Режим управління

При включеній системі Сау-в24 льотчик може втрутитися в управління, вводячи поправки в межах +5° за допомогою ручок центрівки, розташованих на пультах Пу-к, Пу-н,а також за допомогою звичайних важелів управління здійснювати суміщене управління вертольотом.

Управління курсом, креном та тангажом за допомогою ручок центрівки.

Закони управління в цьому режимі мають наступний вигляд:

Для введення невеликих поправок по курсу, крену або тангажу льотчик повинен натиснути ручку центрівки на відповідному пульті управління і повернути її в потрібну сторону. При цьому буде повертатися шкала, видна у віконце над ручкою. На шкалі нанесені оцифровані поділки, кожне із яких відповідає одному градусу відповідних кутів.

При повороті шкали ротор СКТ механізму узгодження також розгортається. З'являється сигнал розузгодження, який поступає наш підсилювач сервопривода УЗ і далі на рульовий агрегат. Органи управління переміщаються і довертають вертоліт на відповідні кути.

Суміщене управління вертольотом по курсу.

При суміщеному управлінні на органи управління вертольота одночасно впливають льотчик і автопілот. У каналі управління рульовим гвинтом в цьому режимі система автоматичного управління формує наступний закон управління:

Якщо льотчикові необхідно істотно змінити напрям польоту, то він звичайним способом переміщає педалі, розгортаючи вертоліт на заданий курс. При додатку зусиль до педалей спрацьовують кінцеві вимикачі на підпедальниках і видають в САУ команду на включення режиму узгодження управління рульовим гвинтом каналу напряму. Відбувається обнулення сигналу кута демпфування, зменшене удвічі при цьому зберігається. Зменшення демпфування відбувається за рахунок ослаблення сигналу кутової швидкості, який припускає через дільника напруги, що підключається в ланцюг сигналу контактами реле "УПРАВЛІННЯ".

Фільтр не пропускає постійну складову сигналу кутової швидкості, тим самим система не перешкоджає розвороту вертольота

Після виходу вертольота на потрібний курс, льотчик, знімаючи ноги з педалей, автоматично вмикає режим стабілізації.

Таким чином, поєднання управління вертольотом відрізняється від звичайного (при ввімкненні САУ –В24) тим, що добавляється додаткове демпфірування.

Поєднане управління вертольотом по куту тангажу

У каналі управління автоматом перекосу в прокольній площині в цьому режимі система автоматичного управління формує наступний закон управління

На відміну від каналу управління рульовим гвинтом канал управління автоматом перекосу в прокольній площині при поєднаному управлінні не переводиться в режим узгодження. Для вимірювання кута тангажу льотчик переміщує ручку управління і вертоліт починає міняти кут тангажу, ця зміна сприймається системою автоматичного управління, яка переміщує органи управління в стороні протилежну дії льотчика, компенсуючи його втручання в управління. Щоб виключити цей вплив системи автоматичного управління в коло проходження сигналу кута тангажу включений компенсаційний датчик, ротор якого зв'язаний з ручкою управління льотчика. При переміщенні ручки управління повертається ротор СКТ датчика компенсаційного і з нього в пульт управління ПУ-Т надходить сигнал пропорційний відхиленню ручки управління, зворотний за знаком сигналу вимірювання кута тангажу.

Таким чином, протидія САУ льотчику стає мінімальним.

Поєднане управління вертольотом по крену.

У каналі управління автоматом перекосу в поперечної площини в цьому режимі система автоматичного управління формує такі закони управління:

- при відпущеній кнопці тримера

- при натиснутій кнопці тримера

При відпущеної кнопці тримера і ввімкненій САУ льотчик управляє креном вертольота по положенню ручки управління. При переміщенні ручки управління по крену на певну величину вертоліт починає кренитись. Сигнал крену з МГВ через систему автоматичного управління викликає відхилення органів управління в сторону, протилежну діям льотчика. При рівності цих сигналів вертоліт перестане кренитись, відхилення органів управління виявляється рівним нулю, а вертоліт залишається відхиленим на певний кут по крену. Таким чином певному відхиленню ручки управління льотчика буде відповідати певний кут крену вертольота, але так як переміщення органів управління вертольота від САУ обмежено 20% повного переміщення, то таке положення справедливо лише для обмежених кутів крену.

При необхідності виконання тривалих віражів із стабілізованим кутом крену льотчик натисненням кнопки «ТРИММЕР» переводить канал управління автоматом перекосу в поперечній площині в режим обнулінню кута крену; демпфірування, зменшення вдвічі при цьому зберігається. Після виведення льотчиком вертольота на заданий кут крену при відпусканню кнопки «ТРИММЕР» знову включається режим стабілізації.

