Авиация и космонавтика 2013 12
Шрифт:
Основным элементом дистанционного управления являлся двухконтурный четырехканальный электрогидравлический привод стабилизатора — РПД-1 разработки ПМЗ «Восход». Большой ход силового штока гидроцилиндра, подключенного непосредственно к рычагу консоли стабилизатора и два электрических контура управления приводом — внутренний, определяющий скорость перемещения штока привода, и внешний — отслеживающий заданное вычислителем положение рулевой поверхности, обеспечивали высокие точностные и динамические характеристики привода даже при очень малых амплитудах входных сигналов — порядка двух угловых минут. Это позволило избежать возникновения в полете автоколебаний даже на предельных значениях
Два канала гидрораспределителя привода подключались к 1 — й гидросистеме самолета, другие два канала — ко 2-й. Для исключения потери двух каналов распределителя в случае отказа одной из гидросистем, один из его каналов, подключенных к отказавшей гидросистеме, автоматически переключался на исправную.
Четырехкратное резервирование вычислителей продольного управления и приводов стабилизатора обеспечили работоспособность управления после двух последовательных отказов на каждом участке контроля канала. И только при третьем отказе система с вероятностью 50 % теряла управление. Следует отметить, что выбранные в то время степень резервирования, разбивка канала на участки контроля и принцип контроля полностью себя оправдали, т. к. за всю историю испытаний, опытной и серийной эксплуатации самолетов Т-10 и Су-27 не было ни одной потери самолета, первичной причиной которых являлись бы три отказа в СДУ.
Тем не менее, такая опасность принципиально существовала, а наиболее сложным и ответственным устройством продольного канала являлся вычислитель. Поэтому приняли решение ввести в структуру продольного канала режим «Жесткая связь», включаемый летчиком вручную. В этом случае неисправный вычислитель отключается, а приводы стабилизатора получают сигналы продольного отклонения ручки, коэффициент передачи которых регулируется вручную.
Режим «Жесткая связь», включаемый летчиком при третьем отказе, позволял длительно пилотировать самолет на скоростях, где он статически устойчив, и привести его в район базирования, а при известном навыке и посадить статически нейтральный самолет, каковым он стал в серийном производстве.
При разработке Су-27 впервые на отечественных самолетах была решена проблема бесперебойного электропитания СДУ. С этой целью самолет оборудовали двумя независимыми аварийными шинами постоянного тока напряжением 27В. Каждый резервный подканал СДУ снабжался своим блоком питания, подключенным к обеим аварийным шинам через диодную развязку. При этом все виды необходимого электропитания подканала, обеспечивающие работу вычислителей, контрольных устройств, сигнализации, индукционных и гироскопических датчиков, вырабатывались в своем блоке питания. Система управления оставалась работоспособна при изменении подводимого к клеммам СДУ напряжения в диапазоне 18–30 В.
Стенд системы управления
Поскольку СДУ — система электродистанционная, большое внимание при проектировании было уделено организации электрических связей между агрегатами системы, распределению электрожгутов подканалов по конструкции самолета, минимизации электромагнитного влияния каналов СДУ друг на друга и взаимовлияния с бортовой аппаратурой. В сигнальных цепях системы применили двухпроводную связь и бифилярную скрутку проводов, а электрожгуты каналов СДУ изолировали друг от друга и от жгутов другой аппаратуры. Такое решение обеспечило работу каналов СДУ без влияния на них внешних электромагнитных помех.
С самого начала решили, что каждый резервный подканал СДУ должен быть автономен по электрозащите, блокам электропитания, датчикам первичной информации, вычислительным средствам, серво- и рулевым приводам. Поскольку все одноименные каналы работают параллельно, сравниваясь между собой в местах контроля, каждый подканал, будучи изолирован от других (например, при отключении электропитания других подканалов) обеспечивал управление самолетом с заданным на систему требованием.
Несколько слов о поперечном и путевом каналах…
Проводка механической системы управления элеронами осуществлялась от ручки управления в кабине самолета при помощи тяг и качалок. Демпфирование поперечного управления первоначально предполагалось производить одним элероном, подключив к проводке управления элероном одноканапьную электрогидравлическую рулевую машину типа РМ-130, т. е. аналогично тому, как ранее это было осуществлено на предшествующих самолетах ОКБ — Су-15 и Су-17. Но затем, с целью экономии массы и повышения надежности и отказобезопасности системы, эта функция была передана дифференциально отклоняемым, по сигналам угловой скорости крена, консолям стабилизатора.
Механическая система управления от педалей также с помощью тяг и качалок выводилась в кили, к механизмам распределения рулей направления. В путевом канале к проводке управления до ее разветвления подключался трехканальный, разработанный специально для Су-27, электрогидравлический привод ПМ-15.
Поскольку привод был резервирован и оставался работоспособен после одного отказа, стало возможным расширить ход рулей направления от автоматики до половины диапазона их отклонения, что было необходимо для обеспечения устойчивости путевого управления на скоростях полета с числом М>1,5 и координации поперечного и путевого управления на больших углах атаки.
Итак, на первых опытных самолетах Су-27 типа Т10-1, в состав СДУ входили:
— 4-канальный вычислитель продольного управления;
— 4-кратно резервированные приводы консолей стабилизатора;
— 3-кратно резервированные автоматы улучшения поперечной и путевой устойчивости и управляемости — демпферы крена и курса.
Кроме СДУ в состав системы управления входила механическая система управления элеронами и рулями направления. Отработка алгоритмов СДУ проводилась на стендах полунатурного моделирования. Для испытаний системы управления Су-27 в 1976 г. в ОКБ построили стенд системы управления. В 1977 г. на нем были успешно завершен 1-й этап заводских испытаний, что позволило дать положительное заключение на начало испытаний опытного самолета Т10-1.
Первый опытный образец аппаратуры был собран в 1976 г. Летный комплект аппаратуры был поставлен ОКБ П.О. Сухого в ноябре 1976 г.
Что касается системы автоматического управления САУ-10, то она структурно входила в состав пилотажно-навигационного комплекса в качестве системы, предназначенной для обеспечения автоматического, полуавтоматического (директорного) и комбинированного управления самолетом путем формирования соответствующих сигналов управления для СДУ (при автоматическом управлении) или директорных приборов (при полуавтоматическом управлении). Для этого САУ должна была решать практически все известные на тот момент задачи автоматического и директорного управления, начиная от реализации простейших режимов автоматической стабилизации угловых положений, скорости или высоты полета и приведения к горизонту, и кончая режимами ближнего и дальнего наведения по сигналам СУВ или наземных систем, обеспечения маршрутных полетов по сигналам ПНК, возврата на аэродром вылета и захода на посадку.