10.2. Улучшение характеристик продольной устойчивости и управляемости с помощью демпфера тангажа (дт)

82

Если расчетные величины превышают нормы, то необходимо подобрать автоматическое устройство, которое бы улучшало эти характеристики. Простейшим устройством такого типа является демпфер тангажа. Его уравнение упрощенно записывается в виде:

(руль высоты);

(поворотный стабилизатор);

;

.

Можно показать, что добавление этих уравнений к системе уравнений коротко-периодического движения самолета приводит к новому выражению для коэффициента затухания :

, где:

– по рисунку для руля высоты;

– см. формулу выше;

– для поворотного стабилизатора.

Н

83

еобходимо задаться рядом значений (в диапазоне ) и рассчитать ряд новых величин и соответственно новых значений параметров . В результате расчетов подбирается значение передаточного числа демпфера тангажа ,обеспечивающее наилучшее соответствие параметров переходного процесса нормируемым значениям.

10.3. Динамические характеристики управляемости

Если в правую часть уравнения коротко-периодического движения самолета внести в качестве возмущения константу – скачкообразное изменение положения руля высоты или стабилизатора (т.е. управляющее воздействие), то .

Управляемость принято рассматривать, если произвести замену на перегрузку :

,

.

Р

83

азделив обе части уравнения на , получим:

, здесь:

– постоянная времени;

– относительный коэффициент демпфирования;

– коэффициент усиления самолета по перегрузке;

– градиент руля по перегрузке.

Анализ решения уравнения такого типа (относительно ) рассмотрен ранее однако переходный процесс имеет несколько другой вид: при ступенчатом отклонении руля высоты вверх с целью создания положительной перегрузки в первый момент проявляется сила на руле высоты , направленная вниз, что создает «просадку» по перегрузке.

84

1 время просадки,

2 время срабатывания,

3 время переходного процесса,

4 заброс.

10.4. Основные показатели управляемости – усилия P и перемещения Х, создаваемые летчиком на ручке управления;

Н

85

ормируются их величины для создания .

86

87

88

Практическая работа №1

О

89

пределение основных характеристик систем продольного управления

1. Измерение зависимости стабилизатора от

2. О

   89А

   пределение зависимости усилий на ручке управления от перемещения ручки

Летчик создает реальное усилие и двигает ручку управления по тангажу с обычной скоростью и останавливает ее на расстоянии , , от нейтрали при движении на себя (кабрирование) и от себя (пикирование).

– зона нечувствительности

1. Замер зоны нечувствительности

2. Градиент усилия по перемещению

3. Статические характеристики системы управления

Практическая работа №2

О

90

пределение динамических характеристик системы аварийного управления

Оборудование:

- натурный самолет, ручка управления по тангажу с дополнительным загружателем;

- механическая проводка управления от ручки к бустеру стабилизатора;

- действующий гидроусилитель стабилизатора от стендовой гидросистемы

- имитация воздушной нагрузки на стабилизатор с помощью пружинного устройства

Ручка управления перемещается пилотом в колебательном движений близком к синусоиде.

90А

1. - запаздывание

2.

3. - фазовое запаздывание.

Результаты исследования динамики разомкнутой системы используются в предполетном моделировании динамики самолета. Также значения фазовых запаздываний используются для принятия решения на качественном уровне.

Практическая работа №3

О

91

пределение динамических характеристик устойчивости и управляемости

Собственные колебания самолета:

;

Перепишем предыдущее уравнение в следующем виде:

.

Решение уравнения записываем в виде синусоиды, где амплитуда и фаза постоянные.

Относительная величина:

.

,

где - сдвиг фазы,

по исходным данным определяем:

,

- базовая недемпфированная частота

Постоянная времени:

91А

.

Квадрант опорной частоты:

,

где - запас продольной статической устойчивости с учетом демпфирования (запас по перегрузке).

Коэффициент относительного демпфирования:

.

- для Ту-154.

Коэффициент демпфирования:

.

- зависит от аэродинамики.

Применим демпфер тангажа (если процесс не укладывается в нормы), который воздействует на величину : изменение учитываем путем задания различных значений , при этом решение уравнения короткого периода будет находиться при разных значениях .

92

93

94

95

50

96