Функціональна схема системи САУ-В24-1

(Рис. 75). Система САУ-В24-1 має чотири канали: крену (ДО), тангажу (Т), напрямку (Н) і висоти (В). Канал крену впливає на автомат перекосу в поперечному напрямку, канал тангажу - на автомат перекосу в поздовжньому напрямку, канал напрямку - на крок кермового гвинта; канал висоти - на загальний крок несучого гвинта. Всю систему автоматичного управління можна розділити на чотири функціональні групи:

Рис. 75. Функціональна схема системи автоматичного управління САУ-В24-1

«Гребінь» - курсова система; МВ - малогабаритна гіровертикаль; ДИСС-15 ДД - допплерівська апаратура; 5 - радіовисотомір; ДУСУ - датчики кутової швидкості уніфіковані ДУСУ 1-18АС із комплекту ВУАП-1; Ксу - кнопка зняття зусилля з ручки керування (кнопка триммерів); Кзсп - коректор-задатчик швидкості приладової; Бсг - блок сигналізації готовності; Кзв - задатчик висоти; БВ-24 блок; Зпу - задатчик шляхового кута; ПУ-24 - пульт керування режимом «Висіння-Маршрут»; БСВ-24 - блок зв'язку з висотоміром; ПУ-24 - пульт керування режимом «Висота-Посадка»; Кдк - компенсаційний датчик крену з комплекту автопілоту ВУАП-1; Кдт - компенсаційний датчик тангажу з комплекту автопілоту ВУ.4П-1; Квф - кнопка вимикання фрикційного важеля загального кроку; канали «Напрямок», «Крен», «Тангаж» і «Висота» автопілоту ВУАП-1; КАУ-110 - комбінований агрегат керування (гідропідсилювач), ДОС - датчик зворотного зв'язку, бортові датчики, блоки траєкторного керування, автопілот і агрегати керування. Автопілот ВУАП-1 з агрегатами керування КАУ-110 (каналів тангажу, крену, напрямку й висоти) і агрегати МГВ-1СУ, «Гребінь», КЗВ і КЗСП утворюють єдину систему, що виконує функції поліпшення характеристик стійкості й керованості вертольота при ручному пілотуванні, а також стабілізації кутового положення, повітряної швидкості й барометричної висоти польоту.

Функції стабілізації заданого шляхового кута (режим «Маршрут») і висіння вертольота над заданою точкою (режим «Висіння») виконуються за допомогою ДИСС-15Д и РВ-5, а також траєкторних блоків З 24-1. Автопілот ВУАП-1 з агрегатами керування КАУ-110 виконують при цьому роль виконавчого пристрою.

Схема включення автопілоту в систему керування вертольота показана на Рис. 76. Виконавчими органами автопілоту є агрегати КАУ-110, що представляють комбінацію гідропідсилювача системи керування і електрогідравлічної рульової машини автопілоту, включеної в кінематику керування за диференціальною схемою (тобто на зразок «розсувної тяги»). Результуюче переміщення органів керування дорівнює алгебраїчній сумі переміщень від керуючих впливів льотчика й автопілоту.

Хід органів керування по сигналах автопілоту обмежений величиною переміщення 20% від повного ходу, що дозволяє льотчикові при відмові автопілоту, втручаючись у керування, відновлювати стійкий режим польоту.

У каналі напрямку агрегат КАУ-110 відрегульований для роботи в режимі «перегонки». Це означає, що при підході штока рульової машини автопілоту до крайнього положення починають переміщатися педалі керування з малою постійною швидкістю, що відповідає переміщенню педалей від упору до упору за 9-20 с. Переміщення педалей відбувається доти, поки шток кермової машини автопілоту перебуває на упорі, і припиняється, як тільки шток відходить від крайнього положення. Це забезпечує необхідний діапазон управління автопілоту за курсом особливо на режимах розгону й гальмування.

При включенні автопілоту штоки його рульових машин автоматично ставляться в нейтральне положення й фіксуються механічними стопорами.

У канал тангажу автопілоту вводиться сигнал кута тангажу від гіровертикалі МГВ-1СУ № 1 і сигнал від компенсаційного датчика тангажа КДТ (див. рис. 75). Сигнал кута електрично диференціюється в касеті тангажа, і вихідний сигнал пропорційний алгебраїчній сумі сигналів приросту, сигналів кута й кутової швидкості. Сигнал КДТ служить для перенастроювання каналу на новий кут тангажа без відключення сигналу кута при зміні режиму польоту.

