Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема №10. Автопилот АП-34Б
10.1. Назначение.
Четырехканальный электрогидравлический автопилот АП-34Б предназначен для автоматической стабилизации одновинтовых вертолетов по тангажу, крену, направлению, высоте и скорости полета. При этом каждый из четырех каналов автопилота воздействует на определенные элементы системы управления.
Канал направления - на "шаг" рулевого винта. Канал крена – на автомат перекоса в поперечном направлении. Канал тангажа - на автомат перекоса в продольном направлении. Канал высоты - на общий "шаг" несущего винта.
10.2. Комплект автопилота АП-34Б
В комплект автопилота входят следующие агрегаты:
пульт управления (изд.602.390.077);
агрегат управления (изд.602.399.000);
два компенсационных датчика (изд.602.533.002);
датчик угловой скорости направления (1209К);
датчик угловой скорости крена (1209Г);
датчик угловой скорости тангажа (1209Е);
блок усилителей;
индикатор нуля (ИН-4);
корректор высоты (КВ-11);
две кнопки отключения автопилота (изд.5К);
корректор-задатчик скорости приборной КЗСП;
блок сигнала готовности БСГ.10.2.1. Пульт управления.
Пульт управления предназначен для:
обнуления сигналов углов и угловых скоростей перед включением автопилота;
поканального включения и отключения автопилота и обеспечения соответствующей сигнализации;
введения поправок в полете при помощи ручек центровки;
для проверки канала высоты с помощью переключателя "КОНТРОЛЬ";
Пульт управления установлен на центральном пульте в кабине экипажа.
10.2.2. Агрегат управления.
Агрегат управления предназначен для:
преобразования, суммирования и усиления управляющих сигналов;
обеспечения необходимых регулировок при эксплуатации.
Агрегат управления установлен на этажерке за правым сиденьем летчика.
10.2.3. Компенсационные датчики.
Компенсационные датчики предназначены для компенсации сигналов углов крена и тангажа вертолета, поступающих в автопилот при вмешательстве летчика в управление. Установлены под полом кабины экипажа.
10.2.4. Датчики угловой скорости.
Датчики угловой скорости (ДУС) предназначены для выдачи в автопилот сигналов, пропорциональных угловой скорости разворота относительно осей X, Y, Z. Датчики угловых скоростей по направлению и крену установлены на этажерке за правым сиденьем летчика. ДУС тангажа установлен в радиоотсеке.
10.2.5. Блок усилителей.
Блок усилителей предназначен для усиления сигналов переменного тока, обеспечивающих вращение двигателей ДГ-05ТА при работе автопилота в режиме согласования. Блок усилителей установлен на этажерке за правым сиденьем летчика.
10.2.6. Индикатор нуля ИН-4.
Индикатор нуля ИН-4 предназначен для индикации положения штоков малых цилиндров рулевых агрегатов. ИН-4 установлен на центральном пульте.
10.2.7. Корректор высоты КВ-11.
Корректор высоты КВ-11 предназначен для выдачи сигналов в агрегат управления автопилота, пропорциональных отклонению барометрической высоты полета от заданного значения. КВ-11 установлен в радиоотсеке.
10.2.8. Корректор-задатчик скорости приборной КЗСП
Корректор-задатчик скорости приборной КЗСП предназначен для стабилизации скорости полета вертолета. КЗСП выдает сигнал, пропорциональный величине изменения скорости полета вертолета, который воздействует на вертолет по каналу тангажа автопилота. Включается КЗСП через канал высоты. КЗСП установлен под полом кабины экипажа. На вертолетах, оборудованных КЗСП, отключение стабилизации скорости полета осуществляется кнопками "ФРИКЦИОН", расположенными на ручках "ШАГ-ГАЗ".
10.2.9. Блок сигнала готовности БСГ.
Блок сигнала готовности БСГ предназначен для работы совместно с корректором скорости КЗСП и выдачи сигнала готовности(+28,5В), свидетельствующего об исправности отрабатывающей системы корректора. Установлен блок под полом кабины экипажа.
