САУ 11

1.

ТЕМА 2.3. УЛУЧШЕНИЕ
САМОЛЕТА.
УСТОЙЧИВОСТИ И УПРАВЛЯЕМОСТИ
Лекция 11. СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО УЛУЧШЕНИЯ
УСТОЙЧИВОСТИ
Средствами автоматического улучшения устойчивости являются :
автоматы продольной устойчивости;
автоматы боковой устойчивости;
Общей особенностью является отклонение руля при
возникновении перегрузок относительно соответствующей связанной
оси самолета.
На современных самолетах автоматы демпфирования и
устойчивости комплексируются в единой системе и работают
одновременно и согласованно.
1

2.

2.3.1. Автоматы продольной устойчивости.
Автомат продольной устойчивости (АПУс) - средство автоматического
управления, обеспечивающее повышение устойчивости самолета по углу атаки и
нормальной перегрузке на всех этапах полета путем отклонения руля высоты при
возникновении приращения угла атаки или избыточной нормальной перегрузки.
Простейшие автоматы продольной устойчивости
вАПУ k
вАПУ k n y n y
Δny=ny-1
Автомат продольной устойчивости + демпфер тангажа
вАПУ k z z k n y n y
2

3.

При совместном управлении
в вP вАПУс
Функциональная схема автомата продольной устойчивости
3

4.

Влияние АПУс на устойчивость и управляемость.
.
Повышается степень продольной статической устойчивости по
перегрузке:
mz m z в вАПУс m z в kny ny
пАПУс (
dc ya
)V const п
kny m z в
c ya
п пАПУс
пАПУс п
Улучшается динамическая устойчивость продольного движения
dmRz
T
снижается колебательность продольного КППД
к
уменьшается длительность переходных процессов КППД;
увеличивается частота продольных КППД
к
t кзат
АПУс позволяет возвращать самолет к исходному режиму полета по перегрузке .
Для простейших законов управления по перегрузке вАПУс kn ny контур
y
стабилизации статичен.
4

5.

а)
б)
Переходные процессы в контуре угловой скорости тангажа и нормальной
перегрузки при кратковременном внешнем возмущении:
а – свободный самолёт;
б – при включённом автомате продольной устойчивости
Основной недостаток автомата продольной устойчивости - уменьшение
эффективности управления рулем высоты от колонки штурвала, так как
отклонение руля высоты автоматом вАПУс вычитается из отклонения руля
высоты пилотом вр
Это приводит к уменьшению интенсивности вертикального маневра.
5

6.

Для обеспечения астатизма управления при длительных внешних
возмущениях
в
закон
управления
АПУс
вводят
сигнал,
пропорциональный интегралу от избыточной нормальной перегрузки
Астатичный ЗУ АПУс
в k z
T z p
T z p 1
z k n y n y
k ny
p
n y
Структурная схема астатичного автомата продольной устойчивости
6

7.

2.3.2. Автоматы боковой устойчивости.
Автомат боковой устойчивости (АБУс) - средство автоматического
управления, обеспечивающее повышение устойчивости самолета по
углу скольжения и боковой перегрузке на всех этапах полета путем
отклонения руля направления при возникновении приращения угла
скольжения или боковой перегрузки.
Простейшие автоматы боковой устойчивости
АБУс
н
k
АБУс
н
knz nz
Автомат боковой устойчивости + демпфер рыскания
нАБУс k y y knz nz
АБУс сохраняет исходный режим полета по углу скольжения и боковой
перегрузке. Например при развороте АБУс обеспечивает координированный
(без скольжения ) разворот самолета, отклоняя руль направления для
компенсации скольжения.
7

8.

При совместном управлении
н нр нАБУс
Unz=1
ДУС
ΔδнАБУ Δδн
Uн
U у
С
У
ИМ
На РН
РПδн
В
Unz
Uос
ДЛУ
Δδнр
ДОС
РАδн
ВАБУ
СПδн
Функциональная схема автомата боковой устойчивости
8

9.

Влияние АБУ на устойчивость и управляемость.
.
Повышается степень путевой статической устойчивости по
углу скольжения:
(m у ) АБУс (m у )
Улучшается динамическая устойчивость бокового движения
T
снижается колебательность бокового КПД
к
уменьшается длительность переходных процессов КПД;
к
увеличивается частота боковых КПД
t кзат
АБУс позволяет возвращать самолет к исходному режиму полета по
перегрузке .
Для простейших законов управления по углу скольжения
контур стабилизации статичен.
Основной недостаток автомата боковой устойчивости эффективности путевого управления от педалей.
Это приводит к уменьшению интенсивности бокового маневра.
н kβ
уменьшение
9

10.

Астатизма можно добиться либо применением в законе управления
интегральной составляющей при ЖОС сервопривода (смотри ЗУ АПУс),
либо использованием скоростной обратной связи в сервоприводе. При этом
для сохранения демпфирующих свойств в контуре используют производную
от угловой скорости
y
y k nz n z
p н k y
Структурная схема автомата боковой устойчивости САУ-62 и САУ-86
10