Привод органов управления, антенны радиолокатора

Дата: 2025-04-30; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

И ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ УСТРОЙСТВ ЛА

12.1. Органы управления и рулевые машины

К органам управления ЛА относят рули, элероны, элероны-интерцепторы, триммеры и управляемый стабилизатор. Управление по тангажу состоит из устройства управления рулем высоты, его триммером и стаби­лизатора. Управление рулем высоты механическое от колонок, располо­женных перед пилотами. В механическую проводку включается рулевая машина АБСУ. На задней кромке каждой половины руля высоты уста­новлены триммеры, которыми управляют из кабины экипажа от штурвальчиков (ручное) и от электромеханизма (дистанционное). Управляемый стабилизатор имеет электропривод или электрифицированный гидропри­вод. Управление по крену включает в себя устройства управления элеронами-интерцепторами, элеронами и их триммерами. Элеронами управ­ляют за счет поворотов штурвалов. Управление по курсу - это управле­ние рулем направления и его триммером. Рулем направления управляют с помощью педалей. В механические проводки систем управления по крену и курсу также включают рулевые машины.

Пилот воздействует на ЛА с помощью командных рычагов (колонка, штурвал, педали), перемещение которых вызывает перемещение органов управления. Возрастание скорости полета, а также увеличение размеров ЛА приводит к повышению усилий на командных рычагах. Мускульной силы пилота становится недостаточно для преодоления шарнирных моментов поверхностей управления. Для облегчения управления используют бустеры (усилителями мощности). Они могут быть обратимыми и необратимыми. На ЛА применяют бустерное управление по необратимой схеме, когда всю аэродинамическую нагрузку воспринимает бустер, однако при этом пилот теряет ощущение управления и для того, чтобы создать ощущение управления на командных рычагах, ставят специальные загрузочные механизмы.

Так как эффективность органов управления меняется с изменением высоты и скорости полета, то и жесткость загрузочных механизмов должна меняться. Например, при увеличении высоты полета эффективность рулей снижается. В этом случае необходимо увеличить отклонение командных рычагов и снизить жесткость загрузочных механизмов. По­этому в системах с необратимым бустерным управлением применяют автоматы, изменяющие жесткость загрузочных механизмов и передаточ­ное отношение между командными рычагами и бустерами в зависимости от изменения условий полета. Использование автоматов существенно облегчает управление ЛА, так как позволяет пилоту сохранять практи­чески одинаковую технику пилотирования при изменении скорости и вы­соты полета. Кроме технико-экономических требований, общих для всего электрооборудования, к приводам органов управления ЛА предъявляют ряд специфических. Они должны быть практически безотказными в ра­боте, обладать высокой чувствительностью и точностью следящей системы, передающей перемещения от командного агрегата к органам управления, иметь высокое быстродействие и широкий диапазон регулирования ско­рости перекладки рулей, быть устойчивыми в управлении с высоким качеством переходных процессов при управлении ЛА и обладать высокой жесткостью системы управления, необходимой для предотвращения флаттера.

Практическую безотказность приводов достигают комплексом мер, направленных на обеспечение работоспособности систем управления, при возможных отказах ее элементов и агрегатов. К этим мерам относят:

применение резервирования, при котором обеспечивается разделение функциональной системы на независимые подсистемы, способность сис­темы выполнять функции при отказе части подсистемы и возможность перехода на другие режимы;

исключение возможности возникновения возмущений на выходе сис­темы управления в момент отказа подсистемы;

применение системы контроля, обеспечивающей контроль состояния во время предполетной подготовки и непрерывный контроль в полете; при необходимости - автоматическое отключение отказавших подсистем;

обеспечение высокой надежности элементов системы управления.

На ЛА с необратимым бустерным управлением без перехода на безбустерное управление силовые приводы органов управления должны пи­таться от независимых электрических и гидравлических систем.

Для управления элеронами и рулями применяют электрифицированный следящий гидропривод (исполнительный орган - гидравлическая рулевая машина — ГРМ) и электрический следящий привод (исполнительный ор­ган — электрическая рулевая машина - ЭРМ). Электрифицированный сле­дящий гидропривод улучшает управляемость и маневренные свойства ЛА, увеличивает устойчивость в режиме стабилизации, улучшает противофлаттерные свойства рулевых систем. В зависимости от метода резерви­рования приводы подразделяют на три типа: многоканальный следящий привод с детектором отказов, который обнаруживает и устраняет не­исправность (отключением или замещением резервированного канала); многоканальный следящий привод с резервированием по принципу «го­лосования большинством», в котором отказ одного канала компенсируется действием исправных каналов, а также дублированный следящий привод.

Гидравлическая рулевая машина представляет собой резервированный привод по принципу «голосования большинством» и состоит из трех отдельных агрегатов управления, установленных на одном основании. Штоки агрегатов через рычажную систему соединены с общим выходным звеном ГРМ. Усилия, развиваемые поршнями агрегатов, передаются и суммируются на выходном звене. ГРМ остается работоспособной при отказе одного любого агрегата управления, но при этом снижается уси­лие на выходном звене. Электрическое питание агрегаты управления полу­чают от трех независимых электрических сетей, а гидравлическое - от трех независимых гидросистем.

