Важность автопилота на воздушном судне
Потребность в автоматическом управлении полетом возникла в связи с необходимостью облегчить труд пилота при длительных полетах и обеспечить высокую точность выдерживания заданных характеристик полета. При современных скоростях полета, вследствие ограниченных возможностей человека, быстрая реакция и точная координация действия могут быть обеспечены только средствами автоматики.
Устройства для автоматического выполнения отдельных операций по управлению полетом появились, по существу, вместе с самолетом. По мере развития самолетостроения, роста скоростей, высот и дальностей полета росли и развивались средства автоматического управления режимами полета.
Любой режим полета характеризуется рядом параметров: высотой, скоростью, углами крена, тангажа, рыскания (отклонения от заданного направления полета), атаки, скольжения, наклона траектории, линейными отклонениями от траектории и т. д.
Эти параметры можно разделить на две группы:
1)характеризующие угловые движения самолета относительно его центра масс;
2)определяющие движение самого центра масс самолета.
Следовательно, и управление полетом складывается из управления движением самолета вокруг центра масс и управления движением центра масс.
Под автопилотом понимают устройство, осуществляющее автоматическое управление тем или иным движением летательного аппарата.
Под понятием «управление» следует различать стабилизацию заданного значения того или иного параметра режима полета (режим стабилизации) и изменение этого параметра по заданному закону или произвольно (режим управления).
В настоящее время широкое применение нашли автопилоты, осуществляющие управление в основном угловыми движениями. В режиме стабилизации они поддерживают заданные значения углов крена, тангажа, рыскания, заданную высоту полета. В режиме управления автопилот позволяет осуществлять координированные развороты, набор высоты или снижение, приведение самолета к горизонтальному полету и т. д. Следует отметить, что стабилизация угловых положений самолета не обеспечивает стабилизации траектории его движения, так как изменение траектории полета может произойти и без изменения углов, на которые реагирует автопилот.
Также как летчик при ручном управлении, автопилот воздействует на рули самолета. Руль высоты вызывает появление момента Mz и вращение самолета относительно поперечной оси Z. Элероны вызывают поперечный крен, т. е. появление момента Мх и поворот самолета относительно продольной оси Х, а при крене самолет обязательно будет совершать вращение вокруг вертикальной оси У. Руль направления создает момент Му и вызывает вращение самолета относительно вертикальной оси У, а разворачивающийся самолет имеет тенденцию к крену и вращению относительно оси Х.
В автопилотах со скоростной обратной связью величина сигнала на входе в сервопривод пропорциональна скорости изменения координаты органа управления (например, скорости перекладки руля).
Изодромные автопилоты в переходном режиме ведут себя как автопилоты со скоростной обратной связью, а в установившемся режиме – как автопилоты с жесткой обратной связью.
По роду потребляемой сервомотором энергии автопилоты подразделяются на электрические, гидравлические и пневматические.
В качестве датчиков сигналов стабилизации угловых положений самолета применяются трехстепенные гироскопы, позволяющие измерять углы отклонения самолета от заданного положения.
Сигналы управления и их порции выбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальную точность управления при сохранении устойчивости системы.
Задатчики сигналов управления разделяются на задатчики по положению (когда положению задатчика соответствует угол наклона самолета) и задатчики по скорости (когда положению задатчика соответствует скорость вращения самолета).
Центральное место в оборудовании современных самолетов стали занимать комплексные системы автоматического управления полетом, которые объединяют автоматизацию функций пилотирования и навигации.
Но конечно же во время автоматической посадки пилоты не сидят без дела, они контролируют поведение самолета, работу систем. Это очень напряженный момент. Автопилот может не сработать в последний момент и не выровнять самолёт перед посадкой или повести себя неадекватно.
Статья подготовлена преподавателем ЦК АиРЭО Стриженюк Я.М.
Вы можете оставить комментарий, или ссылку с вашего сайта.