Электродистанционная автоматическая система штурвального управления, как составная часть работы рулевых поверхностей

Функционально АСШУ делится на основной и резервный контуры. В свою очередь основной контур состоит из продольного (три блока БВУУ-1-3) и бокового (три блока БВУУ-1-5) каналов. Резервный контур выполнен в виде трех аналоговых блоков БУК-8-1. Для предполетного контроля, а также для проведения технического обслуживания системы АСШУ и целостности линий связи АСШУ с системами СДУ и ПАБ-204 используется вычислитель БВУУ-1-4 совместно с пультом ППО-5-1.

Вычислители продольного и бокового каналов включают в себя:

- микро-ЭВМ, состоящей из процессора (ПР), оперативной (ОЗУ) и постоянной (ПЗУ) блоков памяти

- преобразователи аналоговых сигналов  в цифровые (АЦП) для приема сигналов с датчиков АСШУ и смежных систем,

- преобразователи цифровых сигналов  в аналоговые (ЦАП) для выдачи  управляющих сигналов в смежные  системы,

- устройства разовых команд (УРК) для приема из смежных систем  и выдачи в смежные системы  разовых команд (используется два  типа разовых команд - “27В - разрыв”  и “Замыкание на корпус - разрыв”)

- приемники цифровых сигналов  биполярного кода (УБК) двух типов: скорость приема информации 100 кбит/с  и 12,5 кбит/с,

- передатчики цифровых сигналов  биполярного кода (УБК) двух типов: скорость передачи информации 100 кбит/с и 12,5 кбит/с

Вычислители продольного и бокового каналов обеспечивают вычисление управляющих сигналов, а также непрерывный автоматический контроль входящих в АСШУ блоков, входной и выходной информации. Время вычисления от приема входной информации до выдачи результатов  в смежные системы составляет 0,05с (20 раз в сек).

АСШУ обеспечивает в соответствии с заданными алгоритмами формирование электрических сигналов управления рулевыми поверхностями при штурвальном управлении самолетом по тангажу, крену и курсу по сигналам с датчиков положения левого и правого миништурвалов для управления по тангажу и крену, педалей для управления по курсу.

    АСШУ обеспечивает формирование  электрических сигналов управления  рулевыми поверхностями также  и при автоматическом и совмещенном  режимах управления.

Так как функционально и аппаратурно продольный и боковой каналы основного контура АСШУ построены одинаково, то их работа будет описана на примере продольного канала.

Канал состоит из трех идентичных подканалов

Сигналы с датчиков ДПС-6, ДУСУ-М, ДЛУК-3, dз, dпр и т.д.  поступают на аналоговые входы вычислителей продольного (бокового) канала. С помощью аналого- цифрового преобразователя сигналы с датчиков преобразуются и выдаются в микро-ЭВМ в виде двоичного кода. По каналам межмашинного обмена между вычислителями продольного (бокового) канала входные сигналы с датчиков сравниваются между собой и при наличии рассогласовании по величине сигнала выше порогового значения неисправный датчик от вычислителя отключается. Одновременно на цифровые входы поступает информация в биполярном коде от смежных систем о текущих значениях сигналов Vпр, Vист, М, nдв, G, a, u, Хт. После преобразования в устройстве биполярного кода сигналы от смежных систем в виде двоичного однополярного кода поступают в микро-ЭВМ.

Разовые команды обжатия шасси, реверса, малого газа, балансировки, синхронизации,

ОТКЛ АП, РУД1>59°, РУД2>59° поступают в устройство разовых команд и преобразуются в двоичный код и затем в микро-ЭВМ.

Изменение балансировки должно происходить:

а) для элеронов и руля направления - при подаче в АСШУ двух одноименных разовых команд от сдвоенных переключателей соответственно по крену и курсу

б) в продольном канале автоматически через отклонение стабилизатора

Микро-ЭВМ производит вычисление сигналов управления в соответствии с законами управления, осуществляя при этом контроль как входных, промежуточных, так и выходных сигналов.

В случае недостоверности какого-либо выходного управляющего сигнала снимаются сопровождающие его разовые команды исправности и даже если сам управляющий сигнал по каким-либо причинам не снялся, система СДУ при снятии разовых команд исправности этот управляющий сигнал дальше не пропускает и исключает его из управления.

Один отказ в продольном и боковом каналах управления АСШУ не приводит к изменению характеристик системы управления по тангажу, крену или по курсу, и поэтому не сопровождается сигнализацией для пилотов. Одиночный отказ фиксируется в МСРП и кадре БЛОКИ КИСС и устраняется при обслуживании на земле.

При двух  отказах одноименных входных сигналов либо происходит реконфигурация алгоритмов АСШУ основного контура управления, либо автоматический переход на резервный контур управления. При двух отказах одноименных выходных сигналов управления, либо при отказе двух вычислителей (продольных или боковых) происходит автоматический переход на резервный контур управления по соответствующему каналу управления (тангажу, крену, курсу). При этом отказы сопровождаются сигнализацией для пилотов.