Разрез одного агрегата управления представлен на рис. 12.1, а. На ри­сунке агрегат управления представлен упрощенно для пояснения принципа работы. В действительности шток, например,, выполнен в виде гидро­пружины, что дает возможность пересиливания двум агрегатам управления при отказе третьего. Агрегат управления имеет двухкаскадный электрогидроусилитель. Первый каскад - гидроусилитель типа «сопло - заслон­ка» - выполнен по схеме гидравлического моста. В качестве постоянных сопротивлений, равных между собой, применены дроссели 4. Переменными гидравлическими сопротивлениями являются сопла 3 с заслонкой (якорем) 2 преобразователя сигналов.

Входным параметром первого каскада усиле­ния служит ток управления электронного усилителя, выходным парамет­ром - перепад давлений на торцах распределительного золотника 6, включенного в диагональ моста. Второй каскад усиления — золотник, выходным параметром которого является расход рабочей жидкости, опре­деляемый открытием щели в гильзе золотниковой пары.

Принцип действия электрогидроусилителя основан на равновесии и дисбалансе гидравлического моста. При отсутствии тока в обмотках 1 управления преобразователя сигналов переменные гидросопротивления равны и мост сбалансирован. Золотник находится в нейтральном поло­жении. При подаче тока в обмотки преобразователя сигналов заслонка (якорь) отклоняется от нейтрального положения, в результате чего изме­няется сопротивление истечению жидкости из сопел, нарушается равно­весие моста, возникает перепад давлений на торцах распределительного золотника. Под действием перепада давлений золотник смещается, соеди­няя полости цилиндра с нагнетанием и сливом. В результате этого пор­шень со штоком 7 смещается вправо или влево. Пружины 5 золотника обеспечивают пропорциональное перемещение его в зависимости от зна­чения перепада давлений на торцах.

На рис. 12.1,б приведена структурная схема агрегата управления А У с потенциометрической отрицательной обратной связью. На вход усили­теля поступает управляющий сигнал δ_У. Шток 7 агрегата перемещает ползунок потенциометра ООС, Р_ООС, с которого снимается сигнал U_ООС. Усилитель уменьшает ток управления i_У в обмотках 1 до нуля. Заслонка (якорь) приходит в нейтральное положение. Золотник также возвращается в нейтральное положение под действием пружин, а поршень останавли­вается в отклоненном положении.

Динамические свойства гидропривода в основном оценивают тремя факторами: коэффициентом усиления по скорости k_V , постоянной времени Т и коэффициентом демпфирования к_Д.

Коэффициент усиления по скорости k_V = k_Q / A_П, где k_Q - коэффициент усиления золотникового гидроусилителя по расходу жидкости; А_П — ра­бочая площадь поршня силового цилиндра.

Коэффициент усиления по расходу (приближенно):

,

где G — гидравлическая проводимость управляемого дросселя; х - пере­мещение золотника; р_ПИТ - давление в линии питания.

Из этой формулы следует, что k_Q увеличивается с возрастанием дав­ления в линии нагнетания и гидравлической проводимости. С увеличе­нием радиального зазора и перекрытия этот коэффициент при малых смещениях золотника заметно уменьшается, что снижает крутизну нараста­ния расхода и чувствительность гидропривода.

Постоянная времени , где т - масса жидкости движущихся частей и нагрузки, приведенная к оси силового цилиндра; С_Г - коэффи­циент жесткости гидропружины.

С увеличением жесткости гидропружины постоянная времени уменьша­ется. Это улучшает динамику привода.

Коэффициент к_Д определяет качество переходного процесса и степень колебательности привода:

,

где β - жесткость механической характеристики гидропривода.

Из данного выражения следует, что с уменьшением жесткости β демпфирующие свойства гидропривода улучшаются.

На рис. 12.2 изображена схема электрической рулевой машины.

Дви­гатель-генератор ЭРМ представляет собой две электрические машины в одном корпусе: асинхронный двухфазный двигатель АДД с полым ротором и асинхронный тахогенератор Г. Ротор двигателя АДД тонко­стенный алюминиевый стакан, вращающийся в воздушном зазоре между неподвижным статором (обмотка возбуждения L_ВД, управления - L_У) и внутренним магнитопроводом. Двигатель АДД преобразует электрическую энергию в механическую на выходном валу, а тахогенератор Г является датчиком скоростной ООС сервопривода. С его сигнальной обмотки L_С снимается напряжение U_{С ос} обратной связи. Другие элементы ЭРМ имеют следующие назначения: муфта пересиливания МП определяет значение момента на выходном валу ЭРМ; муфта ЭММС сцепляет вал двигателя АДД с выходным валом; концевой выключатель KB контактами 1-2 отключает обмотку возбуждения L_ВД двигателя АДД при отклонении выходного вала на угол более заданного. Муфта пересиливания МП, электромагнитная муфта сцепления ЭММС и KB являются элементами безопасности при работе АБСУ. Индукционный потенциометр ИП, ротор которого через редукторы Р1 и Р2 приводится во вращение от АДД, слу­жит датчиком жесткой ООС в сервоприводе. К нему подводится напря­жение питания U_{п ИП}, а с его сигнальной обмотки снимается напряжение U_{ж ООС}.

