Трехкоординатный пост дублированного ручного управления самолетом
Владельцы патента RU 2579417:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" (RU)
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям устройств управления летательными аппаратами. Пост ручного дублированного управления самолетом содержит штурвалы, штурвальные колонки, основание с законцовками, которое шарнирно закреплено в кронштейнах на полу кабины. Штурвальные колонки двухместной кабины экипажа синхронизированы по угловым отклонениям с помощью общей тяги и общего вала. В конструкцию каждой штурвальной колонки добавлена еще одна степень свободы, а именно штурвальная колонка имеет возможность вращения относительно собственной продольной оси. Достигается снижение веса конструкции системы управления, отпадает необходимость согласования положения кресла по высоте и по расстоянию до педалей. 5 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к ручным управляющим устройствам для приведения в действие поверхностей управления летательного аппарата, и может быть применено при установке его между приборной доской и креслом пилота для экипажа из двух человек, сидящих рядом.
Известные посты ручного управления в составе штурвала и штурвальной колонки обладают ограниченными функциональными возможностями, так как с их помощью можно управлять только двумя управляющими поверхностями, а именно: рулем высоты, отклоняя штурвальную колонку от себя и на себя, изменяется угол тангажа самолета, и элеронами, поворачивая штурвал относительно продольной оси, проходящей через верхнюю часть штурвальной колонки. Это так называемый комплекс ручного управления. Для управления по углу рысканья применяется комплекс ножного управления, а именно педали. Патенты SU 999406 А1, SU 1376432 А1, RU 2356793 C1, RU 2420427 С2, US 2009321584 A1, US 2014014781 Α1.
Задачей изобретения является разработка трехкоординатного поста дублированного ручного управления двухместного самолета, который обеспечивает снижение веса конструкции системы управления в кабине экипажа за счет отказа от ножного управления. Отказ от ножного управления снимает медицинские ограничения к летному составу по состоянию ног. Пилот с дефектами ног с трехкоординатным штурвалом управления способен полноценно управлять любым летательным аппаратом, либо напрямую на поверхности управления, либо через усилители известных конструкций. Так же трехкоординатный пост существенно расширяет ограничения по минимальному росту пилота, так как не требуется согласование положения кресла по высоте и по расстоянию до педалей, ввиду отсутствия педалей.
Решение поставленной задачи достигается тем, что штурвальные колонки двухместной кабины экипажа синхронизированы по угловым отклонениям с помощью общей тяги и общего вала, а в конструкцию каждой штурвальной колонки добавляется еще одна степень свободы, а именно штурвальная колонка получает возможность вращения относительно собственной продольной оси.
Причем основание с законцовками, которое шарнирно закреплено в кронштейнах на полу кабины, обеспечивает угловые перемещения штурвала относительно продольной оси, которые управляют положением элеронов, угловые перемещения штурвальных колонок относительно горизонтальной оси, проходящей вдоль основания ручного поста, управляют положением руля высоты (отклонения штурвала ′′на себя - от себя′′), угловые отклонения штурвала относительно вертикальной оси, проходящей вдоль штурвальной колонки, управляют положением руля направления. Для исключения взаимного влияния отклонения штурвальной колонки на положения рулей направления и элеронов тяги привода этих поверхностей проходят в непосредственной близости от оси вращения основания поста ручного управления.
На фиг. 1 показан общий вид трехкоординатного поста управления самолетом в составе стенда-демонстратора, все рулевые поверхности в нейтральном положении.
На фиг. 2 показано предельно переднее положение колонки штурвала.
На фиг. 3 показано предельно заднее положение колонки штурвала.
На фиг. 4 показано предельное отклонение штурвала по крену (отклонение элерона).
На фиг. 5 показано предельное отклонение колонки штурвала по рысканью (отклонение руля направления).
Трехкоординатный пост ручного управления имеет оси вращения штурвалов 1 (фиг. 1), оси вращения штурвальных колонок 2, ось вращения основания поста 3, тяги привода отклонения элеронов 4, тягу привода руля направления 5, тягу синхронизации поворота штурвальных колонок 6, тягу синхронизации поворота кронштейнов управления элеронами 7, тягу привода элерона 8, тягу привода руля направления 9, тягу привода руля высоты 10, тягу привода элерона 11, поворотные штурвальные колонки 12 и 13, штурвалы 14 и 15, качалку привода руля направления 16, качалки привода элерона 17 и 18, элерон 19, руль направления 20, руль высоты 21, кронштейны навески основания 22 и 23, трубчатый корпус основания 24.
При повороте штурвалов поз. 14 и 15 относительно осей 1 произойдет перемещение вертикальных тяг 4, которые повернут качалки 18 привода элеронов, через тягу 7 качалки будут синхронизированы по углу поворота, далее движение передается тяге 8, которая через качалку 17 перемещает тягу 11, которая непосредственно поворачивает элерон поз. 19. При развороте штурвалов 14 и 15 совместно с колонками 12 и 13 относительно вертикальных осей 2 произойдет перемещение тяг 5 и 6, причем тяга 6 синхронизирует разворот колонок, а тяга 5 через качалку 16 переместит тягу 9, которая непосредственно повернет руль направления 20 в соответствии с углом разворота колонок 12 и 13. Данное перемещение повлияет на отклонение элеронов в пределах ±0,3°*, что укладывается в пределы допуска на упругие деформации трассы управления и упругие деформации крыла. Движение штурвалов 14 и 15 ′′на себя′′ или ′′от себя′′ вызовет угловое перемещение корпуса 24 в кронштейнах 22 и 23, что обеспечит перемещение тяги 10, которая непосредственно повернет руль высоты 21. Данное перемещение повлияет на отклонение руля направления в пределах ±0,5°*, что укладывается в пределы допуска на упругие деформации трассы управления и конструкции хвостовой части фюзеляжа.
* величина отклонения определена в геометрии данного стенда-демонстратора и при необходимости известными конструкторскими решениями могут быть уменьшены до околонулевых значений.
Пост дублированного ручного управления самолетом, содержащий штурвалы, штурвальные колонки, основание с законцовками, которое шарнирно закреплено в кронштейнах на полу кабины, отличающийся тем, что штурвальные колонки двухместной кабины экипажа синхронизированы по угловым отклонениям с помощью общей тяги и общего вала, а в конструкцию каждой штурвальной колонки добавляется еще одна степень свободы, а именно штурвальная колонка получает возможность вращения относительно собственной продольной оси.