Датчики углов направления, крена, тангажа и исполнительные устройства (рулевые агрегаты) в комплект автопилота не входят. Эти агрегаты входят в штатное оборудование вертолета. Автопилот рассчитан на работу с датчиками углов с сельсинными выходами (с курсовой системой ГМК-1А и авиагоризонтом АГБ-ЗК). Исполнительными устройствами являются комбинированные агрегаты управления типа КАУ-30Б и РА-60А.
10.3. Основные данные АП-34Б.
Напряжение питания постоянным током +28,5В;
Напряжение питания переменным током ~36В, 400Гц;
Время готовности к включению не более 2х минут;
В спокойной атмосфере точность выдерживания:
по каналу направления ±1°;
по каналу крена ±0,5°;
по каналу тангажа ±0,5°;
по каналу высоты ±10м;
скорости ±10 км/ч;
Высотность 10000м;
Масса не более 25 кг.
10.4. Дифференциальное управление.
Автопилот АП-34Б работает совместно с электрогидравлическими рулевыми агрегатами, включенными в систему управления по дифференциальной схеме. Это значит, что на органы управления вертолета могут одновременно воздействовать как летчик, при помощи обычных рычагов управления, так и автопилот. При этом автопилот воздействует на малый цилиндр рулевого агрегата, который является как бы раздвижной тягой, включенной в систему управления. Результирующее перемещение органов управления является алгебраической суммой перемещений от воздействия летчика и автопилота. При этом перемещения органов управления от сигналов автопилота не передаются на рычаги управления летчика.
Для обеспечения безопасности полета в случае отказа автопилота органы управления могут перемещаться по сигналам автопилота только на 20% от общего хода (что обеспечивается конструкцией рулевых агрегатов).
При изменении режима полета штоки малых цилиндров во всех каналах будут работать не около нулевого (среднего) положения, а могут быть смещены. В канале направления при изменении режима полета (например, при переходе от висения к горизонтальному полету) шток малого цилиндра может доходить до упора и стабилизация по направлению будет нарушена. Для того, чтобы этого не происходило, в системе рулевого управления вертолета применены специальные рулевые агрегаты с так называемой "перегонкой" (типа РА-60А). Особенность работы этих рулевых агрегатов заключается в следующем: как только органы управления от сигналов автопилотов перемещаются на 20% полного хода, включается "перегонка", и органы управления перемещаются с постоянной скоростью, которая, из условий безопасности, выбирается достаточно малой (порядка 10...20% от максимальной). При этом перемещаются и рычаги управления летчика. Вертолет начинает возвращаться к первоначальному положению. В случае необходимости летчик может остановить "перегонку" и заставить органы управления двигаться в нужном направлении, приложив определенное усилие к рычагам управления (педалям).
Следует иметь в виду, что при автоматической "перегонке" органы управления (шток малого цилиндра) возвращается не в нейтраль, а только сходит с упора и остается около него, но стабилизация по каналу направления восстанавливается.
10.5. Выполняемые автопилотом функции.
Автопилот стабилизирует положение вертолета при освобожденном управлении и улучшает летные характеристики вертолета. Он может оставаться включенным в течение всего полета от взлета до посадки.
Четыре канала автопилота обеспечивают:
стабилизацию положения вертолета в пространстве относительно трёх осей X, Y, Z;
стабилизацию высоты и скорости полета в горизонтальном полете;
выполнение эволюций, допускаемых инструкцией по технике пилотирования вертолета, при включенном автопилоте при помощи обычных рычагов управления.
10.6. Принцип действия автопилота.
Автопилот работает в трех режимах:
в режиме согласования;
в режиме стабилизации;
в режиме управления.
10.6.1. Режим согласования.
Это такой режим, когда на автопилот подано питание, но автопилот не подключен к рулевым агрегатам. На вход автопилота подаются сигналы по углам отклонения и угловым скоростям, которые в автопилоте обнуляются, и таким образом автопилот готов к подключению к рулевым агрегатам.
10.6.2. Режим стабилизации в канале направления.
Если в прямолинейном горизонтальном полете, под действием каких-либо возмущений, вертолет начинает отклоняться по направлению, то в автопилот поступают два сигнала:
с курсовой системы сигнал изменения направления;
с датчика угловой скорости 1209К сигнал угловой скорости ωу.
Эти сигналы суммируются, распознаются по фазе, усиливаются, выпрямляются и поступают на рулевой агрегат РА-60А, который перемещает органы управления (изменяет шаг рулевого винта) на величину δн, пропорциональную входному сигналу.