При натисканні на кнопку тримерів на ручці повздовжньо-поперечного керування сигнали кута тангажа н компенсаційного датчика обнуляються перемиканням касети тангажа в режим узгодження. Для стабілізації заданої повітряної швидкості від датчика КЗСП у канал тангажа вводиться сигнал відхилення від заданої швидкості (заданою є швидкість, що була в момент включення КЗСП). Включення й відключення стабілізації швидкості здійснюються кнопками «Стабіл. швидкість» й «Відкл. швидкість». Включення й відключення каналу здійснюється кнопкою-табло на касеті «Тангаж». Кнопки розташовані на лівому передньому пульті льотчика (див. мал. 62).

У канал крену автопілоту подаються сигнали кута крену від гіровертикалі МГВ-1СУ № 1, кутової швидкості від датчика ДУСУ1-18АС крену й компенсаційного датчика крену КДК (див. мал. 75). При натисканні на кнопку тримерів на ручці повздошно-поперечного керування сигнал кута крену обнуляється перемиканням касети крену у режим узгодження по куту. Це дозволяє виконати розвороти з більшими кренами зі стабілізацією кута крену. Від КДК у канал крену подається сигнал, пропорційний швидкості відхилення ручки по крену, узятий зі зворотним знаком. Він необхідний для запобігання «розгойдування» вертольота льотчиком по крену на висінні із включеним автопілотом.

У канал напрямку автопілоту подається сигнал кута від курсової системи «Гребінь» і сигнал кутової швидкості від датчика ДУСУ1-18АС напрямку.

Якщо ноги льотчика не стоять на педалях, автопілот витримує заданий кут курсу при великих змінах режиму польоту (від висіння до польоту на V_max за рахунок роботи режиму «перегонки»). Мала швидкість «перегонки» забезпечується тільки при включеному демпфері педалей СДВ-5000-ОА. З вимикачами «Демпфер педалей» зблоковано реле переводу сигналу кута курсу в режим узгодження щоб уникнути різких ривків педалей, можливих при відключеному демпфері.

При постановці ніг на педалі здійснюється переведення каналу напрямку на режим узгодження. Канал напрямку працює в режимі демпфування. У цьому режимі сигнал кутової швидкості надходить через фільтр низьких частот (так званий «ізодром»), що не пропускає постійну складову сигналу. Це потрібно щоб уникнути відходу штока кермової машини на упор при виконанні розвороту за рахунок наявності постійної складової кутової швидкості.

У канал висоти автопілоту вводиться сигнал відхилення від заданої барометричної висоти від коректора-задатчика висоти КЗВ, пропущений через фільтр, що здійснює диференціювання сигналу в області низьких частот для підвищення якості стабилизації і не пропускаючий високочастотні перешкоди.

При натисканні кнопки відключення фрикціону на ручці «крок-газ» канал висоти відключається; для повторного його включення потрібне повторне натискання кнопки включення, розміщеної на касеті каналу висоти.

Схема траекторного керування вертольотом за допомогою САК-В24-1 показана на мал. 77.

У режимі «Висіння» на траекторні блоки САК-В24-1 від апаратури ДІСС-15Д подаються сигнали поздовжньої й бічної складової шляхової швидкості W_x,z. У САК-В24-1 вони інтегруються, а на вхід каналів тангажа й крену ВКАП-1 подається сума сигналів швидкостей і переміщень у вигляді заданих значень стабілізуючихся кутів тангажа й крену. Максимальна величина цих сигналів обмежена величиною 5° по міркуванням безпеки при відмові ДІСС-15Д та САК-В24-1.

У режимі висіння в канал висоти подаються сигнали висоти від радіовисотоміра РВ-5 і вертикальної швидкості W_y від апаратури ДІСС-15Д. Вертоліт на цьому режимі стійко висить, зберігаючи задані висоту й місце висіння. При цьому збереження місця висіння відбувається до зони нечутливості апаратури ДІИСС-15Д, тобто при нормальній роботі САК-В24-1 й апаратури ДІИСС-15Д можливі відходи від заданого місця висіння зі швидкістю, що не перевищує зону нечутливості апаратури ДІСС-15Д.

Схема висіння над заданою крапкою й стабілізації геометричної висоти показана на рис. 78.

У режимі «Маршрут» канал напрямку автопілоту перемикається в режим демпфування, а на вхід каналу крену із траекторних блоків САК-В24-1 подається сигнал відхилення від заданого шляхового кута Δ=ЗШУ-(ψ+β), обмежений величиною 15° поале крену, де ЗШУ - заданий шляховий кут у градусах, установлюваний льотчиком на пульті ЗШУ-24; ψ - поточний курс від курсової системи «Гребінь»; β -кут зносу від апаратури ДІИСС-15Д.

