Опис системи штовхача штурвалу

Вихідні сигнали. Система використовує для своєї роботи сигнали, сформовані рухом потоку повітря відносно профілю крила, і, відповідно, безпосередньо зв'язані з головним параметром, який визначає зрив, – кутом атаки.

Ці сигнали проходять через всі головні ланцюги керування системи і поступають на виконавчі пристрої вібратора штурвальної колонки і автомата-штовхача. Крім того, ці сигнали вводяться в систему автоматичного запалювання двигунів, оскільки, як було встановлено, передуючий зриву типу бафтинг може призвести до відмови двигунів.

Система датчиків сигналів. Зміна кута атаки здійснюється флюгерними пристроями, які відхиляються потоком. Ці датчики встановлюються з обох сторін фюзеляжу. Сигнал кута атаки з флюгерних датчиків формує командний сигнал в систему при перевищенні кута атаки літака понад визначеної величини.

Як тільки кут атаки літака стане менше визначеної величини, командний сигнал на спрацювання штовхача пропадає.

З кожної сторони фюзеляжу встановлюються по два флюгерні датчики, які з метою підвищення надійності працюють на дві повністю незалежні системи. Подальший розподіл функцій заключається в тому, що один з датчиків з кожної сторони фюзеляжу використовується в системах вібратора штурвальної колонки і автоматичного запалювання двигунів, а другий – в системі автомата-штовхача. З метою захисту від хибних спрацювань сигнал на спрацювання штовхача може пройти на виконавчий пристрій штовхача тільки в випадку, якщо цьому сигналу передував сигнал на спрацювання вібратора.

Вслід за цим сигналом формується сигнал на спрацювання вібратора, який для збереження належного запасу до зриву вже включає в себе член, пропорційний швидкості зміни кута атаки. Цей сигнал поступає в блок, в якому він коректується з врахуванням конфігурації літака (тобто з врахуванням положення закрилків), а потім поступає в блок приоритетної селекції. Функцією цього блоку є пропускання одного із сигналів і затримку іншого (в резерві), у випадку, якщо на вхід цього блоку сигнали з обох бортів літака поступають одночасно. Сигнал, що пройшов через цей блок, поступає на вібратори штурвальної колонки і на блок підготовки до спрацювання системи автомата-штовхача.

Система по своїй природі відноситься до систем електроживлення і керування. Це відноситься до великої частини вузлів системи - від датчиків кута атаки до виконавчого циліндру штовхача. Сам циліндр штовхача працює від пневматичної системи. Системи автоматичного запалювання і вібратора штурвальної колонки працюють від електросигналів. Всі елементи системи розраховані на роботу в самих важких атмосферних умовах і дякуючи відповідному захисту забезпечують задовільну роботу.

Пневмосистема для виконавчого циліндру штовхача (див. креслення НАУ 13.22.99.08). Ця система досить проста. Зі спеціального балона високого тиску (поз. 11) подається азот через вентиль (поз. 10) і попадає на редуктор 669300Б-14 (поз.9), який служить для пониження тиску повітря і підтримання постійного тиску повітря в системі, яку він живить. Проходячи через акумулятор низького тиску (поз.7), азот попадає на керований від СШШ (поз. 15) електропневмоклапан (поз. 5). Якщо цей клапан відкритий ланцюгами керування штовхача, то тиск подачі поступає в виконавчий циліндр штовхача (поз.1) (див. рис. 2.2). При спрацюванні електропневмоклапана (поз. 5) в положення скидання тиску тиск в порожнинах циліндру негайно стравлюється. Аварійне відключення пневмосистеми штовхача здійснюється за допомогою ручного крану (поз. 3), встановленого на пульті лівого пілота.

Електросистема забезпечує керування штовхачем по електричному сигналу від СШШ і містить блок керування (поз. 15), а також перемикач (поз. 16) і кнопку (поз. 17). Перемикач вмикає і вимикає систему керування штовхачем, а кнопка призначена для здійснення контрольного спрацювання штовхача. Електроживлення системи забезпечується від основного джерела струму.