Под действием изменения шага рулевого винта вертолет начинает возвращаться к первоначальному положению, следовательно, начинает уменьшаться сигнал изменения направления, а под действием сигнала обратной связи шаг рулевого винта устанавливается в исходное положение.
В случае отсутствия постоянно действующих возмущений при возвращении вертолета в первоначальное положение имеют место равенства:
ΔΨ= 0; ωу = 0; δн = 0.
Таким образом, закон управления автопилота имеет следующий вид:
δн = ωуμ + ΔΨİ, где
İ - передаточное число автопилота по углу направления;
μ - передаточное число автопилота по угловой скорости относительно оси "Y".
10.6.3. Режим стабилизации в каналах крена и тангажа.
Режим стабилизации в каналах крена и тангажа и закон управления аналогичны только что рассмотренному режиму стабилизации в канале направления. Поэтому для каналов направления, крена и тангажа можно написать закон управления в общем виде:
δ = ωμ + Δİ, где
δ - перемещение органов управления;
Δ - углы отклонения вертолета от стабилизируемого положения;
ω - угловая скорость вращения вертолета;
İ - передаточное число автопилота по углу;
μ - передаточное число автопилота по угловой скорости.
10.6.4. Режим стабилизации высоты.
Режим стабилизации высоты происходит следующим образом. Вертолет совершает полет на определенной высоте. Под действием каких-либо возмущений вертолет начинает менять высоту. Электрический сигнал, пропорциональный барометрическому изменению высоты ΔН, поступает с корректора высоты КВ-11 в автопилот. В агрегате управления он усиливается и воздействует на рулевой агрегат, который изменяет общий шаг несущего винта на величину δ, пропорциональный сигналу изменения высоты таким образом, что вертолет начинает возвращаться на прежнюю высоту. Закон управления канала высоты имеет вид:
δ = hΔН, где
h - передаточное число автопилота по высоте.
10.6.4. Режим управления в канале направления
Летчик может в любой момент вмешаться в управление вертолетом при включенном автопилоте. Допустим, что в прямолинейном горизонтальном полете при включенном автопилоте летчику необходимо ввести поправку по направлению в пределах ±5°. Для этого на пульте управления предусмотрена ручка центровки, полный оборот которой соответствует 10° поворота вертолета по курсу. На шкале нанесено 10 делений, цена одного деления один градус. Поворачивая ручку центровки вправо или влево, летчик тем самым вызывает плоский разворот вертолета в соответствующую сторону. При этом работает, как и в режиме стабилизации, один замкнутый контур АВТОПИЛОТ - ВЕРТОЛЕТ. Если же необходимо осуществить разворот на большой угол, то летчик обычным способом перемещает педали, разворачивая вертолет на заданный курс. При этом летчик, устанавливая ноги на педали, выключает канал направления и переводит его в режим согласования.
После вывода вертолета на заданный курс летчик снимает ноги с педалей, автоматически включая режим стабилизации канала направления. Таким образом, управление в этом случае ничем не отличается от обычного управления (при выключенном автопилоте), т.е. при этом работает одна замкнутая система ЛЕТЧИК - ВЕРТОЛЕТ.
10.6.5. Режим управления в каналах крена и тангажа.
На пульте управления в этих каналах имеются ручки центровки крена и тангажа. Работа их аналогична. В остальном работа режима управления каналов крена и тангажа существенно отличается от канала направления. Это отличие заключается в следующем.
При вмешательстве летчика в управление при помощи обычных рычагов управления каналы крена и тангажа не выключаются. При этом на вход автопилота поступает сигнал Vз, пропорциональный отклонению ручки управления δл от компенсационного датчика, установленного в системе управления вертолетом.
Таким образом, при включенном автопилоте в каждом из каналов как бы работают две замкнутые системы АВТОПИЛОТ - ВЕРТОЛЕТ и ЛЕТЧИК - ВЕРТОЛЕТ.
10.6.6. Режим управления по крену при плавных перемещениях ручки летчика.
