Система керування ATR-72

Вступ

Системи з безпосереднім керуванням рульовими поверхнями літака застосовуються в теперішній час в основному на невеликих літаках з відносно невеликими дозвуковими швидкостями польоту. Відхилення рульових поверхонь на цих літаках здійснюється за рахунок мускульної сили пілота за допомогою механічної передачі.

Керування літаком при пілотуванні його пілотом здійснюється з допомогою важелів керування. На основі набутого досвіду прийнято, що поздовжнє та поперечне керування на легких маневрових літаках здійснюється з допомогою поздовжніх та поперечних переміщень ручки керування, встановленої між колінами пілота, а на важких і неманеврових літаках – за допомогою штурвальної колонки та встановленого на ній штурвалу.

Для полегшення процесу керування механічна передача проектується завжди таким чином, щоб напрямок руху командних важелів співпадав з необхідним напрямком повороту літака, тобто виконувалось відоме " правило знаків".

В системах з безпосереднім керуванням рульовими поверхнями літака передача сигналу керування від важеля керування пілота до рульової поверхні може бути виконана за допомогою тросів (канатів), стрічок або інших гнучких елементів. В змішаній проводці застосовуються комбінації елементів гнучкої та жорсткої проводок. В теперішній час застосовується в основному змішана проводка.

На сучасних літальних апаратах (ЛА) жорстка проводка застосовується, в основному, в місцях, де за умовами забезпечення кінематичного зв’язку між елементами системи керування і компоновкою їх на літаку необхідні багаточисленні з'єднання та зміни напрямку траси проводки. Це тому, що тросова проводка при однаковій кількості перехідних елементів має велике тертя і вимагає підвищеної уваги в експлуатації. А довгі прямі ділянки без зміни напрямку виконуються з тросової проводки. Треба також відмітити, що ділянки тросової проводки легше дублюються, що важливо для забезпечення практичної безвідмовності системи керування.

Зі збільшенням розмірів літаків тертя може досягати таких величин, при яких суттєво погіршується керованість та стійкість літака, а також підвищується втомлюваність пілота. В зв’язку з цим особлива увага при розробці тросової проводки приділяється питанню зниження тертя.

Другою, не менш важливою проблемою, є забезпечення потрібної жорсткості проводки, що дозволяє зберегти ефективність керування при навантаженні проводки шарнірним моментом. Основним фактором, що впливає на тертя та жорсткість тросової проводки, є величина попереднього натягу тросу. Задаючись величиною попереднього натягу, вирішується супротивна задача, так як зміна цієї величини забезпечує зниження тертя при одночасному підвищенні жорсткості, або навпаки.

Для порівняння між собою систем керування літаків минулих поколінь і систем керування, які застосовуються в сучасних повітряних судах (ПС) розглянемо спрощені схеми систем керування Foker-50. ATR-42, Saab-2000.

Система керування ATR-72

Система керування літаком забезпечує керування рулями, елеронами і тримерами, стопоріння рулів та елеронів на стоянці, керування поворотом коліс передньої опори шасі та гальмами коліс основних опор.

Керування рулями та елеронами – подвійне, тобто може здійснюватись з місць обох пілотів. Для забезпечення синхронності керування штурвал та педалі лівого пілота кінематичне зв'язані зі штурвалом та педалями правого пілота. Штурвал та педалі змонтовані на загальному пульті керування, встановленому на полу кабіни пілотів під приладовою дошкою. На цьому ж пульті розміщені редукційні гальмівні клапани та змонтовані механізми їх приводу від педалей, а також механізм стояночного гальма.

Проводка керування рулями та елеронами являє собою систему тяг і качалок. Рульова машинка системи керування елеронами встановлена на задньому лонжероні центроплану.

Керування рулями висоти, напрямку та елеронами здійснюється з пульту керування, встановленого перед кріслами пілотів. Ліва та права штурвальні колонки насаджені на трубу, синхронізуючу керування від лівого та правого пілотів. Разом з цією трубою колонки повертаються навколо осей. В нижніх частинах колонок є важелі, які опираються в завантажувальні пружини при відхиленні колонок вперед на хід, відповідний відхиленню руля висоти вниз на кут, більший 3°. Таке завантажування штурвалів запобігає виведенню літака на небезпечні перевантаження.

При розстопоренні рулів один зі штурвалів необхідно притримувати, так як штурвали різко відкидаються в сторону пілотів стисненими завантажувальними пружинами.

Керування елеронами здійснюється поворотом штурвалу навколо осі труби. Поворот штурвалу через кардан передається зубчатому механізму всередині головки штурвальної колонки. Потім рух передається через качалку на тягу. Качалка зв'язана однією тягою зі штурвалом лівого пілота, а другою з штурвалом правого пілота, чим забезпечується керування елеронами обома пілотами.

Незалежність відхилення руля висоти та елеронів забезпечується збігом геометричної осі гойдання штурвальних колонок з осями тяг керування елеронами.

Педалі правого пілота зв'язані з валом так само, як педалі лівого пілота; таким чином, вал синхронізує керування рулем напрямку від лівого та правого пілотів.

В процесі керування рулем напрямку рамка разом з педаллю і секторною качалкою повертається навколо труби. В процесі керування гальмами коліс педаль повертається навколо осі труби.

При ввімкненому автопілоті обертання зірочок рульових машин викликає поворот секторів-качалок та переміщення проводки керування рулями. При вимкненому автопілоті рульові машинки не перешкоджають ручному керуванню.