Электрогидравлические и гидромеханические системы управления

подразделяются на 2 группы или 6 основных подгрупп:

1. Система автоматического демпфирования крыла САД1(Ил96-300).

2. Системы управления воздухозаборниками (ТУ22М, ТУ144, ТУ160).

3. Системы управления стойкой носового шасси (Ил76, Ил86, Ил96, Ил114, Ту144, Ту160,Ту204, Ту214, Ан70).

4. Системы механизации крыла (перемещения предкрылков (Ту160, Ту204), перемещения закрылков (Ту154, Ту160, Ту204, Ту22М, Ил86, Ил96), изменения стреловидности крыла (Ту22М, Ту160, Су24, МиГ23).

5. Электродистанционные системы управления (перемещения элеронов (Ту204), перемещения руля направления («54С»), перемещения руля высоты (Ту204, ТУ214), управления стабилизатором (Ил96, «54С»), управления интерцепторами (Ил96, Ту204, «54С», «А40»), для парирования воздушных нагрузок («54С»), управления щитками гидроруля («А40»);

6. Автоматизированные системы штурвального управления (в канале курса – Ил96, в канале крена – Ил96, Ан124, в канале тангажа –Ил96, Ан124).

    К первой группе относятся первые три подгруппы (1 - 3). Это системы, реализующие управление в самолёте по одному параметру или одной функции.

    К второй группе  относятся вторые три подгруппы (4 – 6). Это системы, которые осуществляют разнородными аэродинамическими рулевыми поверхностями и другими рабочими органами воздушного судна.

   Для примера можно рассмотреть принцип работы системы дистанционного управления СДУ6. На самолёте Ту204 и Ту214 установлено 15 систем, из которых:

• для управления рулём высоты – 4 шт.;
• для управления рулём направления – 3 шт.;
• для управления элеронами – 4 шт.;
• для управления интерцепторами – 4 шт.

   В состав системы входят рулевой агрегат РА86, блок управления и контроля БУК17 и датчик положения резервированный ДПР45-01. Система обеспечивает следующие функции:

•  дистанционное управление аэродинамическими поверхностями от датчиков положения рычагов управления и датчиков угловой скорости;
•  коррекцию характеристик управления по сигналам из системы повышения устойчивости и управляемости;
•  управление по сигналам автоматической системы штурвального управления (АСШУ).

Указанные функции выполняются без дополнительных переключений. Встроенные средства контроля обеспечивают непрерывный контроль работоспособности канала системы с выдачей сигнала исправности при исправной работе и отключение канала системы со снятием сигнала исправности при отказе.

Требуемые характеристики надёжности и безопасности обеспечиваются двух, трёх и четырёх кратным резервированием данной системы в различных каналах управления.

Электрогидравлические и гидромеханические следящие приводы

Следящие приводы подразделяются на две группы: гидромеханические (бустеры) и электрогидравлические силовые.

Большая часть представляет собой следящие гидромеханические приводы, которые нашли применение в системах управления полётом лёгких боевых самолётов и до настоящего времени широко применяются в большинстве самолётов всех типов.

Приводы этого типа разделяют на две подгруппы: силовые и вспомога-тельные.

Гидромеханические сервоприводы используются в системах управления полётом для передачи механического сигнала от штурвала пилота к входным органам  групп силовых бустеров и обеспечивают при этом необходимый уровень усилий на штурвале.

Силовые приводы управляют непосредственно аэродинамическими поверх-ностями (стабилизатором, килем).

Вспомогательные приводы являются исполнительными механизмами серво-приводов системы дистанционного управления самолёта, они реализованы при трёх-  или четырёхкратном уровне резервирования. Наиболее приемле-мой оказалась конструкция с параллельным расположением модулей испол-нительных механизмов и общим выходным рабочим органом.

Силовые приводы также подразделяются на одноканальные, двухканальные и трёхканальные. Примером одноканальных приводов могут служить:                      

• РП57, РП58, РП59 на самолёте Ту154;
• РП95 на Ту204;  РП67А, РП68А на Ил96;  РП100 на Бе-200.

Рулевой привод РП95 предназначен для отклонения руля высоты, элеронов, интерцепторов и воздушных тормозов самолёта Ту204 по выходному сигналу, формируемому в системе управления в режиме штурвального и автоматического управления. Рулевой привод является необратимым следящим одноканальным гидромеханическим дифференциальным силовым приводом дроссельного регулирования с поступательным движением выходного звена.

Примером двухканальных силовых приводов могут служить:

• РП63А, РП69-7 на Ту22М; РП76, РП79, РП80 – на Ту160.

Рулевой привод РП76 предназначен для отклонения стабилизатора самолёта Ту160 по входному сигналу, формируемому в системе управления в режиме штурвального и автоматического управления. Он является необратимым следящим двухканальным гидромеханическим усилительным механизмом двухстороннего действия с поступательным  движением выходного звена.