В этом случае при вмешательстве летчика в управление в первый момент органы управления отклоняются на величину δ = δл и вертолет начнет отклоняться. Появляются сигналы Δγ и ωх, поступающие на вход автопилота (канал крена). Под действием этих сигналов автопилот перемещает органы управления на величину δАП в сторону, обратную δл. Таким образом, суммарное отклонение органов управления равняется:
δ = δЛ - δАП,
при δ = 0 вертолет прекращает отклоняться.
Таким образом, угол отклонения вертолета по крену при включенном автопилоте пропорционален отклонению ручки летчика δл.
10.6.7. Режим управления по крену при быстрых перемещениях ручки летчика.
Сигнал с компенсационного датчика, пропорциональный перемещению ручки управления, пропускается через фильтр (Т1р / Т1р + 1 ) и поступает на сервопривод автопилота, вызывая перемещение органов управления δАП. При этом полярность этого сигнала выбирается таким образом, чтобы перемещение органов управления по сигналам автопилота было противоположным перемещению органов управления от непосредственного перемещения ручки летчика δЛ. Таким образом, при медленных перемещениях ручки летчика эффективность управления при включенном автопилоте сохраняется неизменной. Если же летчик начинает перемещать ручку быстрее, то начинает сказываться запаздывающее влияние инерционного звена (1 / Т1р + 1 ) и эффективность управляющих воздействий падает:
δ = 1 / Т1р ± 1 .
10.6.8. Режим управления в канале высоты.
Режим аналогичен режиму управления канала направления. Если летчик хочет изменить высоту полета, он должен выключить канал высоты и после этого обычным образом изменить высоту полета, перемещая ручку общего шага. Следовательно, в этом случае работает замкнутая система ЛЕТЧИК - ВЕРТОЛЕТ, как и при выключенном автопилоте. Ручка центровки для введения поправок в канал высоты отсутствует. Вместо неё установлен переключатель "контроль".
10.7. Проверка автопилота при работающих двигателях.
Проверка работоспособности автопилота производится в следующей последовательности:
убедиться, что напряжение бортсети находится в пределах + 27...29В;
включить три автомата защиты сети АВТОПИЛОТ "ОСНОВН", "ФРИКЦ", "ЭЛЕКТРОМУФТЫ", расположенные на правой панели АЗС.
включить правый АГБ-ЗК и дать команду летчику-штурману включить ГМК-1А;
через три минуты отклонить ручку управления вертолетом влево, вправо, на себя и от себя, убедиться, что шкалы "КРЕН" и "ТАНГАЖ" на пульте управления автопилотом реагируют на отклонение ручки;
установить переключатель рода работ на пульте курсовой системы ГМК-1А в положение "ГПК" и нажать переключатель "ЗК" вправо, при этом шкала "НАПРАВЛЕНИЕ" на пульте управления автопилотом должна вращаться по часовой стрелке. Повторить проверку, нажав переключатель "ЗК" влево при этом шкала "НАПРАВЛЕНИЕ" на пульте управления автопилотом должна вращаться против часовой стрелки;
нажать кнопки - лампы на пульте управления автопилотом по всем каналам, все кнопки - лампы должны загореться, стрелки на индикаторе ИН–4 при нейтральном положении органов управления вертолетом должны находиться в среднем положении с допуском не более, чем на толщину стрелки;
отклонением ручки управления вертолетом убедиться, что стрелка "К" и "Т" на индикаторе ИН-4 реагирует на отклонение ручки;
проверить, гаснут ли все лампочки (отключается автопилот) при нажатии на кнопку "ВЫКЛ АП" на ручке управления вертолетом;
проверить включение канала высоты нажатием на кнопку "ВКЛ ВЫСОТА";
при кратковременном нажатии переключателя "КОНТРОЛЬ" вверх, стрелка "В" индикатора ИН-4 должна перемещаться вверх. Переместить рычаг "ШАГ-ГАЗ" с нижнего упора на 1° вверх и кратковременно нажать переключатель "КОНТРОЛЬ" вниз, стрелка "В" при этом должна перемещаться вниз;
проверить отключение канала высоты при нажатии на кнопку "ФРИКЦИОН" на рычаге "ШАГ-ГАЗ";
дать команду летчику – штурману проверить, аналогично изложенному выше, отключение каналов автопилота от кнопок, установленных на органах управления летчика-штурмана;
проверить канал направления автопилота:
при нейтральном положении педалей и снятых с педалей ногах при нажатии кнопки-лампочки "ВКЛ" канала "НАПРАВЛЕНИЕ" она должна загореться, при этом стрелка "Н" на индикаторе ИН-4 должна быть в среднем положении;
при повороте шкалы "НАПРАВЛЕНИЕ" не более, чем на 1,5 оборота педали должны перемещаться (проверка режима "ПЕРЕГОНКА");
при постановке педалей нейтрально стрелка "Н" на индикаторе ИН-4 и шкала "НАПРАВЛЕНИЕ" на пульте управления автопилотом должны возвратиться в исходное положение;
нажать на пульте управления кнопку "ОТКЛ" канала "НАПРАВЛЕНИЕ", при этом лампочка "ВКЛ" должна погаснуть.
