Техника вертикального взлета и посадки (Хафер К., Закс Г., 1985 - Техника вертикального взлета и посадки), страница 18

гз г Рис.3.2.9. Путевое управление посредством дифференциального отклонения подьемнык двигателей на самолетеЪз !01 С. У самолета Ъд 1О1 С-Х1, как уже упоминалось, тягу иа режиме висения создают три пары двигателей одинаковой мощности. Для него г„= гид'3, гуг, = з, и линеаризоваиное выражение для ускорения по рысканию имеет следующий вид: 2 йз г = — — з[пп Лггв 3 .з гг Отклонение двигателей в противоположные стороны для создания путевого управляющего момента оказывает влияние и на вертикальную составляющую тяги.

Для приращения 'Лгв вертикальной составляющей тяги справедлива формула Лг''г =- г,а (з)п (ог — Ло) + з(п (па+ Ло) — 2 ып оо), так что относительные потери в тяге равны — 2(соз Ло — 1) ж — Лоз. арг ргга!пог (3.2.6) Отсюда следует, что относительные потери тяги для обычно малых значений ! Лп ~ пренебрежимо малы. В табл. 3.2.3 приведены ве- личины потерь для некоторых типичных значений Лоо. тпги. тоиь Глава 3 104 Таблица З.л.а. Потери в вертикальной гоставляюшей силы тяги при дифференпиальном отклонении подъемных двигателей ! 0,010 ~ 0,14 0,30 Ьрв/(У~о 5!п оо) и вызывает угловое ускорение по рысканию ЬР1 удв г = — 2 — — соз'ао. 1И в Отклонение двигателей прн путевом управлении приводит к возникновению перекрестного поперечного момента. Отсюда следует линеарнзованная формула для углового ускорения по крену: (3.2.9) (3.2.

10) ЛЕ = — Егсудв [5[п (а, + Лат — 51п (ас — Ла)[. Для устранения нежелаемой перекрестной связи между поперечным и путевым управлением необходимо совместное действие обоими видами управления. С учетом требований г = 0 при поперечном управлении и р — 0 при путевом управлении и соответствующих формул (3.2.7) и (3,2.9), (3.2.5) н (3.2.10) получаем лннеарнзованные выражения управляющих воздействий для совместного поперечного управления Г=О 1 Ла — с1паа ЬР1 Е,о (3.2.

11а) и совместного путевого управления р = 0 1 — = — Ла с1п ас. Ьрг Ров (3.2.11б) иии. ооКЬ-1а.врЬ. Устранение перекрестной связи между путевым и поперечным управлением на СВВП с поворотными двигателями. При углах отклонения двигателей, отличающихся от а, = 90', как в случае поперечного управления посредством дифференциального изменения тяги, так и в случае путевого управления посредством дифференциального отклонения двигателей, возникает перекрестный момент относительно второй осн. Этот эффект является нежелательным, так что его необходимо соответствующим образом скомпенсировать.

Перекрестный путевой момент, возникающий при поперечном управлении, равен ЛЬ1 =- — 2ЛЕ1уд, соз а, 1оо Создание упроаллтоп1пх сал и момгатоа На самолете Ъ'3 101 С поперечное и путевое управление осуществляется поворотом мотогондол. При этом на вход сервопривода вводится отрицательная поправка с коэффициентом з1п и, учитывающая аэродинамическую составляющую рулей в фазе переходного полета от висения к поступательному движению, что необходимо для сохранения постоянным суммарного управляющего момента от различных органов управления. Пример вышеназванных экспериментальных СВВП показывает полную работоспособность систем управления с дифференциальным изменением тяги.

Основное преимущество этого метода заключается в отсутствии дополнительных управляющих устройств и трубопроводов. Интересным является тот факт, что на самолете Ро 231 предусмотрено продольное управление посредством дифференциального изменения тяги 131, тогда как на Ро 31 продольное управление осуществляется при помощи струйных рулей. Это показывает, что на опыте эксплуатации Ро 31 был сделан вывод о преимуществе управления посредством дифференциального изменения тяги. Другие существенные преимущества этого метода раскрываются иа примере использования так называемого аотрицательного управления», которое описано в равд.

4.3.10. ллю Рис. Зли10. Струйные рули путевого управления самолета УАК 191 В. а — сопла открыта. па крыта. а»дула б — сопла тат»с токь- а.арь.гп Э.2.2. Струйные рули Общие соображения. Наиболее простой способ получения управляющих моментов заключается в выпускании сжатого воздуха из сопел (струйных рулей), расположенных на достаточно большом расстоянии от центра тяжести самолета.

Рис. 3.2,10 наглядно показывает простоту такого способа на примере струйного руля путевого управления самолета Ъ'АК 191 В. Создание управляющих моментов при помощи струйных рулей практикуется не только у СВВП. В некоторых случаях самолеты специального назначения, Г 1ааа 3 например высотный самолет Х-15 фирмы «Норт Америкен», также оснащаются струйными рулями. Отдельную область применения представляют собой космические корабли и спутники, где струйные рули служат для создания управляющих моментов. Главным соображением при размещении струйных рулей является обеспечение максимума плеча силы относительно соответст- Рис.

