Что такое Электродистанционная система управления?
Электродистанционная система управления
Электродистанционная система управления
(ЭДСУ) — система управления ЛА, в которой передача управляющих команд осуществляется в основном по электрическим линиям связи. Отказ от чисто механической проводки управления и необходимость перехода к ЭДСУ обусловлены внедрением автоматики в контур ручного (штурвального) управления ЛА. Автоматизация штурвального управления позволяет обеспечить не только оптимальные характеристики управляемости и устойчивости ЛА, но и заметно улучшить их лётно-технические характеристики за счёт использования аэродинамических схем с малым запасом продольной устойчивости или статически неустойчивых аэродинамических компоновок (см. Степень устойчивости) на дозвуковых скоростях полёта, что даёт возможность, например, уменьшить площадь стабилизирующих и управляющих поверхностей (то есть уменьшить массу ЛА), повысить аэродинамическое качество ЛА путём более рационального распределения аэродинамических сил между крылом и управляющей поверхностью, а также снизить нагрузки на конструкцию. При наличии аэродинамической неустойчивости ЛА рулевые поверхности требуется отклонять главным образом по сигналам контура автоматики. В этих условиях переход на дистанционную (проводную) систему связей рычагов управления в кабине лётчика и вычислительных устройств контура автоматики с исполнительными приводами является наиболее естественным и рациональным решением в компоновке системы управления.
Типичная структура ЭДСУ имеет следующие основные элементы: датчики перемещений рычагов управления в кабине лётчика (в некоторых случаях — датчики усилий); датчики параметров движения ЛА (в первую очередь датчики угловых скоростей тангажа, крена и рыскания, датчики нормальной и боковой перегрузок, датчики угла атаки и угла скольжения); вычислительное устройство. В зависимости от возможностей вычислительных устройств контуров автоматики в ЭДСУ может также использоваться информация об углах тангажа и крена. Для регулировки коэффициента усиления цепей ЭДСУ в систему вводятся данные о скоростном напоре, высоте полёта, Маха числе и скорости полёта. В качестве вычислителей сложных многофункциональных систем управления используются цифровые вычислительные устройства, в которых реализуются требуемые законы управления.
К ЭДСУ предъявляются высокие требования по их надёжности, поскольку выход таких систем из строя приводит к потере устойчивости и управляемости ЛА, то есть к катастрофическим последствиям. Высокий уровень надёжности таких систем в целом достигается резервированием основных подканалов и элементов ЭДСУ. На практике используется 3- или 4-кратное резервирование и устанавливается специальная система встроенного контроля, которая в процессе всего полёта сравнивает сигналы всех подканалов ЭДСУ и выдаёт команду на отключение неисправного. При проектировании ЭДСУ должны также приниматься меры к обнаружению так называемых пассивных отказов (с некоторого момента сигнал в одном из подканалов не меняется), поскольку в режиме длительного установившегося полёта, когда сигналы в системе почти постоянны по значению, может (в пределах установленного порога срабатывания системы встроенного контроля) происходить последовательное накапливание таких пассивных отказов без их обнаружения, и в момент начала энергичного манёвра мажоритарный принцип выделения неисправного канала приведёт к отключению исправной части системы. В случае необходимости могут применяться контроль и локализация отказов на определённых участках ЭДСУ, что позволяет сохранить исходный уровень резервирования на других участках ЭДСУ.
В ЭДСУ каждый подканал должен иметь автономное электропитание. Не допускается перерыв в питании при выходе из строя одного из источников питания.
Для повышения живучести ЭДСУ (надёжности при внешних воздействиях) необходимо по возможности рассредоточить элементы подканалов ЭДСУ и линий связи по ЛА с тем, чтобы механические или другие повреждения или воздействие в одном месте на ЛА не приводили к общему отказу ЭДСУ.
Важной характеристикой ЭДСУ является её помехозащищённость. Влияние работающих бортовых систем и внешних электромагнитных воздействий на сигналы ЭДСУ должно приводить лишь к малым искажениям, не отражающимся на направленности её работы, и не должно приводить к появлению сигналов о ложных отказах. Для повышения помехозащищённости применяются, например, волоконно-оптические линии связи.
В практике отечественного самолётостроения ЭДСУ стали исследоваться в полёте на летающих лабораториях (Лётно-исследовательский институт) и на опытных самолётах конструкции В. М. Мясищева в конце 50-х гг. В конце 60-х гг. резервированная ЭДСУ по одному из каналов управления была установлена на серийном самолёте конструкции П. О. Сухого. Трёхкратно резервированные ЭДСУ с одновременно действующей механической проводкой управления установлены на пассажирских самолётах Ил-86 и Ту-154. Интенсивное внедрение ЭДСУ в нашей стране и за рубежом началось в 70-е гг.: в США создан истребитель Дженерал дайнемикс F-16 с четырёхкратно резервированной ЭДСУ по всем каналам; на самолёте Макдоннелл-Дуглас F/A-18 установлена трёхкратно резервированная цифровая ЭДСУ, но сохранена резервная механическая система управления; самолёт Дассо-Бреге «Мираж» 2000 (Франция) имеет ЭДСУ по всем каналам. В 80-е гг. практически все вновь созданные самолёты, в том числе и пассажирские, оснащены ЭДСУ по всем каналам.
Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия.
Главный редактор Г.П. Свищев.
1994.
.
