圖 ’ () (*&用復合搖臂組合起來的兩套系統原理圖(*)控制增穩系統的舵面操縱權限有限控制增穩系統的舵面操縱權限雖比增穩系統有所增大,但為確保飛行安全,操縱權限也只有最大舵偏角的 )"+左右,很難滿足整個飛行包線內改善飛行品質的要求。()存在力反傳問題無論增穩還是控制增穩系統,都是通過復合搖臂把自動控制系統和不可逆助力操縱系統組合起來的,如圖 ’ () (*所示。由圖可知,人工操縱時,有力傳到舵機,舵機受到外來 •*’,•
第九篇 4飛行控制系統檢修
附加力,但不影響舵機工作,舵機工作時,也有力傳到駕駛桿。若駕駛員不操縱,只有舵機工作,則當舵機輸出桿向左縮進時 點左移 ,"為作用在 點的驅動力。 "為作用在 點的外力("主要來自由復合搖臂到助力器分油活門段的機械系統的摩擦力和液動力、慣性力等)。只要正點存在支反力,就必然有傳向駕駛桿的力 ",此現象稱為力反傳。由于舵機有時工作有時不工作,或時快時慢,因此會使駕駛桿產生非周期振蕩現象。
此外,還有所謂功率反傳問題,是由舵機和助力器輸出速度不匹配引起的。一般舵機的輸出速度總是大于助力器的輸出速度,因此,由舵機到助力器之間桿系的動量在助力器輸入端引起的碰撞力會反傳到駕駛桿,從而引起駕駛桿和助力器輸入端的瞬時撞擊現象。
上述力反傳和功率反傳都會隨操縱權限的增大而增大,通過改進機械系統本身很難克服。(%)戰傷生存能力低
據資料統計,在美越戰爭期間,由于炮火擊中的機械系統致使機毀人亡事故率大于 %&’左右,這是一個相當驚人的數量。其原因是由于機械桿系的傳輸線分布比較集中,一旦被炮火擊中,可以使整個系統失靈。由于控制增穩系統中仍保留機械桿系,所以這種系統的戰傷生存能力低。
(()結構復雜、重量重
由于控制增穩系統是在不可逆助力操縱系統基礎上,通過復合搖臂疊加電氣通道構成的,顯然在結構復雜程度和重量方面,均大于不可逆助力操縱系統。此外,機械系統存在間隙、摩擦等非線性與彈性變形,致使難于精確傳遞微小操縱信號。
由上述可知,產生這些缺點的根本原因在于控制增穩系統中存在機械桿系。飛機設計者們在 )&世紀 *&年代末期就提出了一種全新方案— ——電傳操縱系統( +)。 ,&年代中,計算機和微處理機的發展以及控制理論和余度技術的日趨成熟,為實現全電氣操縱創造了有利條件,而余度技術的成功應用標志著飛行控制系統在安全可靠性上的突破,最終使在飛機上應用純電傳操縱系統成為現實。
二、余度技術
不論是軍用還是民用飛機,安全飛行是至關重要的,安全飛行的關鍵是飛機的操縱系統應工作可靠。在原飛機機械操縱系統的基礎上發展成為電傳操縱系統,關鍵問題應是保證系統有足夠的可靠性,并且應不低于機械操縱系統的水平。美國軍用標準、操縱系統設計規范 -./— 0 1(1&2對飛機操縱系統的可靠性做了一些具體規定。但是在當時的技術條件下,單通道的飛控系統是無法實現所規定的飛行安全可靠性指標的。解決這個問題有兩種途徑:一種途徑是進一步提高元部件的可靠性,但這是有限的;另一種有效的方法就是利用 )&世紀 ,&年代出現的余度技術,來顯著提高飛行控制系統的可靠性,即用多重可靠性較低的、相同或相似的元部件組成可靠性較高的系統,使飛控系統達到甚至超過機械操縱系統可靠性水平,一般稱這樣的系統為冗余系統。根據可靠性理論計算,系統余度數目,與最大損失概率之間的關系如圖 1所示。由圖可知,若 +具有四余度,則故障率可滿足要求,即不低于不可逆助力操縱系統可靠性。目前,國內外多采用四余度或自監控的三余度電傳操縱系統。余度技術的成功應用迅速導致飛機主動控制技術進人了使用階段,使電
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