Относительная угловая скорость V₀ идеального XX, пусковой момент двигателя АДД и жесткость характеристик зависят от коэф­фициента сигнала α=U_Х/U_ВД. Благодаря зависимости угловой скорости идеального холостого хода V₀ от коэффициента сигнала α можно управлять этой скоростью. С уменьшением коэффициента сигнала α уг­ловая скорость идеального XX падает, так как двигатель нагружается внутренним мо­ментом, создаваемым маг­нитным полем обратной по­следовательности. Пусковой момент прямо пропорцио­нально зависит от коэффи­циента сигнала α. Жесткость же механических характеристик при изменении коэф­ фициента сигнала меняется незначительно.

Структурная схема сервопривода с ЭРМ представлена на рис. 12.3. На схеме обозначено:

к - коэффициент пропорциональности между углом δ отклонения руля и напряжением U;

к₁ к₂, к₃, к₄, к₅ - коэффициенты усиления суммирующего усилителя, электромагнитной муфты, электродвигателя, скоростной ООС и жесткой ООС;

Т₁, Т₃ - постоянные времени суммирующего усилителя и электродви­гателя ;

К₂ ·е^-рτ передаточная функция электромагнитной муфты.

Передаточная функция замкнутой системы, соответствующая данной структурной схеме, имеет вид:

,

где К=кк₁к₂к₃; к₁=к₁к₂к₃ к₄; к₂=к₁к₂к₃ к₅;

а₀=Т₁ Т₃; а₁=Т₁ +Т₃; а₂=1+ к₁ ·е^-рτ; а₃=(К+ К₂ )·е^-рτ.

Условие устойчивой работы сервопривода: а₁а₂-а₀а₃>0. Из этого условия вытекает требование к значениям коэффициентов усиления и постоянных времени отдельных звеньев.

12.2. Электропривод триммеров и стабилизатора

Электроприводу триммеров приходится преодолевать аэродинамические силы, являющиеся потенциальными. Однако силы трения в механической передаче, имеющей большое передаточное отношение, превышают аэро­динамические. Поэтому нагрузка на двигатель независимо от направления движения остается положительной, что позволяет использовать в электро­приводе простые по схеме управления двигатели последовательного возбуждения. Электромеханизмы, отклоняющие триммеры, конструктивно обычно размещены внутри стабилизатора, киля, руля направления, элерона и соединены с триммерами с помощью тяг и качалок.

Для управления триммерами руля направления и элеронов применяют электромеханизмы МП-100МТ с поступательным ходом штока. Основ­ными элементами такого электромеханизма являются электродвигатель 12(рис. 12.4),

электромагнитная муфта торможения 5, планетарный редуктор 4, роликовая винтовая пара 2-3, узел концевых выключателей 7-9. При подаче питания на одну из обмоток возбуждения, якорную обмотку электродвигателя и обмотку электромагнитной муфты вал электродвига­теля растормаживается и крутящий момент передается на каретку-винт 2, которая, вращаясь, сообщает поступательное движение гайке-штоку 1 в ту или иную сторону относительно неподвижного корпуса 11. Кулачковый механизм 6, 10 и концевые выключатели 7-9 обеспечивают сигнализацию нейтрального положения, отключение электродвигателя и торможение его вала в крайних положениях при выпуске и уборке.

Каждый триммер элеронов отклоняется своим электромеханизмом МП-100Т. Электромеханизмы включают переключателями S 2, S3 (рис. 12.5) на пультах триммеров в кабине экипажа. Контакты концевых выключа­телей КВЗ-КВ6 отключают электромеханизмы в крайних положениях, а контакты выключателей КВ2 и КВ7 замыкают цепи сигнальных ламп, когда триммеры находятся в нейтральном положении. Триммеры элеронов не связаны между собой механически. Ввиду возможной разницы в ско­ростях движения штоков механизмов в эксплуатации могут быть случаи рассогласования в положении триммеров. Положения триммеров согла­суют с помощью пульта синхронизации, на котором установлены нажим­ной переключатель S 1, лампа Л1 и концевой выключатель КВ1. Триммеры согласуют так:

одним из переключателей S 2 или S3 включают электромеханизм. Загорание ламп Л2 и ЛЗ свидетельствует о нейтральном положении правого триммера;

открывают крышку пульта синхронизации. При этом замкнутся кон­такты концевого выключателя КВ1;

переключателем SI включают электромеханизм и, отклоняя триммер, добиваются загорания лампы Л1, что будет свидетельствовать о нейтраль­ном положении левого триммера;

закрывают крышку пульта синхронизации. При этом лампа Л1 гаснет, так как разомкнутся контакты выключателя КВ1.