Схема польоту по заданому шляховому куту показана на мал. 79.

Для зменшення статичної помилки витримування заданого шляхового кута в сервоприводі каналу крену жорсткий зворотний зв'язок заміняється гнучким (привод стає інтегруючим). Це забезпечує реагування САК-В24-1 на малі відхилення вертольота від заданого шляхового кута, що підвищує точність роботи системи автоматичного керування. При введенні великої неузгодженості між істинним і новим значеннями заданого шляхового кута можливі короткочасні відходи кермової машини (і стрілки нульового індикатора ІН) по крену на упор (у крайнє положення), з якого вона знімається після автоматичного введення вертольота в крен, необхідний для усунення неузгодженості між істинним і заданим шляховими кутами.

Прискорити вихід вертольота на потрібний заданий шляховий кут і, отже, знімання кермової машини з упору можна відповідним відхиленням ручки повздовжньо-поперечного керування по крену.

Точність витримування заданої лінії шляхи на цьому режимі може контролюватися по картографічному індикатору апаратури ДІСС-15Д; для цього на ньому необхідно виставити значення заданого кута карти, рівне заданому шляховому куту.

Закони керування, реалізовані в САК-В24-1 й автопілоті ВУАП-1, наведені в додатку 2 технічні описи САК-В24-1.

Безпека польоту вертольота у випадку відмови системи автоматичного керування на режимах стабілізації кутового положення, повітряної швидкості й барометричної висоти польоту, а також на режимі стабілізації заданого шляхового кута й на режимі висіння по сигналах ДІСС-15Д и РВ-5 забезпечується за рахунок диференціального увімкнення кермових машин автопілоту в систему керування вертольотом з обмеженим ходом штоків кермових машин автопілоту, індикації їхнього положення й можливістю втручання льотчика в керування вертольотом у будь-якій фазі автоматичного польоту.

Робота схеми САК-В24-1. У роботі схеми системи автоматичного керування (рис. 80) можна виділити наступні етапи: увімкнення системи; режим стабілізації повітряної швидкості; режим стабілізації барометричної висоти; режим «Висіння»; режим «Маршрут»; режим «Висота»; відключення системи.

Для увімкнення системи необхідно увімкнути АЗСГК-2 «САУ сигнал» (1690), розташований на лівому пульті АЗС. При цьому з акумуляторної шини I подається напруга + 27 В:

на реле 1718, що включає напруга 36 В 400 Гц (через проведення АП2, АПЗ, АП4) на всі його споживачі (1585, 1693, 1579, 1625, 1634, 1589, 1694, 1633, 1699, 1584, 1697, 1696 й 1723);

на клеми 9 рознімань блоків 1693, 1579, 1625, 1726, 1597, а також через нормально-нормально-замкнуті контакти 4—5 реле 1706 на блок 1634, при цьому загоряється червона кнопка-табло «Відкл.» перерахованих блоків.

Із шини ВУ1 через запобіжник ПМ-5 (1689) И проведення АП1 подається напруга +27 В:

на нормально-замкнуту кнопку 1691 відключення автопілоту на ручці повздошно-поперечного керування льотчика й через проведення АП28 на клеми 2 рознімань блоків 1693, 1579, 1625, 1726, 1597, 1633, а також через нормально-замкнуті контакти 2—1 реле 1706 на блок 1634;

на мікровимикачі на педалях керування (1692, 1721);

на контакти 2 датчиків ДУСУ-18АС (1723, 1584) і клеми 18 рознімань блоків БСГ, КЗВ, КЗСГ (1591, 1590, 1694, 1589).

Із шини ВУ1 через запобіжник ПМ-10 (1722) подається напруга +27 В на нормально-розімкнуті контакти реле 1704, 1705, 1596 й 1707 які слугують для увімкнення гідрокранів 1700 1701, 1777, 1703.

З акумуляторної шини I через запобіжник ПМ-2 (1720) подається напруга +27 В на нормально-разімкнуті контакти кнопок 1795 й 1711 відключення фрикціону. У такий спосіб всі необхідні напруги живлення надходять на агрегати системи. КЗВ (1694) і КЗСП (1589) починають працювати в режимі узгодження. На датчики КДК (1585), КДТ (1687), на кермові агрегати КАУ-11С (1696, 1698, 1697, 1699) і на датчики ДУСУ1-18АС (1723, 1584) подається опорне живлення.

Після увімкнення живлення систем і виробів, взаємодіючих із САК-В24-1, тобто гіровертикалі МГВ-1СУ, курсової системи «Гребінь», апаратури ДІСС-15Д, радіовисотоміра РВ-5, система готова до роботи.