Датчик компенсаційний в каналі крену використовується для гасіння можливих коливань вертольота щодо поздовжньої осі викликаних датчиком.

Керуючий вплив льотчика по крену, як правило містить коливання ручки з частотою приблизно 0,5 Гц, які при ввімкненій САУ можуть викликати розгойдування по крену. Сигнал з компенсаційного датчика Х_К, пропорційний переміщенню ручки управління, пропускається з фільтр і надходить на вхід сервоприводу, викликаючи переміщення органів управління протилежне і приблизно в половину менше переміщення органів управління від ручки управління льотчика.

При відхиленні ручки управління льотчика повертається ротор СКТ датчика ДК, сигнал з якого поступає в ПУ-К на вхід перетворювача ФЧВ4, випрямлений сигнал Х_К через потенціометр «ДК» і фільтр проходить на вхід підсилювача сервопривода УЗ.

Сигнал з ДК буде проходити на вхід УЗ тільки при наявності швидкості переміщення ручки управління льотчика, і чим швидкість переміщення льотчика більше, тим сильніша протидія зі сторони автопілоту по сигналу ДК, ефективність керуючої дії падає и тим самим усувається можливість розгойдування вертольоту. При повільних плавних переміщеннях ручки льотчика сигнал з ДК на вході підсилювача сервопривода практично відсутній.

Управління висотою польоту

Якщо льотчик хоче втрутитися в управління вертольотом при ввімкненому каналі висоти, він натискає гашетку на ручці «ОБШИЙ ШАГ» і канал знав висоти відключається. Після виведення вертольота на нову висоту льотчику необхідно повторно включити режим стабілізації висоти польоту натисканням кнопки «ВКЛ» на пульті ПУ-В.

3.4. Автоматичне управління в режимі «МАРШРУТ»

При русі вертольота з шляхової швидкістю ω_Х > 50 км/г за допомогою САУ-В24 можна здійснювати політ з заданим шляховим кутом. При цьому в САУ-В24 формуються наступні закони управління:

де

При поступальній швидкості > 50 км/ч ДИСС видає в САУ на пульт ПВМ сигнал, що дозволяє ввімкнення режиму «МАРШРУТ». Ввімкнення режиму здійснюється натисканням кнопки-табло «МАРШРУТ» на ПВМ. При ввімкненні режиму загоряється табло "МАРШРУТ", канал управління рульовим гвинтом переводиться в режим узгодження з складанням 50% демпфірування.

Шляхове управління в режимі "МАРШРУТ" здійснюється каналом управління автоматом перекосу в поперечної площини по сигналу . Льотчик на пульті ЗПУ встановлює необхідне значення шляхового кута на обрану точку маршруту, тим самим він повертає ротор СКТ - приймача ЗПУ, статор якого живиться сигналом поточного курсу від СКТ - датчика курсової системи. З ЗПУ знімається сигнал який надходить на статорні обмотку СКТ - приймача ДИСС, де враховується кут зносу. З ротора СКТ ДИСС сигнал надходить е блок БВ на фазочуттєвий перетворювач. ФЧВ2 "Випрямлений" сигнал через контакти реле "МАРШРУТ" подається на вхід магнітного підсилювача УМ1 який у цьому режимі виконує лише підсилювальну функцію. З УМ1 підсилений сигнал через потенціометр регулювання передаточного числа "KI" надходить на вхід підсилювача, на вході якого сигнал обмежується величиною + 15º за допомогою стабілітронів Д₁, Д₂ и регулюючого потенціометра . З блоку БВ сигнал надходить на підсилювач сервоприводу УЗ в пульт ПУ-К. Для зменшення статичної похибки САУ в режимі "МАРШРУТ". сервопривід каналу крену охоплюється ізодромним зворотнім зв'язком, в коло сигналу зворотного зв'язку підключається конденсатор контактами реле «МАРШРУТ».

При польоті вертольота над водною поверхнею ДИСС переходить в режим пам’яті і видає сигнал відмови в САУ. У коло сигналу відмови від ДИСС послідовно вбудовано реле часу з затримкою в 5 сек. За вказаний, час затримки вертоліт встигає пролітати над великими водними поверхнями довжиною в кілька десятків метрів і ДИСС відновлює свою працездатність – знімає сигнал відмови.

З іншого боку, при дійсній відмові ДИСС малий час затримки може створити в режимі "Маршрут" аварійну ситуацію.

3.5.Режим «ДОВОРОТ»

Для здійснення довороту вертольоту по курсу по команді від оператора САУ передбачений режим довороту «ДОВОРОТ». Закон керування в цьому режимі формується наступним чином.