Внимание!
Для предотвращения страгивания или разворота вертолета на земле необходимо:
Не допускать отклонения педалей более, чем на ±50мм от нейтрального положения;
Отклонение ручки управления должно быть плавным и не превышать ±50мм от нейтрального положения.
10.8. Полет с включенным автопилотом.
Пилотирование вертолета с включенным автопилотом является основным видом полетов, и все полеты от взлета до посадки выполняются, как правило, с включенными каналами "КРЕН"-"ТАНГАЖ" и "НАПРАВЛЕНИЕ".
В случае отключения автопилота в полете (при нормальной его работе) повторное включение разрешается на любом установившемся режиме полета.
Включение автопилота выполняется перед взлетом нажатием на кнопки-лампочки соответствующих каналов. При взлете по вертолетному необходимо включать каналы "КРЕН"-"ТАНГАЖ" и "НАПРАВЛЕНИЕ", а при взлете по самолетному включать только каналы "КРЕН"-"ТАНГАЖ". Включение контролировать по загоранию зеленых лампочек включенных каналов. На висении автопилот стабилизирует вертолет по углам крена и тангажа, а при освобожденных педалях - и по курсу. Работа автопилота на висении проверяется по индикаторам на пульте автопилота. Нормальная работа характеризуется колебаниями стрелок "К", "Т", "Н" индикатора около нейтрального положения. Стрелка "Н" индикатора должна колебаться только при освобожденных педалях. Если ноги летчика стоят на педалях и гашетки нажаты, то канал направления находится в режиме согласования и стрелка "Н" индикатора ИН-4 должна находиться в нейтральном положении. В случае, если стрелки "Т" или "К" на режиме висения находятся вблизи упоров, то летчик-штурман по команде командира экипажа обязан поставить их нейтрально путем выключения и повторного включения автопилота или ручками центровки каналов крена или тангажа на пульте автопилота.
На установившихся режимах горизонтального полета, набора высоты или снижения, вертолет при полете с полностью освобожденным управлением сохраняет свое пространственное положение, медленно уходя с заданной скорости, т.к. автопилот стабилизирует не скорость полета (до V = 150 км/ч), а угол тангажа. Поэтому при выполнении длительного полета с освобожденным управлением необходимо периодически восстанавливать заданный режим полета отклонением ручки управления по тангажу или ручкой центровки. Освобождать управление при полете на высоте менее 50 метров не рекомендуется. Развороты необходимо выполнять только при поставленных на педали ногах и нажатых гашетках.
Внимание!
Снимать ноги с педалей во время разворота запрещается, т.к. это вызовет сильное скольжение вертолета из-за стремления автопилота удерживать вертолет на том курсе, на котором он был в момент освобождения педалей.
Канал высоты разрешается включать после балансировки вертолета в режиме горизонтального полета на высоте не ниже 50 м. Контроль работы канала высоты производится по колебаниям стрелки индикатора, а также по изменению величины общего шага несущего винта по указателю УП-21-15 и характерному подрагиванию вертолета при парировании каналом высоты вертикальных перемещений. Нормальная работа канала высоты характеризуется выдерживанием высоты полета с точностью ±10м и колебаниями стрелки "В" индикатора около нейтрального положения. Заход на посадку, торможение и выполнение посадки следует осуществлять обычным способом с включенным автопилотом, держа ноги на педалях. После приземления выключить автопилот нажатием на кнопку ВЫКЛ. АП.