С цифровых выходов вычислителей информация о состояние системы АСШУ поступает на КИСС, МСРП и СБИ. При наземной проверке состояния системы информация поступает также в блок наземного контроля БВУУ-1-4 и на пульт предполетного обслуживания ППО-5-1.[2]

 

 2. 2 Основной контур  системы АСШУ-204М

Основной контур системы АСШУ содержащий СДУ и цифровые вычислители АСШУ обеспечивает:

1) прием, контроль и обработку следующей  информации:

- аналоговых  сигналов переменного тока частотой 400гц положения миништурвалов  и педалей левого и правого  пилотов (датчики ДПС-6 Хв лев, Хв  пр, Хэ лев, Хэ пр, Хн лев, Хн  пр АСШУ);

- разовых  команд с  переключателей триммирования  по крену и курсу 

- аналоговых  сигналов постоянного тока с  датчиков угловых скоростей по  тангажу, крену и курсу (датчики  ДУСУ-М wх, wу, wz  АСШУ);

- аналоговых  сигналов постоянного тока с  датчиков нормальной перегрузки (датчики ДЛУК-3  АСШУ);

- аналоговых  сигналов постоянного тока положения  закрылков (сигнал из блоков БДКВ-11 системы СПЗ-6);

2) выдачу  в СДУ6 и ПАБ разовых команд “исправности”, сопровождающие сигналы управления рулевыми поверхностями и ПАБ МРЗ:

3) ограничение  угла тангажа самолета на взлете;

4) изменение  эксплуатационного диапазона отклонения  миништурвала по тангажу ”на  себя” в соответствии с алгоритмами  АСШУ с помощью механизма регулирования  загрузки (МРЗ);

5)ограничение  угла крена в пределах 45° при  отклонении миништурвала в эксплуатационном  диапазоне (Хэ £ ± 35мм);

6) ограничение  максимальной скорости полета  автоматическим отклонением руля  высоты и интерцепторов при  ее превышении;

7) автоматическую  балансировку самолета по тангажу  отклонением стабилизатора;

8) автоматический  выпуск интерцепторов и воздушных  тормозов при пробеге на земле;

9) автоматическое  ограничение допустимых углов  атаки алгоритмически и с помощью  дополнительного загружателя тангажа;

10) автоматическое  отклонение руля направления  при отказе одного из двигателей  для компенсации момента рыскания;

11) изменение  величины отклонения руля направления  по режимам полета;

12) автоматическую  компенсацию потери подъемной  силы при разворотах;

13) балансировку  самолета по крену и курсу  через переключатели ТРИММИРОВАНИЕ  КРЕН и ТРИММИРОВАНИЕ КУРС;

14) блокировку  сигналов ВСУП до конца полета  в случае его неотключения  при нажатии кнопок ОТКЛ АП, расположенных на миништурвалах  левого и правого пилотов;

15) увеличение  скорости триммирования по крену  в 5 раз при рассинхронизации закрылков  при отклонении миништурвала  менее 65мм и автоматическое триммирование  при отклонении миништурвала  более 65мм;

16) переключение  управления на левого (правого) пилотов  при использовании переключателя  ПРИОРИТЕТ УПРАВЛ, расположенного  на щитке триммирования

17) обработку  сигналов ВСУП при автоматическом  режиме управления;

18) выдачу  во ВСУП информации об исправности  АСШУ, о положении рычагов управления  для формирования во ВСУП признаков  вмешательства пилотов в управление, признака отклонения миништурвала  до упора в дополнительный загружатель (ДЗ);

19) выдачу  информации в КИСС о работоспособности  системы и информацию по действиям  пилотов в случае отказов в  АСШУ и СУР;

20) выдачу  информации в МСРП об отказах  в АСШУ;

21) наземный  автоматизированный контроль системы  управления рулями с локализацией  места отказа до конструктивно- съемного блока и выдачей результатов контроля на пульт ППО-5-1 системы АСШУ;

22) непрерывный  автоматический контроль в полете  исправности системы АСШУ с  выдачей результатов контроля  на КИСС, табло, речевой информатор  и в МСРП.[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Резервный контур системы АСШУ-204М

Резервный контур АСШУ содержащий СДУ и не содержащий вычислителей АСШУ. обеспечивает:

1) Прием, контроль и обработку следующей  информации

- аналоговых  сигналов постоянного тока с  датчиков угловых скоростей по  тангажу, крену и курсу (резервные  датчики ДУСУ-М wх, wу, wz  АСШУ);

- аналоговых  сигналов постоянного тока с  датчиков нормальной перегрузки (резервные датчики ДЛУК-3  АСШУ);

- аналоговых  сигналов постоянного тока положения  миништурвала по тангажу и  педалей из систем СДУ6 РВлев и РВпр, СДУ6 РН;

- разовых  команд выпуска предкрылков (команды  из блока МКВ-45к системы СПП-6);

2) вычисление  и контроль выходных управляющих  сигналов, поступающих в соответствующие  системы СДУ6, для отклонения руля высоты, руля направления, элеронов в соответствии с алгоритмами резервного контура АСШУ

3) выдачу  информации в КИСС об отказах  резервного контура управления.

