Гидравлические следящие устройства

В связи с увеличением размеров самолетов и возрастанием скорос­тей их полета усилия на ручке и педалях летчика без применения средств механизации превысили бы его физические возможности. При увеличе­нии размера самолета нагрузки на органы управления возрастают про­порционально герметическим размерам рулей. При возрастании скорости полета усилия, действующие на органы управления (для создания оди­наковых перегрузок), увеличиваются пропорционально квадрату скоро­сти. Эти факторы потребовали создания устройств (использующих внеш­нюю энергию), которые многократно увеличивают усилия, затрачивае­мые летчиком при управлении самолетом. Таким устройством является гидравлический усилитель (бустер), представляющий собой следящий силовой привод, который ведомому звену (штоку силового цилиндра) дает перемещение, согласованное с перемещением ведущего звена (плун­жера золотника), передаваемым летчиком при действии ручки управ­ления.

Перемещение штока силового цилиндра и развиваемая гидроуси­лителем сила воздействия на органы управления возникают за счет энер­гии подаваемой жидкости.

Гидравлический усилитель (бустер) обладает существенными преи­муществами перед другими устройствами. Он имеет:

высокую чувствительность к пе­ремещению входного звена управле­ния (ручки управления и педалей летчика);

высокую скорость исполнения, практическое согласование динами­ки входного и выходного зве­ньев;

развиваемое усилие, зависящее только от давления гидрожидкости и диаметра цилиндра исполнительно­го механизма.

Для осуществления слежения в гидроусилителях применяется жест­кая обратная связь выхода со вхо­дом так, что любое рассогласова­ние приводит к равновесию, но уже в новом согласованном сос­тоянии ведущего и ведомого зве­ньев.

Принцип действия гидроусилителя основан на автоматическом под­держании согласования между входом и выходом и слежения выход­ного звена за входом, разность между которыми дает рассогласование, приводящее в действие исполнительный механизм, восстанавливающий согласование. Схема однокоординатного гидроусилителя с жесткой об­ратной связью выхода со входом, применяемого в ручном управлении самолетом, представлена на рис.

Принцип действия гидроусилителя такой схемы заключается в следующем. При перемещении ручки управ­ления 2 перемещается точка 1. Так как золотник 3 легко перемещается, то точка 6 в первый момент движения точки 1 будет неподвижна, ввиду чего движение ручки управления вызовет через рычаг 7 смещение плун­жера золотника.

В результате этого жидкость под давлением поступит в соответст­вующую полость цилиндра 5, другая полость цилиндра через золотник 3 соединяется со сливом. Под действием давления жидкости произойдет перемещение поршня 4, а следовательно, и точки 6 выхода на некоторый путь, пропорциональный отклонению точки 1 системы ручного управле­ния.

Принципиальные схемы гидро­усилителей с двухпоясковым золотни­ком:

1 - тяга; 2 - ручка управления; 3 -золотник; 4 — поршень; 5 — корпус цилиндра; 6 - шарнир; 7 - рычаг; t -окно; h — длина плунжера; с - перек­рытие; L₁, L₂ - плечи рычага

Гидроусилители устанавливаются для перемещения органов управ­ления самолетом, поэтому отказ гидроусилителя в полете приводит од­нозначно к катастрофической ситуации. Ддя повышения надежности уп­равления самолетом применяются различные способы дублирования.