Триммеры элеронов согласуют перед полетом. В полете это делать запрещено.

Триммеры руля высоты имеют механическое и электрическое управ­ления. Оба триммера управляются одним электромеханизмом, выходной барабан которого включен в механическую передачу. Через эту передачу при работе механизма одновременно приводятся в движение штурвальчики в кабине экипажа и винтовые механизмы, отклоняющие триммеры.

Электропривод стабилизатора. Для расширения диапазона эксплатационных центровок на самолетах устанавливают управляемые стабилиза­торы. Стабилизатор переставляют электрическим или гидравлическим при­водом. В неподвижном положении стабилизатор фиксируется за счет самоторможения резьбы винта подъемника привода.

Схема управления электромеханизмом МУС-ЗПТВ привода стабилиза­тора дана на рис. 12.6. На схеме показано управление только одним двигателем электромеханизма. Управление работой другого двигателя производится по аналогичной схеме. При установке переключателя S 1 в положение «Кабрирование» напряжение 27 В подается через автомат защиты F 3 на обмотки контактора К5 и реле К6, а через автомат F 2, переключатель S 1 и замкнутые контакты концевого выключателя КВ2 на обмотку реле К4. Срабатывая, контактор К5 подготавливает цепи питания электродвигателя переменным током, а реле Кб - цепь питания электромагнитной муфты ЭММ1. Через контакты 5-6 реле К4 напряже­ние подается на коробку защиты двигателя КЗД, а через контакты 1-2 реле К10 и 2-3 реле К4 - на обмотку контактора К2. Он, срабатывая, подключает электродвига­тель M 1 к сети переменного тока через свои контакты 1-2, 3-4, 5-6. Двигатель M 1 начинает вращаться. При наличии напряжения в сети и исправности цепей питания в. коробке КЗД срабатывают реле К7 - К9, питающиеся от трансформаторов Т1 - ТЗ че­рез выпрямительные блоки V 1- V 4, V 5- V 8, V 9- V 12. Замкнувшиеся контакты реле К7 - К9 образуют парал­лельную цепь контактам 1-2 реле К10.

После замыкания кон­тактов 5 - 6 реле К4 напря­жение подается на реле вы­держки времени К11, которое срабатывает через 0,5 с и подключает реле К10. После срабатывания этого реле напряжение 27 В подводится на реле КЗ. Оно сраба­тывает и подключает муфту ЭММ1. Таким образом, сцепление ротора электродвигателя с редуктором происходит через 0,5 с после начала вращения. Задержка по времени на выдачу сигнала включения муфты ЭММ1 необходима из-за того, что ротор электродвигателя не тормозится при отключении, и время его полного останова может быть больше времени перерыва при переключении на обратное направление вращения. Включение муфты через 0,5 с обеспечивает реверс ротора до сцепления его с редуктором механизма. При полном отклонении стабилизатора контакты 1 - 2 выключателя КВ2 разрывают цепь питания реле К4, коробки КЗД и контактора К2. Электродвигатель M 1 отключается от сети переменного тока, муфта ЭММ1 обесточивается и затормаживает выходной вал электромеханизма.

Установкой переключателя S 1 в положение «Пикирование» включают контактор К5 и реле К6, которые подготавливают цепи питания электро­двигателя и электромагнитной муфты. Напряжение на коробку КЗД подается через автомат F 2, замкнутые контакты концевого выключателя КВ1, контакты 4 - 5 реле К4, а через контакты 1 - 2 реле К10 и 1-2 реле К4 на контактор К1. Последний срабатывает и своими контактами 1 - 2, 3 - 4, 5 - 6 подключает электродвигатель M 1 к сети переменного тока на другое направление вращения. Срабатывают реле К7-К9, а через 0,5 с - реле K 11 и К10. Затем срабатывает реле КЗ. Оно подключает электромагнитную муфту, которая обеспечивает сцепление ротора электродвигателя с редуктором. Выходной вал электромеханизма через винтовой подъемник поднимает стабилизатор. Подъем ограничивается размыканием контактов выключателя КВ1. При этом снимается питание с коробки КЗД и контактора К1. Электродвигатель отключается и электромеханизм останавливается.

С каждым из электродвигателей электромеханизма работает своя ко­робка защиты КЗД. Она защищает электродвигатель при обрыве фазы, а также создает выдержку времени на включение электромагнитной муфты. Защита двигателя при обрыве любой фазы происходит следующим образом. При отсутствии напряжения или обрыве одной фазы разры­вается цепь, состоящая из последовательно замкнутых контактов реле К7-К9, а следовательно, снимется питание с реле КЗ и контакторов K 1 ( K 2). Электродвигатель M 1 и муфта ЭММ1 отключаются. Электро­двигатель от сети переменного тока питается через размыкающиеся контакты одного контактора и замыкающиеся контакты другого. Такое соединение контактов исключает возможность КЗ при включении электро­двигателя на реверс в условиях залипания контактов одного из контакторов. В случае отсутствия питания на одном из электродвигателей выходной вал электромеханизма получает вращение от исправного элект­родвигателя. Частота вращения выходного вала в этом случае вдвое меньше.

