圖 +, +%-具有法向過(guò)載穩(wěn)定器的操縱系統(tǒng)方塊圖
*對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)的作用
()增大靜穩(wěn)定性和短周期固有頻率。根據(jù)系統(tǒng)工作原理及系統(tǒng)傳遞函數(shù)分析,可知加裝法向過(guò)載穩(wěn)定器之后,能夠顯著地增加靜穩(wěn)定性、飛機(jī)短周期的固有頻率和桿力(或桿位移)梯度。但同時(shí)降低了飛機(jī)的阻尼比,而且隨固有頻率增加而變小,這是不希望的。
()改善操縱系統(tǒng)的桿力特性。對(duì)于加裝過(guò)載阻尼器后的不可逆機(jī)械操縱系統(tǒng), •%%)•
當(dāng) " % &’••(•&"取得足夠大時(shí),能夠使桿力梯度為常數(shù),這樣無(wú)論在低空還是高空飛行,駕駛員均可獲得與桿力成比例的過(guò)載增量,改善了飛機(jī)操縱性。此外,可根據(jù)容許的過(guò)載和迎角極限來(lái)限制操縱信號(hào)輸出,以達(dá)到限制過(guò)載和迎角值的作用,從而保證飛機(jī)作大機(jī)動(dòng)飛行時(shí)的安全。())對(duì)反操縱現(xiàn)象起改善作用。
四、縱向增穩(wěn)操縱系統(tǒng)
*+組成方塊圖如果在不可逆助力操縱系統(tǒng)中同時(shí)加入俯仰速率、法向過(guò)載(或迎角)反饋信號(hào),即構(gòu)成縱向增穩(wěn)操縱系統(tǒng)。圖 , -. -*/為縱向增穩(wěn)操縱系統(tǒng)組成方塊圖,圖中虛線(xiàn)所框的方塊為縱向增穩(wěn)系統(tǒng)。它由速率陀螺作為內(nèi)回路、加速度計(jì)作為外回路組成的,通過(guò)復(fù)合搖臂與飛機(jī)
(含助力器)組成一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),即飛機(jī)一增穩(wěn)系統(tǒng)。增穩(wěn)系統(tǒng)靠復(fù)合搖臂并人不可逆助力操縱系統(tǒng)中,從而構(gòu)成增穩(wěn)操縱系統(tǒng)。
圖 , -. -*/0縱向增穩(wěn)操縱系統(tǒng)方塊圖 ,+工作原理由于增穩(wěn)系統(tǒng)是以阻尼器、法向過(guò)載穩(wěn)定器作為內(nèi)外回路,通過(guò)復(fù)合搖臂重迭在
不可逆助力操縱系統(tǒng)之上。所以,這種操縱系統(tǒng)的工作原理就是這兩個(gè)內(nèi)外回路的
綜合。 )+對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)的影響由于增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的控制規(guī)律是阻尼器操縱系統(tǒng)和過(guò)載穩(wěn)定器操縱系統(tǒng)控制規(guī)
律的線(xiàn)性組合,故這種系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)所起作用是上述兩個(gè)系統(tǒng)的綜合,即: •))*•
()增加飛機(jī)高空高速飛行縱向短周期模態(tài)的動(dòng)穩(wěn)定性;
(")增大飛機(jī)靜穩(wěn)定性和固有頻率;
()改善操縱系統(tǒng)的桿力特性;
()改善飛機(jī)的反操縱現(xiàn)象;
(%)改善靜穩(wěn)定度值較小飛機(jī)的不易操縱性;
(&)改善低空大速度飛行時(shí)出現(xiàn)的桿位移梯度過(guò)小現(xiàn)象。
第五節(jié) ’控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)
增穩(wěn)系統(tǒng)能改變飛機(jī)系統(tǒng)閉環(huán)特征根在復(fù)域平面中的分布位置,以改善飛機(jī)穩(wěn)定性,使飛機(jī)操縱品質(zhì)符合規(guī)范要求。但同時(shí)也使相應(yīng)的操縱系統(tǒng)的操縱品質(zhì)變壞,如靜操縱性下降、單位過(guò)載所需桿力變重、飛機(jī)對(duì)駕駛員操縱指令響應(yīng)變慢等。這些情況說(shuō)明該系統(tǒng)的穩(wěn)定性與操縱性是相互矛盾的。若在設(shè)計(jì)中采用折衷方法,顯然不能充分發(fā)揮飛機(jī)潛在的機(jī)動(dòng)性,從而影響飛機(jī)作戰(zhàn)性能。所以,在增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展成控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng),以克服以上缺點(diǎn)。