Рис. 2.2. Загальний вигляд та габаритні розміри штовхача штурвалу

Рис. 2.3. Датчик системи сигналізації

1 – мембрана; 2 – шток; 3 – пружина нижня; 4 – пластина; 5 – пружина верхня;

6, 7 – контакти

- табло " ШТОВХАЧ ВІДКАЗ", яке запалюється при наявності сигналу від датчика (поз. 2) і при відсутності сигналу від СШШ;

- сигнал від датчика (поз. 2) подається в аварійний регістратор;

- табло " ШТОВХАЧ ГОТОВ.", яке запалюється при ввімкненні системи перемикачем (поз. 16).

Колір табло (поз. 18) – жовтий, (поз. 19) – червоний. Запалювання табло " ШТОХАЧ ВІДКАЗ" і " ШТОВХАЧ ВИМКНИ" повинно супроводжуватись сигналом ССО.

Система сигналізації включає:

- табло " ШТОВХАЧ ВІДКАЗ", яке запалюється при відсутності сигналу від датчика (поз. 8) або по зняттю сигналу справності СШШ, або при наявності сигналу від датчика (поз. 6). Сигналізатор тиску термостійкий типу МСТ (поз.2, 6, 8) призначений для замикання або розмикання електричних ланцюгів при досягненні в системі заданих тисків нейтральних рідин та газів. Схема такого датчика показана на рис. 2.3.

2.4. Основні технічні характеристики системи

2.4.1. Тип системи – електропневматична

2.4.2. Спрацювання штовхача при випробуваннях – багаторазове (не менше 5...6), що забезпечує виконання в одному польоті декількох виходів на великі кути атаки.

2.4.3. Номінальне зусилля штовхача, приведене до штурвалу – 30±2 кгс.

2.4.4. Час наростання зусилля на штурвалі від 0 до 30 кгс при спрацюванні штовхача – не більше 0, 2 с.

2.4.5. Час зменшення зусилля від штовхача на штурвалі до нуля при його вимкненні – не більше 0, 6 с.

2.4.6. Пневмосистема.

2.4.6.1. Робоче середовище – азот.

2.4.6.2. Балон високого тиску (поз. 11):

- об'єм, л, не менше – 16;

- номінальний тиск зарядки, кгс/см – 150+10;

- мінімальний тиск розрядки, кгс/см² – 40-10.

Примітка. Вказаний мінімальний тиск розрядки балона контролюється по манометру (поз. 4), встановленому на пульті лівого пілота.

2.4.6.3. Акумулятор низького тиску (поз.7):

- об'єм, л, неменше – 2;

- номінальний тиск, кгс/см² –15.

Примітка. Вказаний номінальний тиск в акумуляторі низького тиску забезпечується регулюванням редуктора (поз.9) і буде уточнено в діапазоні 10...20 кгс/см² при відпрацюванні системи.

2.5. Приклад розрахунку основних параметрів штовхача штурвалу

Визначаємо потрібне зусилля, яке розвиває шток штурвала. Для цього складемо спрощену кінематичну схему зв’язку штоку зі штурвальною колонкою, яка повинна давити на пілота з силою 30 кгс/см².

Складемо рівняння рівноваги моментів сил навколо осі обертання штурвальної колонки.

Виходячи з умов, за яких час повертання штовхача у вихідне положення після початку стравлювання азоту з циліндру не повинен перевищувати 0, 6 с, приймаючи до уваги силу тертя між штоком і циліндром, визначаємо необхідні зусилля, які розвиває пружина і будуємо її характеристику P _пр = f (x _шт) (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Характеристика пружини

З конструктивних і компонувальних міркувань приймаємо діаметр поршня Д = 40 мм.

Площа поршня: S = π d ²/4= 3.14*4²/4=12.56 см².

Необхідний тиск в циліндрі штовхача:

Р = Р₅+Р_пр/8 = (144, 7+30)/12, 56 = 13, 9 кгс/см².

Описана вище система за основними принципами аналогічна тим, що використовуються зараз на деяких типах сучасних літаків. Зараз накопичується все більш багатий досвід по обслуговуванню та надійності цих систем, і цей досвід в значній мірі підтверджує правильність тих принципів, які були закладені в основу проектування цих систем