После проверки работоспособности триммеров их устанавливают в нейтральное положение, которое контролируют по сигнальным лампам и визуально. При необходимости триммеры синхронизируют. При техни­ческом обслуживании проверяют надежность крепления электромеханизмов триммеров, надежность контровки штепсельных разъемов и крепление минусовых проводов. Вскрывать электромеханизмы триммеров в процессе эксплуатации не разрешается.

Управляемый стабилизатор при взлете самолета переставляется от рукоятки управления закрылками (при закрытом колпачке переключателя стабилизатора). При установке рукоятки управления закрылками из поло­жения «0» на любой угол закрылки одновременно выпускаются на заданный угол, а стабилизатор переставляется из полетного положения «0» во взлетное положение «-3°». Если рукоятка управления закрылками переставляется из любого положения в положение «0», одновременно полностью убираются закрылки и стабилизатор устанавливается в полет­ное положение «0».

При техническом обслуживании осматривают подъемник стабилиза­тора, проверяют состояние и крепление электромеханизма и механизма концевых выключателей. Проверяют соответствие углов установки стаби­лизатора показаниям индикатора. В процессе отладки и испытания электропривода стабилизатора под током контролируют продолжитель­ность перестановки стабилизатора из одного крайнего положения в дру­гое (при этом должен соблюдаться тепловой режим работы электро­механизма). Не допускается пробуксовка фрикционной муфты, если же есть пробуксовка, то отлаживают механизм с помощью ручного привода. По окончании работы ручным приводом обязательно снять рукоятку.

12.3. Электропривод антенны радиолокатора

Антенна радиолокатора А (рис. 12.7) осуществляет азимутальное ска­нирование. Канал азимутального привода антенного блока состоит из АДД M 1 с обмотками 1 - 2, 3 - 4, понижающего редуктора с передаточным отношением u 1, решающего вращающегося трансформатора М2 и вра­щающегося трансформатора развертки МЗ (с обмотками 13 - 15, 14 - 16, 17 - 19, 18 - 20).

Управляемый двигатель M 1 вращается без реверса. Непрерывное вра­щение двигателя преобразуется в секторное качение рефлектора антенны с помощью кривошипно-коромыслового механизма. На обмотку возбужде­ния 3 - 4 двигателя M 1 подается напряжение 115 В, 400 Гц, а на его обмотку управления 1 – 2 - пониженное напряжение от блока стабилиза­ции и управления. Значение этого напряжения зависит от режима работы радиолокатора. На обмотку 1 - 2 может подаваться и постоянное напря­жение для торможения антенны и фиксации ее в определенном положении.

Вращающийся трансформатор М2 (с обмотками 5 - 7, 6 - 8, 9 - 11, 10 - 12) служит для получения напряжения, амплитуда которого пропор­циональна мгновенному значению требуемого угла наклона луча антенны в системе косвенной его стабилизации, определяемому по формуле δ’=γ·sinα-θ·cosα , где γ , θ, α - текущие углы крена самолета, тангажа, азимутальный поворот рефлектора соответственно. Данное напряжение получают за счет напряжения крена, подаваемого на синусную обмотку трансформатора от самолетной гировертикали, а на косинусную — напря­жения тангажа. Требуемый для совмещения луча с горизонтальной плоскостью угол δ наклона отражателя меньше полученного значения δ’ в постоянное число раз K _А=δ’/δ, определяющее, во сколько раз угол отклонения оси диаграммы направленности антенны превышает угол пово­рота рефлектора относительно облучателя. Этот коэффициент учитывается введением редукции между осью наклона отражателя и вращающимся трансформатором М4 отработки наклона.

Снимаемое с роторной обмотки 6 - 8 вращающегося трансформатора М2 и пропорциональное требуемому углу δ’ напряжение поступает далее в блок стабилизации и управления, где сравнивается с напряжением, пропорциональным действительно имеющемуся в данный момент значе­нию угла наклона отражателя, получаемому от трансформатора М4.

Канал управления отражателя антенны по наклону предназначен для непрерывного совмещения оси диаграммы направленности с плоскостью горизонта или другой заданной плоскостью при крене и тангаже само­лета, а также для дистанционного задания угла наклона плоскости, с которой производится совмещение, в пределах углов ±10° относительно горизонта. Канал наклона состоит из асинхронного двухфазного электродвигате­ля М5 с обмотками 30 - 31, 32 - 33, редуктора с переда­точным отношением иЗ, редуктора отношением и4, трансформатора М4, тахогенератора постоянного тока М6, редуктора с передаточ­ным отношением и2. Двига­тель М5 перемещает отра­жатель в плоскости наклона. Его вращением управляет блок стабилизации и управ­ления изменением амплиту­ды и фазы подаваемого на обмотку управления 32 – 33 переменного напряжения. Трансформатор М4 с обмотками 21 - 23, 22 - 24, 25 - 27, 26 - 28 работает в качестве приемника в системе дистанционной передачи, служащей для ручного наклона плоскости стабилизации, а также является датчиком истинного текущего угла наклона рефлектора и используется в следящей системе гиростабилизации в качестве датчика отработки. Сигнал рассогласования во всех случаях поступает с его статорной обмотки в блок стабилизации и управления. Тахогенератор М6 - эле­мент ООС, которая нужна в следящей системе наклона отражателя для при­дания ей определенных динамических свойств. Напряжение с якорной обмотки тахогенератора 29 подается в магнитно-тиристорный усилитель блока стабилизации и управления. Выводы обмоток 1 - 2, 5 - 29, 32 - 33 подсоединены к блоку стабилизации и управления.