Каналы привода объединены общим входным (входная качалка) и общим выходным (шток) звеном.

Трёхканальные приводы РП55 и РП56 находятся на бортах Ту154 и А40.

Примером вспомогательного привода служит РП97 на Ту204.

Рулевой привод РП56 предназначен для отклонения руля высоты и руля направления самолёта Ту154, он является трёхканальным гидромехани-ческим усилительным механизмом двухстороннего действия с поступа-тельным движением выходного звена.  Исполнительный механизм состоит из цилиндра с тремя последовательно расположенными камерами, внутри которых перемещается шток с поршнями.

Электрогидравлические силовые приводы, образующие вторую группу, нашли применение в системах управления полётом самолётов. Их использо-вание определило широкое внедрение в авиационной технике принципов электродистанционного управления и широкой автоматизации процессов управления.

Электрогидравлические силовые приводы подразделяются на одноканаль-ные одноконтурные со стандартными ЭГУ и многоканальные силовые посту-пательные.  Одноканальные силовые приводы делятся на поступательные и вращательные.

Рулевой привод РП83 является исполнительным механизмом систем механизации крыла СПК6, СПЗ6, СПЗ8; он является электрогидравлическим усилительным механизмом реверсивного действия вращательного типа.

Привод состоит из двух модулей управления, редуктора и двух гидромото-ров. Для увеличения надёжности работы гидравлические и электрические элементы привода зарезервированы и составляют два одновременно работа-ющих канала, имеющих общую механическую часть – дифференциальный редуктор, суммирующий мощности каналов на выходном валу. Привод предназначен для управления адаптивными носками крыла высокоманеврен-ных самолётов.

Многоканальные силовые электрогидравлические приводы отличаются по уровню резервирования в соответствии с предъявляемыми к ним требова-ниями по безотказности.

Приводы являются резервированными электрогидравлическими следящими системами, состоящими из силового рулевого агрегата (РА) и электронной части устройства управления и контроля привода (УУКП). Степень резер-вирования их элементов различны.

Приводы подразделяются на одноконтурные приводы со стандартным ЭГУ с расходом жидкости до 100 л/мин и двухконтурные мощные приводы с серво-приводом силового золотника и расходом жидкости более 100 л/мин.

Примером одноконтурного силового электрогидравлического привода может служить  ЭГРП-11,ЭГРП-12, ЭГРП-13, ЭГРП-14, предназначенные для управления различными поверхностями (внутренних элеронов, руля направ-ления, переднего горизонтального оперения, внешних элевонов и хвостовых щитков) объекта «1.44».

Примером двухконтурного силового электрогидравлического привода может служить СРП2 – система управления стабилизатором изделия «54С» (4-х канальная с встроенной системой контроля); СРП4 – система управления интерцепторами изделия «54С» (4-х канальная с ВСК).

Электрогидравлические рулевые приводы являются исполнительными механизмами систем дистанционного управления (СДУ) и предназначены для управления симметричными рулевыми поверхностями высокоманев-ренных самолётов по электрическим входным сигналам из вычислителей СДУ.

Аварийные гидромеханические системы и приводы

Для безопасного завершения полёта в случае полного отказа многоканальной электродистанционной системы управления (ЭДСУ) аэродинамическими рулями комплексные системы управления включают аварийные системы, выполненные на основе принципа разнородного резервирования.

Разнородное резервирование нашло применение  в системах управления самолётов Ту204, Ту160 и Ан70.

Принцип разнородного резервирования нашёл применение в комплексных штурвальных системах управления транспортного самолёта Ан70 в виде аварийных гидродистанционных систем каналов курса, крена и тангажа (ГДСУ-77). Системы состоят из датчика команд ДК-1 и сервопривода РПГ-1.

В системе управления Ту204 применён следящий гидромеханический серво-привод РП-97, управляемый по усилию в механической проводке от штур-вала к силовым бустерам.

Для тяжёлого сверхзвукового Ту160 разработана аварийная гидромеханичес-кая система активного демпфирования короткопериодических колебаний самолёта – автомат демпфирования АД-1. Чувствительным элементом автомата является гидромеханический акселерометр, имеющий автономную подсистему пассивного демпфирования.

Комплексы рулевых агрегатов с автономным питанием беспилотных летательных аппаратов.