Режим стабілізації повітряної швидкості здійснюється при увімкненому пульті керування «Тангаж» (1625). Для увімкнення цього режиму потрібно натиснути на кнопку «Стабіл. швидкість» (1582) на лівому передньому пульті льотчика. При цьому напруга +27 В по проведенню АП183 з нормально-нормально-розімкнутих контактів реле 1596 через нормально-замкнуту кнопку «Відкл. швидкість» (1583) надходить на нормально-розімкнуті контакти реле 1715, про що свідчить загоряння табло «Швидкість стабіліз.» (1712) на приладовій дошці льотчика, і, при наявності сигналу готовності, напруга +27 В надходить із клеми 6 рознімань КЗСП (1589), БСГ (1591) на клему 29 рознімання пульта керування «Тангаж» (1625). Із клеми 12 рознімання КЗСП (1589) по проводам АП185 й АП129 на клему 31 рознімання пульта керування «Тангаж» (1625) надходить сигнал, пропорційний відхиленню швидкості польоту. Із клеми 30 рознімання пульта керування «Тангаж» по проведенню АП123 на клему 3 рознімання КАУ-110 (1698) подається керуючий сигнал, а із клеми 12 рознімання КАУ-110 по проведенню АП201 надходить на клему 11 рознімання керування «Тангаж» знімається сигнал зворотного зв'язку.

Режим стабілізації барометричної висоти здійснюється в такий спосіб. Включається пульт керування «Висота» (1634) і, при наявності сигналу готовності, із клеми 3 рознімання БСГ (1590) по дроту АП155, через нормально-замкнуті контакти реле 1714 й по дроту АП202 на клему 11 рознімання пульта керування «Висота» (1634) подається напруга + 27 В, про що свідчить загоряння лампи кнопка-табло «Вкл.» на пульті керування «Висота». Сигнал відхилення від заданої барометричної висоти формується у коректорі-задатчику висоти КЗВ (1694) і із клеми 12 рознімання КЗВ по дроту АП122 на клему 32 рознімання пульта БСГ (1590), а через нормально-замкнутий контакт реле 1714 — на клему 23 рознімання пульта керування «Висота» (1634). Із клеми 30 пульта керування «Висота» по дроту АП151 на клему 3 рознімання КАУ-110 (1699) подається керуючий сигнал, а із клеми 12 рознімання КАУ-110 на клему 32 пульта управління «Висота» знімається сигнал зворотного зв'язку. При втручанні льотчика в керування вертольотом, тобто при натисненні кнопки відключення фрикціону (1795, 1717), пульт керування «Висота» відключається, оскільки спрацьовує реле (1706) і розриває ла |нцюг його живлення ( дріт АП558). Для повторного увімкнення пульта керування «Висота» потрібно повторно натиснути на ньому кнопку-табло «Вкл.».

Режим «Висіння» здійснюється по сигналах з апаратури ДІССМ5 при увімкнутих пультах «Напрямок» (1693), «Крен» (1579) і «Тангаж» (1625). Для увімкнення цього режиму необхідно натиснути на кнопку-табло «Висіння» на пульті керування ПВМ-24 (1597). При цьому напруга + 27 В з клеми 6 рознімання пульта ПВМ-24 через дріт АП364 надходить на лампу кнопки-табло «Вкл.» і на клему 22 рознімання ЦП монтажної рами РМ-24 (1633). Сигнали, що відповідають складовим шляхової швидкості W_x, W_z із клем ГЗ й А5 апаратури ДІСС-15Д (1641) по дротам АП218 й АП219 надходять на клеми 16 й 17 рознімання Ш1 РМ-24 (1633), шляхом інтегрування перетворяться в позиційні сигнали Δ_x та Δ_y, що відповідають лінійному зсуву вертольота, і після подальших перетворень у блоці обчислювачів БВ-24 у сигнали γ_зад і υ_зад вони із клем 9 й 11 рознімання Ш1 РМ-24 (1633) надходять по дротам АП41 й АП21 на клеми 49 рознімань пультів керування «Крен» (1579) і «Тангаж» (1625) відповідно. Керуючі сигнали із клем 30 пультів керування «Крен» й «Тангаж» по проводам АП44 й АП123 надходять на клему 4 рознімання КАУ-Т10 (1697) і на клему 3 рознімання КАУ-110 (1698). Із клеми 11 рознімання (1697) і із клеми 12. рознімання 1698 надходять сигнали зворотного зв'язку на клеми 32 пультів керування «Крен» й «Тангаж», тобто в цьому випадку автопілот ВУАП-1 виступає в ролі виконавчого елемента.