Сканирование антенны в азимутальной плоскости производится АДД M 1 (рис. 12.8), обмотка возбуждения которого w 1 питается от сети через фазосдвигающий конденсатор С1. На обмотку управления w 2 подается пониженное напряжение от трансформатора Т1 через контакты реле К1. Во всех режимах, кроме режима «Снос», реле К1 обесточено, и двига­тель, получая питание, вращается непрерывно в одном направлении. Радиолокатор в режим «Снос» переводят включением переключателя S 1. При этом срабатывает реле К1 и своими контактами 2 - 3, 5 - 6 вклю­чает обмотку управления w 2 на постоянное напряжение 27 В через кон­такты 1 - 3, 4 - 6 кнопки S 2 и контакты 1 - 3 кнопки S3. Это обеспечи­вает эффективное электродинамическое торможение двигателя M 1 и надеж­ную фиксацию антенны в заданном азимутальном положении. В таком положении измеряют угол сноса. Кнопки S 2, S3 служат для управления поворотом антенны в режиме «Снос». Скорость перемещения антенны регулируют потенциометром R 1, стоящим на оси рукоятки «Контраст». При нажатии кнопки С2 двигатель выполняет реверс из-за смены концов вторичной обмотки Т1. Конденсаторы С2 - С5 служат для искрогашения.

Схема управления наклоном рефлектора антенны представлена на рис. 12.9.

Питающее напряжение 36 В, 400 Гц через трансформатор Т подводится на статорные обмотки 5 - 10 вращающего­ся трансформатора управле­ния ВТУ. На оси его ротора расположена рукоятка «Нак­лон». Амплитуду питающего напряжения трансформатора ВТУ регулируют потенцио­метром «Масштаб» R 1. Об­мотки трансформатора ВТУ соединены последовательно с роторными обмотками сле­дящего элемента М4 схемы, ротор которого приводится во вращение от двигателя М5 наклона рефлектора антенны. При несовпадении осей трансформатора ВТУ и элемента М4 в статорной обмотке 7 - 12 последнего наводится напряже­ние, представляющее собой ошибку рассогласования в замкнутой системе управления положением рефлектора антенны. Напряжение ошибки рас­согласования с цепочки R 2, С2 поступает на вход транзисторного усилителя ТУ.

После магнитно-тиристорного усилителя МТУ сигнал идет на обмотку управления W _У двигателя М5. Двигатель наклона вращает рефлектор антенны до тех пор, пока оси элемента М4 и трансформатора ВТУ не совпадут, что будет характеризоваться отсутствием сигнала ошибки на входе усилителя ТУ. Реверсирование двигателя М5 производится за счет изменения фазы напряжения на обмотке W _У . С осью исполнитель­ного двигателя М5 связан ротор тахогенератора М6, напряжение с кото­рого, пропорциональное скорости вращения двигателя наклона, вводится через цепочку R 3, R 4, СЗ в усилитель ТУ в качестве напряжения ОС. Глубину ОС устанавливают потенциометром R 3. Автоколебания рефлек­тора по скорости относительно положения, заданного ручкой «Наклон», исключает ООС.

Схема привода стабилизации антенны в плоскости обзора дана на рис. 12.10.

Сельсины M 1, M 7 находятся в гиродатчике, а их роторные обмотки питаются от сети 36 В, 400 Гц. Сигналы, пропорциональные углам крена и тангажа самолета, снимаются с трехфазных обмоток этих сельсинов в виде трехфазных напряжений, которые преобразуются сель­синами М2, М8 в однофазные напряжения с изменяющейся амплитудой. Для согласования преобразующего сельсина М2 ( M 8) с согласующим вращающимся трансформатором МЗ (М9) одна из роторных обмоток М2 (М8) замкнута через дроссель L 1 ( L 2). Трансформаторы МЗ, М9 опре­деляют масштаб и фазу выходного напряжения. Сигнал, пропорциональ­ный крену самолета, поступает на вход трансформатора МЗ, работающего в режиме масштабного трансформатора. Изменение масштаба сигнала крена равно 0-1. Сигнал, пропорциональный тангажу, поступает на вход трансформатора М9, выполняющего роль фазовращателя. Настраивают схему разворотом роторов трансформаторов МЗ, М9 с помощью само­тормозящихся осей О₁ О₂ со шлицами. Включение согласующих вра­щающихся трансформаторов позволяет устранить разницу в масштабе и фазе сигналов, идущих от самолетной гировертикали.