Переключение на этот контур управления происходит автоматически в случае отказа цифровых вычислителей АСШУ продольного канала. На случай полного отказа СДУ стабилизатора предусмотрен аварийный механический контур управления (АМКУ). На случай полного отказа СДУ РВ или СДУ РН для данных поверхностей предусмотрены аварийные гидромеханические контуры управления (АГМКУ). На случай полного отказа СДУ элеронов для управления самолетом по крену предусмотрен АГМКУ интерцепторами.[3]

 

 

 

2.4 Аварийный механический контур  управления 

Аварийный механический контур управления (АМКУ) обеспечивает механическое управление рулевыми приводами РП-94 стабилизатора в случае отказа привода автоматической балансировки ПАБ-204 СТБ. В состав АМКУ входят: Штурвальчики ручной балансировки (ШРБ) (2 шт.) расположены на среднем пульте пилотов. ШРБ предназначены для формирования пилотами механических сигналов на отклонение стабилизатора в случае перехода на АМКУ. При работе ЭДКУ вращение ШРБ является индикацией отклонения стабилизатора от ПАБ-204 СТБ. Диапазон вращения ШРБ 1100 ± 120 град. Усилие поворота ШРБ, не более 5 кгс. Колеса ШРБ закреплены на валу, который установлен на подшипниках в среднем пульте пилотов. За одно целое с правым колесом выполнен барабан, на который навиты троса СТА и СТБ. Ободы колес окрашены в черный цвет. По окружности ободов нанесены белые риски. Тросовая проводка. Используются троса марки КСАН-2,5. Троса имеют буквенную маркировку СТА и СТБ. При натяжении троса СТА стабилизатор отклоняется хвостиком вверх, а при натяжении троса СТБ – хвостиком вниз. Троса соединяют ШРБ с входными звеньями рулевых приводов РП-94. Кронштейн с барабаном. Установлен под полом кабины в районе шп. 8-9. Кронштейн имеет упоры, ограничивающие ход ШРБ. Гермовывод с резиновым уплотнением. Установлен на гермошпангоуте 77. Регулятор натяжения тросов (РНТ). Установлен в ТО № 7 в районе шп. 82 слева по борту. РНТ обеспечивает постоянство усилий натяжения тросов при температурных деформациях тросовой проводки и фюзеляжа. Рычаг регулятора через тандерную тягу связан с объединяющей качалкой привода стабилизатора.[4]

Механическая проводка обеспечивает связь рулевых агрегатов с рулевыми приводами поверхностей. Обе секции РВ имеют общую механическую проводку, а элероны – каждый свою. Таким образом все четыре системы СДУ-6 руля высоты работают с обеими секциями руля, а у элеронов две системы – с левым элероном и две с правым. В состав механической проводки входят: − объединяющая качалка, шарнирно закрепленная на кронштейне. Качалка обеспечивает объединение выходных звеньев РА-86; − регулируемые упоры, закрепленные на кронштейне объединяющей качалки. Упоры ограничивают отклонение поверхности при работе системы управления; − тандерные тяги. Все тяги выполнены регулируемой длины и состоят из трубы или муфты, двух наконечников и контровочных элементов. Регулировка длины тяг обеспечивается за счет разного направления или разного шага резьбы наконечников. Маркировка тяг РВ, РН, и ЭЛ – три, два и одно черные кольца соответственно[4]

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Размещение светосигнальных табло, пульта ППО-5-1 и органов управления системы управления рулями

 

ДПС-6 – датчик положения

ДС-10Б – датчик отклонения

ШРБ – Штурвальчик ручной балансировки

БУП – блок управления приводом

МБ-204 – механизм балансировки

ИП-13-01 Индикатор положения

 

Рисунок 2 – Схема управления стабилизатором

 

 

 

ДПС-6 – датчик положения

ДПР-45-01 – датчик положения

ДСК-1 – датчик отклонения

ДС-10Б – датчик отклонения

БУК – блок управления и контроля

РА86 – рулевой агрегат

КЭ – клапан электрогидравлический 

ωz – сигнал угловой скорости тангажа

ny –  сигнал нормальной перегрузки

 

Рисунок 3 – Схема управления рулем высоты

 

 

 

ДПС-6 – датчик положения

ДПР-45-01 – датчик положения

ДСК-1 – датчик отклонения

БУК – блок управления и контроля

РА86 – рулевой агрегат

КЭ – клапан электрогидравлический 

ωx – сигнал угловой скорости крена

ωy – сигнал угловой скорости рысканья

 

Рисунок 4 –Схема управления рулем направления

 

 

 

ДПС-6 – датчик положения

ДПР-45-01 – датчик положения