Необходимость обеспечения систем вооружения, предназначенных для поражения наземных, надводных  и подводных целей потребовала создания компактных крылатых беспилотных летательных аппаратов (БЛА) со стартом с самолета-носителя, надводного или подводного корабля. Для систем управления полетом БЛА на предприятии разработан ряд комплексов электрогидравлических агрегатов с автономным гидравлическим питанием , включающих электрический двигатель,  высокооборотный насос с регулируемой характеристикой, компенсатор-аккумулятор рабочей жидкости, электрогидравлические рулевые агрегаты и другие устройства. Типовыми электрогидравлическими системами являются ЭГС40А и ЭГС70. Система ЭГС40А предназначена для управления рулем направления и элеронами беспилотного летательного аппарата как во время его полета, так и при наземных  проверках  по командам от автопилота. Система в процессе эксплуатации не требует  заправки или дозаправки рабочей жидкостью. ЭГС70 предназначена для управления рулями основного изделия Д-4 во время полета и при наземных проверках по командам автопилота.  ЭГС40А  и ЭГС70 являются автономными системами, объединяющими в едином блоке источник гидравлического питания и исполнительные механизмы.

Электрогидравлические  и гидромеханические агрегаты.

Значительную часть тематики предприятия составляют гидравлические и электрогидравлические  агрегаты, которые выполняют силовые функции в электрогидравлических следящих приводах, осуществляют реконфигурацию функциональных схем комплексных систем управления при возникновении в них локальных отказов, автоматически раскрывают крылья беспилотного летательного аппарата после его выхода из стартового контейнера и выполняют функции пассивных противофлаттерных демпферов. Примерами таких агрегатов могут являться:

1. РА80 является исполнительным механизмом следящего сервопривода, входящего  в состав бортовой системы управления  АБСУ-200, и предназначен для перемещения проводки управления входными органами рулевых приводов изделия ТУ-160
2. РА83 является исполнительным механизмом следящего привода вертолетов КА-50 и КА-52
3. РА90 является исполнительным механизмом систем электродистанционного управления и предназначен для перемещения проводки управления входными органами рулевых приводов изделия ИЛ96-300
4. РА72 является исполнительным механизмом следящей системы улучшения устойчивости и управляемости самолета ИЛ86 и предназначен для перемещения проводки управления входными органами рулевых приводов рулей и элеронов
5. Рулевой привод РП85 предназначен:

• РП85- для перемещения закрылков изделия ИЛ-114
• РП85-03- для перемещения закрылков изделия БЕ-200
• РП85-04-для перемещения закрылков изделия ИЛ-114-100

     6. Агрегат управления АУ55 предназначен для управления рулежным устройством системы дистанционного управления поворотом колес передней опоры:

• АУ55-01- агрегат управления стойкой системы СУС15 изделия    ИЛ96-300
• АУ55-02- агрегат управления стойкой системы СУС16 изделия      ТУ-204
• АУ55-03- агрегат управления стойкой системы СУС15-01 изделия   ИЛ-114
• АУ55-04- агрегат управления стойкой системы СУС15-02  изделия АН-70

     7.  АУ52 предназначен для управления исполнительным гидроцилиндром электродистанционной системы управления привода интерцепторов изделия БЕ-200.

Базовые конструкции многоразового применения.

Одним из основных принципов создания новой техники по тематики предприятия является метод блочно- модульного проектирования, в соответствии с которым комплексные изделия формируются  на основе отработанных высококачественных фрагментов, разработанных в виде опережающего задела или являющихся составной частью ранее выполненных оригинальных проектов. При этом реализуется формирования трехуровневой базы конструктивных фрагментов многоразового применения. В базу начального уровня входят однофункциональные элементы, такие как электрогидравлические усилители мощности, клапанная гидроаппаратура, фильтры и  другие элементы.  В базу среднего уровня входят многофункциональные модули, включающие, как правило, несколько однофункциональных элементов и являющиеся основой для проектирования приводов разной мощности с разными внешними характеристиками при условии неизменных или незначительно изменяемых габаритно-присоединительных  размеров и функциональной схемы. Третий, высший уровень опережающего задела при реализации принципа блочно-модульного проектирования, образуют агрегаты  многократного применения с минимальными конструктивными изменениями, касающимися, главным образом, местоположения штуцеров гидравлического питания, электрических разъемов  и мест крепления изделия на летательном аппарате. Примером создания базовых конструкций многоразового применения могут служить   разработанные на основе унифицированного модуля управления положением 6Ц.056 электрогидравлические рулевые агрегаты  разной степени резервирования для АСШУ, АСУУ и ЭДСУ целого ряда самолетов. Примерами таких конструкций являются:

1. РА72 - четырехканальный рулевой агрегат АСУУ самолета ИЛ-86
2. РА81- двухканальный рулевой агрегат АСШУ и ЭДСУ самолетов    АН-124, АН-148, АН-225
3. РА90-одноканальный рулевой агрегат с дополнительным устройством отключения от механической проводки системы управления при возникновении отказов для САЗ-4, САД-1 самолета ИЛ-96 и ЭДСУ самолетов Бе-200 и АН-70
4. РА98-одноканальный рулевой агрегат АСШУ самолета ИЛ-96
5. РА86-одноканальный рулевой агрегат АСШУ и ЭДСУ самолетов      ТУ-204, ТУ-214 и Бе-200.