Режим «Маршрут». При поступальній швидкості польоту вертольота більше 50 км/год із клеми Г4 апаратури ДІСС-15Д (1641) по дроту АП375 надходить сигнал готовності +27 В на клему 18 рознімання пульта ПВМ-24 (1597). Для увімкнення режиму «Маршрут» необхідно нажати на кнопку-табло «Вкл.» на пульті ПВМ-24 (1597); при цьому загоряється зелене табло і блокується увімкнення режиму «Висіння». Напруга +27 В с клеми 12 пульта ПВМ-24 по дроту АП339 надходить на клему 23 рознімання ЦП РМ-24 (1633) і підготовлює обчислювач БВ-24 до роботи, по дроту АП339 надходить на клему 34 рознімання пульта керування «Крен» (1579), а із клеми 7 рознімання ЦП ПМ-24 (1633) надходить на клему 12 рознімання пульта керування «Напрямок» (1693). По цих сигналах канал «Напрямок» переводиться в режим узгодження, і в його ланцюг зворотного зв'язку включається ланка ізодрому. Керуючий сигнал надходить із клеми 9.рознімання Ш1 РМ-24 (1633) на клему 49 рознімання пульта керування «Крен» (1579).

Режим «Висота». Для увімкнення режиму «Висота», тобто стабілізації геометричної висоти вертольота по сигналах апаратури ДІСС-15Д и радіовисотоміру РВ-5, необхідно нетиснути на кнопку-табло «Увімкн. висота» на пульті керування ПВП-24 (1634), при цьому загоряється зелене табло «Увімкн.», включається блокування режиму «Посадка», ланцюг автоматичного відключення пульта керування «Висота», ланцюг сигналізації відмови у випадку виходу з ладу апаратур ДІСС-15Д и відсутності живлення. Із клеми 24 рознімання ПВП-24 (1726) напруга +27 У по дроту АП141 подається на клему 19 рознімання пульта керування «Висота» для дистанційного увімкнення останнього. Крім того здійснюється блокування пульта керування «Висота», що виключає можливість його дистанційного відключення при втручанні в управління льотчика. Із клеми 16 рознімання Ш2 РМ-24 (1633) і із клем 6 рознімань КЗВ (1694) і БСГ (1590) знімається напруга +27 В, що приводить до переходу КВЗ у режим узгодження, при цьому сигнал керування не подається на пульт керування «Висота». Після перетворення сумарний сигнал із клеми 13 рознімання Ш2 РМ-24 (1633) по проведенню АП149 надходить на клему 49 рознімання пульта керування «Висота».

Відключення системи можливо декількома способами. Для повного відключення системи необхідно виключити АЗСГК-2 «САК сигнал» (1690) на лівому пульті АЗС або нажати на кнопку «Відключ. АП» (1691) на ручці повздовжньо-поперечного керування льотчика. При цьому гасне усе табло «Увімкн.» і загоряються червоні табло «Відкл.». Для роздільного відключення того або іншого режиму необхідно нажати кнопку-табло «Відкл.» відповідно на пульті керування ПВМ-24 або ПВП-24. Для відключення окремих каналів («Напрямок», «Крен», «Тангаж», «Висота») необхідно нажати на кнопку-табло «Відкл.» на відповідному пульті управління автопілоту ВУАП-1. У випадку відмов систем і виробів, що входять у САК-В24-1 і взаємодіють з нею, а також у випадку відсутності живлення +27 В и 36 В 400 Гц, система відключається автоматично. У системі передбачені блокування, що виключають увімкнення невзаємодіючих режимів. Щоб виключити можливість вимикання каналів автопілоту при переході живлення системи з одного генератора на іншій, у схему уведені ланцюги затримки, наприклад, для каналу «Напрямок» реле (1704), діод (1781), резистор (1782) і конденсатор (1783). Для інших каналів ланцюга затримки аналогічні.

Система контролю. У системі САК-В24-1 передбачені елементи вбудованого контролю, що дозволяють перевіряти функціонування системи перед польотом безпосередньо на вертольоті без підключення спеціальної апаратури і без зняття бортових датчиків з вертольота. До цих елементів відносять виведені на лицьові панелі пультів управління автопілоту ВУАП-1 ручки центрування, перемикач «Контроль», кнопку-табло «Увімкн.», «Відкл.», нульові індикатори, шкали механізмів узгодження й розміщені на лицьових панелях пультів ПВМ-24 і ПВП-24 кнопки-табло «Увімкн.» й «Відкл.».