - дроссельный кран двигателей; 37 - второй сумматор; 38 - блок включения питания;39 - втулка; 40 - демпфирующее колебание;41 - гидроцилиндр выпуска тормозных крюков; 42 - трос аэрофинишера; 43 - тормозной механизм крюков зацепления; 44, 45 - два тормозных крюка зацепления, скрепленных единой осью.Система работает следующим образом.За несколько секунд до посадки на воздушном участке траектории летчик включает блок 38 для выпуска крюка 44 - 45 посредством гидроцилиндра 41, После этого включает на максимальное значение тягу двигателей с тем, чтобы при неудачном заходе и приземлении уйти на второй круг с такой тягой, При зацеплении крюка за трос 42 с неравными плечами в половинах крюка вызываются неравные изгибающие силы, которые воспринимаются тензодатчиком 24 и 25, сигналы которых усиливаются на блоках 26, 27 и подаются на сумматор 37 и компаратор 29, После сравнения с установленным напряжением И компаратор 29 выдает сигнал на элемент И 11 для запуска генератора импульсов 20, сигналы которого, пройдя блоки 18 и 19, поступают на элементы И 9, 10 и на электроприводы 7, 8 тормозных устройств 5, 6 колес 2, 4. САТ строится на основе использования тахогенераторов - ДУСов 1, 2, дифференцирующего 17 и интегрирующего 18 устройств с цепями коррекции, а также электрогидроприводов 7, 8, В контуре управления подстройка давления происходит по интегральному закону в зависимости от рассогласования ДУСов 1, 2, Контур 13 - 17 - 16 - 18-19 обеспечивает подстройку тормозного давления в соответствии с моментом сцепления колес, Пройдя интегратор 18 сигналы достигают значения, при котором срабатывает ключевой элемент 19, подающий сигнал для включения электрогидроприводов 7, 8 для растормаживания колес 3 и 4. При этом тормозной момент начинает уменьшаться, а угловая скорость в колеса увеличивается. Для плавното увеличения интенсивности торможения в зависимости от длины пробега и с учетом уменьшения износа пневматиков используется генератор импульсов 20, Генератор осуществляет скользящий режим работы тормозных устройств 5 и 6 и посылает импульсы на элемент И 11, на другой вход которой поступают импульсы с компаратора 29. Сигналы со схемы И 11 поступают на второй вход интегратора 8. Таким образом контур 13-17-16-18-19 обеспечивает подстройку уровня тормозного давЛения в соответствии с располагаемым моментом сцепления, Инерционность исполнительных агрегатов 7, 8 требует использования в1797242 10 15 20 25 30 35 сисеме нелинейного г реобразователя ошибки системы по скоросги. Для этого параллельно данному каналу включен канал 21 - 22-19, реагирующий на снижение скорости колеса и срабатывающий при повышении фиксированного проскальзывания Бдо, осуществляющий защиту от юза, когда бьстродействие канала недостаточно, Т,к, САТ относится к экстремальным системам с запаздыванием, то путем введения компенсации запаздывания можно уменьшить колебания в системе включением релейных блоков 22 и 23. Для повышения точности реализации зависимости р =1(Ч) требуется введение нелинейного блока 2-х переменных - блока 22, Формирователь сигнала, соответствующего скорости свободного колеса 21, выдается сигнал вк, который подается на 2 сумматора 14 и 15, где организуетсяоЬк = Ла.=м и далее подается на блоки реле 22 и 23. На блок 22 2-х переменных подается еще гй,к с блока 21. С помощью нелинейного блока 22 осуществляется связь напряжения на блоке 18 с положением рабочей точки на характеристике сцепления. Если она находится на левом склоне кривой рс (5). то интегратор заряжается и давление увеличивается, если на левой - то интегратор разряжается. Если скольжением 5 превышается значение Иг, срабатывает блок 23 и сигнал на входе электрогидроприводов 7, 8 обнуляется, что приводит к быстрому растормаживанию колес. Суммарный сигнал ускорений колес И, поступающий на вход интегратора 18, повышает динамические свойства САТ за счет компенсации инерционностей, Другой сигФормула изобретения 40.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЪНОГО АППАРАТА ПРИ ПОСАДКЕ НА ПАЛУБУ КОРАБЛЯ, содержащая два датчика угловых скоростей, установленных на колесах, каждый45 из которых снабжен тормозным устройством, блок управления торможением колес, выход которого соединен с входом первого электрогидропривода торможения, отличающаяся тем, что, с целью повышения вероятности посадки летательного аппарата на палубу корабля в сложных метеорологических условиях путем вывода его на ось посадоч ной площадки, в систему введены тормозной механизм крюков зацепления, трос аэрофинишира, блок включения питания, второй электро идропривод торможения, два тензодат ика два нал с блока в ключения 38 подается на элемент И 33 для подготовки схемы автоматики выключения двигателей ЛА (37-28-30. 