де

При натисканні оператором кнопок «ПРАВЫЙ» або «ЛЕВЫЙ» доворот, відповідно "+" або "-" 15В від блоку живлення, розташованого в БВ-24 через обмежуючі опори і через кнопку оператора надходять на підсилювач сервоприводу УЗ в ПУ-К і далі на сервопривід каналу управління автоматом перекосу і поперечної площині.

Для заміни плоского розвороту координованим – збільшення швидкодії контуру «САУ-ВЕРТОЛЕТ». Для усунення протидії каналу управління рульовим гвинтом, він на час виконання координованого розвороту переводиться в режим узгодження з ослабленням 50% демпфірування.

При досягненні вертольотом заданого напрямку оператор відпускає кнопку розвороту, при цьому канал управління рульовим гвинтом переходить на режими стабілізації нового заданого кута рискання.

Заком управління при довороті від обчислювача ВСБ-24 аналогічний, тільки формується апаратурою ВСБ. Коло проходження сигналу наступне: через обмежувач зібраний на діодах Д₃, Д₄ блоку БВ-24, через регулювальний потенціометр і контакти реле «ДОВОРОТ ОТ ВОБ» на підсилювач УМ1. Подальше проходження сигналу аналогічне описаному та режимі «МАРШРУТ».

3.6.Режим «ВИСЕНИЕ»

Для здійснення автоматичного управління вертольотом у режимі «ВИСЕНИЕ» льотчик повинен, користуючись ручками управління, звести поступальну швидкість вертольота до мінімальної. Після зазначеного вище маневру можна натисканням кнопки-табло на пульті ПВМ ввімкнути режим, при цьому пульт управління ПУ-Н, ПУ-К і ПУ-Т мають бути ввімкнені, системою САУ-В24.В режимі «ВИСЕНИЕ» формується наступний закон управління:

Для забезпечення зависання вертольота над заданою точкою використовуються складові вектора шляхової швидкості і . У каналі управлінні автоматом перекосу в поперечної швидкості використовується бічна складова шляхової швидкості , а в каналі керування автоматом перекосу у поздовжній площині . Ці складові у вигляді сигналів змінного струму надходять з сельсинов-датчиків ДИСС в блок БВ-4 на фазочуттєві випрямлячі ФЧВ3 і ФЧВ4 де сигнали випрямляються і через контакт-реле "ВИСЕНИЕ" надходять на змінні резистори: на резистори М і К , а на резистори М і К .

За допомогою резисторів М і М здійснюється регулювання крутизни вхідних сигналів ДИСС, резисторами К і К здійснюється регулювання відповідних передаточних чисел. З резисторів М і М сигнали складових шляхової швидкості надходять на магнітні підсилювачі УМ1 і УМ3 охоплені в цьому режимі додатковими ємнісними зворотними зв'язками.

Підключення в режимі "ВИСЕНИЕ" у колі зворотних зв'язків груп конденсаторів на цих підсилювачах формується ланки з передаточними функціями

Величина обрана досить великою з умов наближення передаточної функції до ідеально інтегруючої ланки, так як при ланка матиме передаточну функцію вигляду:

Таким чином можна вважати в першому наближенні, що на підсилювачах УМ1 іУМ3 сигнали і інтегруються. Це необхідно для витримування режиму висіння вертольота над заданою точкою. Оскільки використання сигналів складових шляхової швидкості надає тільки демпфіруючи дію на поступальний рух. Інтегруючи сигнали і , отримуємо позиційні сигнали ΔX і ΔZ, пропорційні лінійному відхиленню вертольота відносно заданої точки, зафіксованої в момент ввімкнення режиму «ВИСЕНИЕ».

Отримані таким чином сигнали ΔX і ΔZ з виходу магнітних підсилювачів УМ1 і УМ3 надходять через резистори Kx і Kz, які регулюють величини передаточних чисел за сигналами бічного та поздовжнього відхилень, на магнітні підсилювачі УМ2 і УМ4. Ці сигнали на магнітних підсилювачах УМ2 і УМ4 підсумовуються з відповідними складовими шляхової швидкості і підсилюються і через діодні обмежувачі Д₁, Д₃ і Д₅, Д₆, через змінні резистори γ_зад, ϑ_зад надходять на пульти управління ПУ-К і ПУ-Т на підсилювачі сервоприводів в каналах управління автоматом перекосу відповідно в поперечної і поздовжній площинах.

Для зменшення впливу нульових сигналів у колах формування γ_зад, ϑ_зад, в блоці БВ-24 передбачена можливість виставлення вихідних сигналів підсилювачів УМ1 + УМ4 в нуль при відсутності сигналів на входах. Для цих цілей служить блок живлення з вихідною напругою ± 15В і схема стабілізації напруги.