3 2.11. Кинематичесьая связь струйного руля поперечного управления с элероном на самолете тТО фирмы «Белль 1! В] 1 — струйный руль поперечного упрввлення, У вЂ” енсольная нервюре крыла, 3 — СОЕ днннтельнея тяга, « — элероН Рис. 3.2.12. Система струйного управления самолета «Харриер» 141 1 — тангенс. 7 — «рен, а — трубопроводы сжатого вохдухе. 4 — хрен! 5 — твнгем н нурс вующей оси самолета. Таким образом, струйные рули устанавливаются на коипах крыла, а также в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. В большинстве случаев заслонки струйных рулей кинематически связаны с соответствующими аэродинамическими органами управления, которые в свою очередь связаны с ручкой (штурвалом) и педалями управления в кабине летчика.

На рис. 3.2.11 на примере поперечного управления самолета ЧТО фирмы «Белл» показана кииематическая связь струйного руля и аэродинамического органа управления. Относительно простую систему струйного управления имеет СВВП «Харриер». Ее схема, точное изображение для серийного самолета Р 1227, представлена на рис. 3.2.12. При нейтральном положении ручки и педалей управления струи сжатого воздуха из сопел продольного и поперечногО управления направлены верти- иии то!«Ь !а зрЬ гн 107 соэдание упрпвллюи!их гил и моментов кально вниз, а из сопел путевого управления — в противоположные стороны в горизонтальной плоскости.

Поперечное управление осуществляется путем направления реактивной струи сжатого воздуха вверх на том крыле, которое должно опускаться вниз для создания нужного угла крена. Продольное и путевое управления осуществляются закрытием сопла на одном из соответствующих струйных рулей. Струйные рули питаются сжатым воздухом, отбираемым от двигателя только в том случае, если поворотные сопла двигателей отклонены вниз не менее чем на 20'. Рнс. Зли!3. Расположение струйных рулей н трубопроводов сжатого во»- духа в системе управления самолета тгАК 191 В 1131 1 — струйный руль курса 1; 2 — струйный руль курса 2, Э вЂ” струйный руль тангажв !б, 4 — задний оодъеыныи двигатель 8 — струйный руль крена эа,б — струйнын руль крене !а. 1 — нодъенно-маршевый двигатель 8 — передний оодъеыиый двигатель, Р— струй.

ный рувь таигажа !а, 18 — струнныи Руль тангажа 2а, 11 — поворотные сопла, 12— струйный руль крена !б. 18 — струйный руль крена, 2б, 14 — струйный р ль твнгажа йб. Другим интересным примером является система струйного управления СВВП ЧАК 191, которая предусматривает особые меры для обеспечения безопасности в случае отказа одного из органов управления (рис. 3.2.13). На этом самолете, который в отличие от «Харриера» наряду с главным подъемно-маршевым имеет еще два подъемных двигателя, в снабжении системы стр)йного управления сжатым воздухом участвуют все двигатели.

На рис. 3.2.!3 видно, что все струйные рули дублированы. Это гарантиртет работоспособность системы управления угловым положением самолета при отказе одного из подъемных двигателей, хотя в данной ситуации приходится отключать и второй подъемный двигатель Аналогично благодаря дублированию струйных рулей обеспечивается работоспособность системы управления при отказе подъемяо-маршевого двигателя. В табл. 3 2.4 указан порядок снабжения струйных рулей сжатым воздухом от соответствующих двигателей. Рис.

3.2.13 одновременно наводит на мысль о сравнительно больших потерях давления прн подаче сжатого воздуха от двигателей по длинным магистралям к струйным рулям. Таким образом, с учетом потерь на трение о стенки сечение трубопроводов должно жжж то!1Ь-!а г~~ !оз Глава 3 Таблица 3.2.4. Струйные рули СВВП тЛК !9! В н двигатели источники нх питания Струйные рули тантала Струйные рули курса Струйные рули крена Источник питания сметы» нотдухом сопла сопла ! ! 2 ! сопла сопла 2 Подъемно-маршевый двигатель КВ !93 Потери в тяге при работе струйного руля. Сжатый воздух для питания струйных рулей отбирается от компрессора двигателя. Расход воздуха имеет место даже в том случае, когда иет необходимости в создании управляющих моментов, поскольку обычно при нейтральнол! положении рычагов управзеиия сжатый воздух из струйных рулей выпускается вертикально вниз.

Таким образом, хотя импульс от струй холодного воздуха в значительной степени способствует прирзщению вертикальной тяги, все же потери в тяге возникают вследствие того, что воздух, необходимый для работы тттттт.чойЫа.нрь. ги выбираться достаточно большим. К тому же трубопроводы должны быть изолированы. На самолете По 31 струйные рули применяются только для продольного управления 191. Сжатый воздух от двух подъемно-маршевых двигателей типа «Пегас» через трубопроводы подводится к спаренным струйным рулям, расположенным в хвостовой части фюзеляжа. В соответствии с положением ручки управления струя сжатого воздуха направляется вверх или вниз. При нейтральном положении ручки управлении подача сжатого воздуха в верхние и нижние сопла распределяется равномерно.