一、控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的組成、工作原理
圖 " () (%為典型的縱向控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)示意圖,其中( *)為( +)的一般方塊圖。
系統(tǒng)的工作原理可作如下簡(jiǎn)要描述:首先假設(shè)飛機(jī)作平直飛行時(shí),駕駛桿的指令信號(hào)為零。此時(shí)控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)實(shí)際上相當(dāng)飛機(jī)一增穩(wěn)系統(tǒng),故起增穩(wěn)作用。但與一般的增穩(wěn)操縱系統(tǒng)不同,因這種系統(tǒng)中的反饋增益值較大。因此,飛機(jī)對(duì)外界任何擾動(dòng)的穩(wěn)定性比一般增穩(wěn)操縱系統(tǒng)好;然后再假設(shè)沒(méi)有外界擾動(dòng)情況下,當(dāng)飛機(jī)作機(jī)動(dòng)飛行時(shí),駕駛員操縱信號(hào)一方面通過(guò)機(jī)械鏈?zhǔn)苟婷嫫D(zhuǎn)某角度 ,-,另一方面又通過(guò)桿力傳感器輸出一個(gè)指令信號(hào),經(jīng)指令模型與反饋信號(hào)綜合,由于它倆的極性相反,故可抵消部分反饋信號(hào),以差值去控制舵面偏轉(zhuǎn)某個(gè)角度 ,-,此時(shí)總的舵偏轉(zhuǎn)角 ,. ,-/ ,-。由此可知,電氣指令信號(hào)是起增強(qiáng)操縱量的作用。這樣不僅加大了飛機(jī)作機(jī)動(dòng)飛行的能力,而且使飛機(jī)按桿力信號(hào)動(dòng)作。為此,人們將能增強(qiáng)操縱量的通道又稱(chēng)為增控通道。
顯然,控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的工作原理,就是上述兩種情況的綜合,即兼顧了穩(wěn)定性和操縱性這兩方面的要求。
二、控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)的作用
根據(jù)控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的原理圖、方塊圖及工作原理,經(jīng)傳遞函數(shù)分析可知,控
•"•
圖 " "%&縱向控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)
(’)示意圖;方塊圖
(()制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)起以下主要作用:()增加桿力靈敏度值,使系統(tǒng)在單位階躍桿力作用下的初始俯仰角加速度大于
不可逆助力操縱系統(tǒng)和增穩(wěn)操縱系統(tǒng),提高了飛機(jī)的操縱性;()改善操縱系統(tǒng)的桿力特性;())增加靜操縱性系數(shù)。
•)))•
第二篇 (現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)
三、控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
歸納起來(lái),控制增穩(wěn)操縱系統(tǒng)有如下主要優(yōu)點(diǎn)。()較好地解決了飛機(jī)穩(wěn)定性與操縱性之間的矛盾,克服了增穩(wěn)操縱系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)。(")能夠?qū)崿F(xiàn)桿指令與飛機(jī)響應(yīng)之間的任何靜動(dòng)態(tài)關(guān)系,也能實(shí)現(xiàn)駕駛桿的任何
啟動(dòng)力要求。
()這種系統(tǒng)中的機(jī)械桿系可設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單一些,只要保證飛行安全即可。
()由于駕駛員的操縱信號(hào)可通過(guò)兩個(gè)通道輸至舵面,這樣在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)整中提供了操縱信號(hào)分配的靈活性。考慮到理想的操縱系統(tǒng)特性,不依賴(lài)于機(jī)械桿系本身的特性,通常只要改變電氣部件的增益和時(shí)間常數(shù),就能容易地變化操縱系統(tǒng)的特性。
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