31, 32, 33-35). Сигналы с тензодэтчиков 24 и 25, воспринимающие боковые составляющие сил на половинах крюка, поступают в усилители 26 и 27 и далее на компараторы 28 и 30. При сравнении сигналов при равноплечих концах троса и равенстве усилий в них с компаратора 29 и далее соединенных с ним блока задержки 31, "НЕ" 32, элемента И 33 будет выдаваться сигнал на отключение двигателей ЛА, Элемент задержки 31 не позволяет реагировать на крутые передние фронты, а даетвозможность согласовать настройку компаратора 29, Сигнал с компаратора 29 подается на электрогидравлический привод 36 и на дроссельный кран двигателей 36 подачи топлива. Другой сигнал с компаратора 29 подается на элемент И 11 для включения генератора импульсов 20, управляющего работой интегратора 18. Процесс посадки ЛА на палубу корабля как обязательный элемент включает уход на второй круг, который вследствие ограниченности полосы сопряжен с большими трудностями. Поэтому за несколько секунд до касания троса при полете ЛА на воздушном участке траектории летчик включает тягу двигателей на максимальное значение с тем, чтобы при неудачной посадке уйти на второй круг с максимальной тягой, Отключать двигатели необходимо во время пробега после зацепления за трос, когда развивается большое значение продольной перегрузки пх и летчик находится в условиях повышенной психологической нагрузки. усилителя, сумматор, три ком паратора, устройство управления дроссельным краном, выполненное в виде последовательно соединенных блока задержки, элемента Н Е, элемента И, электрогидропривода дроссельного крана и сумматора, второй вход которого соединен с ручкой управления двигателя, при этом блок управления торможением колес выполнен в виде четырех сумматоров, трех элементов И, генератора импульсов, ключевого элемента, интегратора, блока дифференцирования, формирователя сигнала, соответствующего свободнокатящегося колеса и двух блоков реле, при этом выходы первого и второго датчиков угловых скоростей соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора блока управления торможением колес и первым и вторым входами формирователя1797242 Составитель Л.ГрудинаТехред М,Моргентал Корректор М.Керецман Редактор Т,Шагова Эаказ 837 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 сигнала, соответствующего скорости и свободнокатящегося колеса, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров блока управления торможением колес, вторые 5 входы которых соединены с выходом первого сумматора, который через блок дифференцирования соединен с первым входом четвертого сумматора блока управления торможением колес, выход 10 второго сумматора через первый блок реле соединен с первым входом ключевого элемента, выход третьего сумматора соединен с первым входом второго блока реле, второй вход которого сое динен с выходом формирователя скорости свободного колеса, выход второго блока реле соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом интегратора, 20 выход которОго соединен с вторым входом ключевого элемента, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элемента И . блока управления торможением колес, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого компаратора, второй вход второго элемента И соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора соединен с третьими входами первого и второго элементов И, первым входом третьего элемента И блока управления торможением колес и входом блока задержки устрой ства управления дроссельным краном, второй вход элемента И которого сое- динен с блоком включения питания, который соединен с входом генератора импульсов. выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом интегратора, выход первого тензодатчика через первый усилитель соединен с первыми входами сумматора, первого и второго компараторов, выход второго пьезодатчика через второй. усилитель соединен с вторыми входами сумматора, первого и второго компараторов, выход сумматора соединен с входом третьего компаратора, при этом выходы первого и второго элемента И блока управления торможением колес соединены соответственно с первым и вторым электрогидроприводом торможения, каждый из которых соединен с тормозным устройством колес, причем тормозной механизм зацепления выполнен в виде двух симметричных тормозных крюков, скрепленных единой осью, гидроцилиндра выпуска тормозных крюков и демпфера колебаний, при этом внутренний шарнир тормозного механизма соединен с гидроцилиндром выпуска тормозных крюков и демпфером колебаний, при этом на внешней поверхности симметричных тормозных крюков установлены тензодатчики, а выход блока питания соединен с гидроцилиндрам выпуска тормозных крюков,