С роторных обмоток 1 - 3 трансформаторов МЗ, М9 сигналы, пропор­циональные углам крена γ и тангажа θ, следуют в статорные обмотки 5 - 10, 7 - 12 решающего вращающегося трансформатора М4. В его роторной обмотке наводятся составляющие (1/К)γsinα и

-(1/К)θsinα, так как его ротор с коэффициентом редукции 1/К_А связан с осью азимутального ска­нирования антенны. Выходное напряжение трансформатора М4 через кон­такты 1 - 2 реле К1 поступает на суммирующую цепочку R 2, С2, стоя­щую на входе транзисторного усилителя ТУ. После магнитно-тиристорного усилителя МТУ напряжение, пропорциональное входному сигналу, подается на обмотку управления и_у двигателя М5, который отклоняет рефлектор антенны на заданный угол. Таким образом, плоскость обзора стабилизируется наклоном рефлектора при изменении угла крена и тан­гажа самолета. Сигнал ручного управления наклоном рефлектора исполь­зуют для задания нужной плоскости стабилизации луча.

В схеме предусмотрена возможность отключения стабилизации (это необходимо, например, при взлете самолета или при неисправности гиродатчика) с помощью выключателя «Резервная стабилизация» S 1. При срабатывании реле К1 вместо сигнала стабилизации на вход усилителя ТУ подключается эквивалент нагрузки R 1. При этом работа схемы управ­ления наклоном рефлектора не нарушается. Двигатель М5 реверсируется при изменении фазы управляющего сигнала.

Структурная схема (рис. 12.11), соответствующая принципиальной схеме, представленной на рис. 12.9. позволяет оценить точность и устойчивость работы следящего привода наклона рефлектора антенны. На ней обозна­чено: α_у - заданное положение оси наклона рефлектора антенны; α - действительное положение оси наклона антенны; к - коэффициент про­порциональности между углом рассогласования ∆α и напряжением, сни­маемым с обмотки 7 - 12 элемента М4; U₁ - напряжение рассогласования, определяемое по формуле U₁=к(а_у-α); k ₁ , Т₁ - коэффициент усиления и постоянная времени дифференцирующего контура; к₂ - коэффициент усиления транзисторного усилителя; к₃, Т₃ - коэффициент усиления и постоянная времени магнитно-тиристорного усилителя МТУ; к₄, Т₄ - коэффициент усиления и постоянная времени электродвигателя (Т₄ = J/β где J — момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу дви­гателя; β - жесткость механической характеристики двигателя; М_С - на­грузочный момент на валу двигателя; к₅ - коэффициент усиления тахогенератора; к₆, Т₆ - коэффициент усиления и постоянная времени диф­ференцирующего контура в цепи обратной связи.

Передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:

.

Зависимость угла наклона рефлектора антенны от действия возмущения записывают следующим образом:

α=(а_у-а) W (р) - М_с (1/р). (12.3)

При а_у=0 привод является астатической системой по отношению к управляющему воздействию, а статическая ошибка х от действия возмущения М_С определится из выражения (12.3) при а_у=0, а_у=-х находят по такому уравнению: х= M _С /(kk ₁ k ₂ k ₃ k ₄). Из этого уравнения видно, что для повышения точности работы привода следует увеличивать коэффициенты усиления к, к₂, к₃, но при этом нельзя допускать выход привода на неустойчивый режим.

Передаточная функция замкнутой системы

,

где К= k ; к₁; к₂; к₃; к₄; К₁= к_{2 ,}к_3, к_4, к_5,к₆;

а₀ = Т₃ Т₄; a ₁ = T₃ + T₄+ Т₆К₁; а₂ = Т₁К + К₁ + 1; а₃ = К.

Для системы третьего порядка условием устойчивости является

а₁а₂ - а₀а₃ > 0 или (T₃ + T₄+ Т₆К₁)( Т₁К + К₁ + 1) > Т₃Т₄К.

Из данного неравенства следует, что для повышения устойчивости работы
привода необходимо снижать значения к, к₁ Т₃, Т₄ и увеличивать значения k₅, к₆, Т₁. Уменьшение Т₄=J/β в приводах достигают уменьшением J (тонкостенный алюминиевый стакан в АДД и повышением жесткости β механической характеристики двигателя.

12.4. Электропривод подъемно-транспортных устройств

Для подъема транспортируемых грузов и перемещения их внутри ЛА, поднятия и опускания клетки кухонного лифта, подъема и спуска грузов при зависании вертолета в воздухе применяют электропривод подъемно-транспортных устройств. Его снабжают стационарными или переносными пультами управления, питаться он может от аэродромных источников энергии и от сети ЛА. Регулируют угловую скорость выходного вала электропривода (тросонесущего барабана лебедки) плавно (от 0 до ω_MAX, например лебедка БЛ, выполненная по системе Г-Д с ЭМУ) и ступен­чато (двухдвигательная лебедка ЛПГ или однодвигательная лебедка ГЛ с двухступенчатым редуктором). В двухдвигательной лебедке уменьшают скорость вращения вдвое отключением одного из электродвигателей. Общим для всех электромеханизмов лебедок является наличие фрикцион­ной электромагнитной муфты, которая при отключении электродвигателя фиксирует тросовый барабан.