Необхідно відзначити, що для забезпечення повної стабілізації центру мас вертольота в просторі необхідно режим висіння сполучати з режимом стабілізації геометричної висоти польоту.

3.7. Режим "ВЫСОТА"

Для забезпечення стабілізації геометричної висоти польоту в діапазоні від 5 до 100 м в САУ передбачений режим "ВЫСОТА".В цьому режимі закон керування спільним шагом несучого гвинта має вигляд:

Сигнал управління , що формується блоком

БСВ-24 по сигналам РВ і ДИСС. У вхідному сигналі з радіовисотоміра мають місце імпульсні викиди випадкового характеру тривалістю порядку секунди. По цій причині сигнал з РВ пропускається через фільтр, що має передаточну функцію

Інерційність, що вноситься фільтром, компенсується сигналом ,що має форсуючу властивістю по відношенню до сигналу . Фільтр зібраний на магнітному підсилювачі УМ3 блоку БСВ, схоплені жорсткою і ємнісною зворотними зв’язками. На вхід УМ3 поступають сигнали з радіовисотоміра і форсуючий сигнали з ДИСС. З виходу фільтра сигнал надходить на вхід схеми узгодження, яка формує сигнал . – заданий сигнал, що утворюється схемою узгодження, відносно якого здійснюється стабілізація.

На вхід схеми подаються в певному співвідношенні три сигнали:

– напруга позитивної полярності, пропорційна поточній висоті ;

– опорна напруга, пропорційна геометричній висоті 100 м, але з протилежним знаком, негативна напруга;

– напруга перетворювача "код-аналог" позитивної полярності.

При ввімкненні режиму "ВЫСОТА" з УМ3 на схему узгодження надходить сигнал ,і вона починає свою роботу.

Алгебраїчна сума напруг в перший момент завжди негативна, так як перетворювач "код-аналог" перед виключенням скидається в нуль і дорівнює нулю, а в діапазоні стабілізованих висот завжди по модулю більше .

Негативна напруга на вході нуль-органа призводить до запуску симетричного мультивібратора, який видає на вхід тригерного лічильника прямокутні імпульси позитивної полярності. Тригерна схема лічильника, що виконує функцію перетворювача "код-аналог", видає сигнал позитивної полярності, який при апроксимації можна уявити як монотонно зростаючу функцію часу. Не більш як через 40 мс після ввімкнення, настає момент, коли сигнал стане рівним нулю. Нуль-орган, що представляє собою підсилювач постійного струму. працює в релейному режимі без зворотного зв'язку й володіючи більшим коефіцієнтом підсилення по напрузі, спрацює й видасть сигнал позитивної полярності, що відключає мультивібратор, перетворювач “код-аналог” припинить рахування імпульсів, при цьому його вихідна напруга залишається на досягнутому рівні й буде виконувати разом з напругою V_оп функцію пам'яті величини V_рв, що була в момент включення режиму:

V_оп – V_пр = V_рв = V_рвз

Відносно V_рвз буде вироблятися сигнал ΔV = V_рв – V_рвз пропорційний неузгодженості ΔΗ_рв = Η_рв – Η_рвз .

З виходу схеми узгодження сигнал ΔΗ_рв надходить на вхід магнітного підсилювача УП₁ через потенціометр М_ΔΗрв, що регулює необхідний масштаб сигналу. З виходу УП₁ сигнал ΔΗ_рв обмежується стабілітронами Д₁, Д₂ і надходить на вхід підсилювача УП₂ . Обмеження забезпечує максимальну вертикальну швидкість переміщення не більше 3 м/с, що необхідно для забезпечення безпеки при польоті на малих висотах.

Одночасно із сигналом ΔΗ_рв на магнітний підсилювач УП₂ надходить через потенціометр К_Wy сигнал вертикальної складової швидкості з ДИСС - W_y. Сумарний сигнал з виходу УП₂ через змінний резистор К_ΔΗ надходить на вхід підсилювача сервопривода каналу управління загальним шагом несучого гвинта в пульт ПУ-В.

Підсилювач УП₂ охоплений ємнісним зворотним зв'язком й являє собою фільтр із передатною функцією:

Т_Нрв = 0,76 с.

фільтр послаблює сигнали, частота яких вище 0,25 Гц і служить для зменшення перешкод і згладжування пульсацій сигналу ΔΗ_рв .

У блоці БСВ-24 є окреме стабілізоване джерело живлення, що видає в схему узгодження сигнал V_оп й забезпечуючи роботу елементів схеми узгодження.

Крім того з додаткового джерела живлення постійного струму ± 15В БСВ—24 живеться потенциометричний датчик вертикальної складової шляхової швидкості W_y.