Способ улучшения характеристик поперечной управляемости спортивного пилотажного самолета

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к спортивным пилотажным самолетам. Изобретение позволяет уменьшить амплитуду обратного хода ручки при выполнении самолетом бочек и повысить точность стабилизации угла крена. Сущность: связь между отклонениями ручки управления и элеронов делают нелинейной и при этом реализуют монотонно убывающую зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления от максимального значения градиента, равного 30 - 40 град/1 в области нейтрального положения ручки управления, до значений 0 - 5 град/1 при ее полном отклонении. 4 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к спортивным пилотажным самолетам.

Известен способ улучшения характеристик управляемости спортивных пилотажных самолетов по крену, заключающийся в применении на элеронах выносных компенсаторов типа "Аэро" (Техника воздушного флота. N 2, 1990, с. 70, авт. М.П.Симонова, Б.В.Ракитина, А.Г.Чернова, С.Т.Кашафутдинова, Ю.А.Кочеловского). Этот способ позволяет снизить нагрузки на ручке управления P_эmaxдо приемлемых без ухудшения эффективности элеронов. Однако при малых отклонениях ручки (х_э) от нейтрали градиент усилия по перемещению P_э^xэ резко падает, что затрудняет четкую фиксацию заданных углов крена при выполнении бочек, особенно фиксированных одних из распространенных фигур высшего пилотажа по самолетному спорту. Кроме того, для остановки вращения по крену необходимы обратные движения ручки управления. Для спортивных пилотажных самолетов системы управления обеспечивает линейный закон отклонения элеронов δ_э от перемещения ручки, что требует значительных по амплитуде обратных движений ручки. Это обстоятельство наряду с малым градиентом P_э^xэ в области х_э ≃ 0 ухудшает характеристики поперечной управляемости спортивных пилотажных самолетов при выполнении бочек.

Наиболее близким по технической сущности является способ улучшения характеристик поперечной управляемости, применяемый для высокоскоростных самолетов, в основном истребителей, заключающийся во введении в проводку управления элеронами нелинейной кинематической связи. Данный способ состоит в уменьшении значения производной δ_э^xэ в области малых перемещений ручки от нейтрального положения при сохранении полного диапазона углов отклонения элеронов (фиг.1), (Проектирование самолетов. Под редакцией С.М.Егера, с. 508, Москва, изд-во "Машиностроение", 1983). Отмечается простота реализации способа и его высокая эффективность при полете самолетов в области транс- и сверхзвуковых скоростей. Однако его использование на спортивных пилотажных самолетах, имеющих максимальную скорость не более 450 км/ч, не позволяет уменьшить по амплитуде обратных движений ручки для остановки вращения по крену при выполнении бочек. Это объясняется тем, что обратные отклонения элеронов (ручки) осуществляются в области малых значений ( δ_э), что из-за пониженных величин производной требует даже большого обратного хода ручки, чем при линейной зависимости δ_э(х_э).

При разработке предлагаемого способа была поставлена задача улучшения характеристик поперечной управляемости спортивного пилотажного самолета, которое должно проявляться в уменьшении обратного хода ручки для остановки вращения самолета по крену при выполнении бочек и повышении точности стабилизации угла крена без снижения максимально развиваемых угловых скоростей крена и без увеличения максимальных усилий на ручке управления. Задача решается за счет того, что также, как у способа прототипа, связь между отклонениями ручки управления и элеронами делается нелинейной, но имеющей иной характер (фиг. 2). А именно реализуется монотонно убывающая зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления от максимального значения градиента, равного 30.40 град/1 в области нейтрального положения ручки (=0), до значений 0.5 град/1 при ее полном отклонении (= 1), (фиг. 3). Использование в способе предлагаемой нелинейной зависимости δ_э() с указанными диапазонами изменения градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки позволяет облегчить пилоту выполнение фигур высшего пилотажа, связанных с вращением самолета по крену. Способ так же, как способ-прототип, не требует применения в системе управления элеронами сложных по конструкции механизмов и может быть реализован после некоторых доработок систем управления на серийно выпускаемых пилотажных самолетах. В качестве примера, иллюстрирующего эффективность предлагаемого способа, рассмотрено выполнение фиксированной бочки на 90^опилотажно-акробатическим самолетом Су-26М для различных законов отклонения элеронов по перемещению ручки управления. На фиг.4 показана полученная при помощи математического моделирования изолированного движения крена зависимость отношения обратного хода ручки к прямому от величины производной . Видно, что при сохранении полного диапазона отклонения элеронов, а следовательно, и значений максимальных угловых скоростей крена, увеличение градиента по сравнению с исходным, соответствующим линейной зависимости δ_э(), в 1,5. 2 раза приводит к трех-семикратному уменьшению амплитуды обратного хода ручки. Кроме того, в данном случае за счет уменьшения потребного хода ручки в области 0 для отклонения элеронов на один и тот же угол увеличивается абсолютное значение производной шарнирного момента элеронов по при 0, что должно способствовать точности стабилизации угла крена. Это, наряду с уменьшением амплитуды обратного хода ручки, благоприятно скажется на характеристиках поперечности управляемости спортивного пилотажного самолета.

Формула изобретения

СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПЕРЕЧНОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИ СПОРТИВНОГО ПИЛОТАЖНОГО САМОЛЕТА, заключающийся тем, что связь между отклонениями ручки управления и элеронов делают нелинейной, отличающийся тем, что реализуют монотонно убывающую зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления от максимального значения градиента, равного 30 40 град/1 в области нейтрального положения ручки управления, до значений 0 5 град/1 при ее полном отклонении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4