На вертолетах чаще устанавливают лебедки с приводом от двух электродвигателей. Схема управления лебедкой с двумя электродвигате­лями постоянного тока представлена на рис. 12.12.

При нажатии на кнопку «Выпуск» S3 на пульте управления напряжение бортсети прикладывается к обмоткам контакторов К1, К4, К5, К8. После их срабатывания питание получают обмотки параллельного возбуждения OB 1, OB 4, а также контак­торы К2, К6, подключающие обмотки последовательного возбуждения ОВ2, ОВ5 и якорные цепи электродвигателей M 1, M 2. Их роторы начи­нают вращаться. Электромагнитные муфты ЭММ1, ЭММ2 обеспечивают сцепление электродвигателей с редуктором. Тросонесущий барабан тоже начинает вращаться, трос выпускается. При выпуске троса электродвига­теля работают по схеме смешанного возбуждения. Если кнопка S3 не отпущена, лебедка остановится при остатке 2-4 витков троса на бара­бане. В этот момент размыкается концевой выключатель КВ2 выпуска, а концевой выключатель КВЗ замыкается, и электродвигатель останавли­вается.

При нажатии на кнопку «Уборка» S 2 срабатывают контакторы КЗ, К4, К7, К8, которые включают электродвигатели на противоположное направление вращения по схеме последовательного возбуждения. Тросо­несущий барабан начинает наматывать трос. Когда выпущенного троса останется 10 м, концевой выключатель КВЗ размыкает цепь, отключая второй двигатель. Первый двигатель лебедки при дальнейшей уборке троса отключают в нужный момент отпусканием кнопки S 2. Электродвигатель Ml при уборке троса можно останавливать и размыканием выключателя S 4. Лебедка имеет две скорости выпуска (уборки) троса. Для уменьшения скорости выпуска (уборки) нажимают на рычаг переключения скорости на пульте управления. При этом размыкается концевой выключатель КВ1, первый двигатель отключается, а второй перемещает трос со скоростью, вдвое меньшей.

Приведенный на рис. 12.13 фрагмент схемы электропривода лебедки с двумя асинхронными двигателями относится к одному двигателю.

Для включения лебедки на выпуск троса нажимают кнопку «Выпуск» S 2. При этом срабатывает реле К6 и через свои контакты 1-2, контакты 3-4 реле К4, контакты концевого выключателя КВ2 включает контактор К9, который контактами 1-2, 5-6, 9-10 подключает электродвигатель М на выпуск троса. Одновременно срабатывает реле К5, подключающее электромагнитную муфту ЭММ. Лебедка производит выпуск троса. Элект­родвигатель останавливается при размыкании концевого выключателя КВ2, разрывающего цепь питания контактора К9 и реле К5

Схема управления лебедкой имеет защиту от КЗ в фазах до места включения трансформаторов тока и от обрывов фаз. Реле К1-КЗ через выпрямители VI - V 3 подключены ко вторичным обмоткам трансформа­торов тока Т1 - ТЗ. При протекании тока по фазам электродвигателя во вторичных обмотках трансформаторов Т1 - ТЗ индукцируются э. д. с, которые обеспечивают срабатывание реле К1 - КЗ. Замыкание контактов 3 - 4 этих реле приводит к срабатыванию реле К4. Оно становится на самоподпитку через свои контакты 1-2. Контакты 3-4 реле К4 размы­каются, но обмотки реле К5 и контактора К9 остаются включенными, так как питание к ним теперь поступает через контакты 1-2 реле К1 - КЗ. Отпускание контактов одного из этих реле при возникновении аварийного режима в одной из фаз приводит к отключению реле К5 и контактора К9. При этом электродвигатель М отключается от сети и тормозится электромагнитной муфтой. Но так как механизм имеет два двигателя, лебедка продолжает работать с половинной угловой скоростью.

Для уборки троса нажимают кнопку «Уборка» S3. Срабатывают реле К7, К8, контактор К10 и подключают электродвигатель М на уборку троса. Реверс электродвигателя выполняется переключением двух его фаз, что делают контакты 7-8, 11-12 контактора К9. Ступенчатое изменение угловой скорости барабана лебедки осуществляют нажатием кнопочного выключателя S 1. При этом отключается второй электродвигатель (на схеме не показан) и угловая скорость тросонесущего барабана уменьшается вдвое. Применение двухдвигательного электромеханизма и относительно простой схемы управления обеспечивает надежную работу рассмотренных лебедок.

При эксплуатации лебедок особое внимание уделяют проверке целости троса. Особенно тщательно осматривают трос после пробуксовки фрик­ционной электромагнитной муфты электромеханизма лебедки.

Глава 13