Материал: Анализ гидравлических систем управления элеронами и передней опоры шасси на самолете Ту-154

К корпусу снизу крепится фланец 11. Он имеет проточку для сальника 2, состоящего из одного резинового и двух войлочных колец. Сальник, зажат гайкой 12. Между корпусом 3 и фланцем 11 имеется резиновое уплотнительное кольцо.10.

Усилия трения на рычагах герметических выводов элеронов, смонтированных на самолете, не должны превышать 0,8 кгс. Испытания необходимо проводить при отсоединенной проводке управления от входного и выходного рычагов и повороте вала от 5 до 7 раз.

Доступ к гермоузлам осуществляется через лючки, расположенные под ними в зализах между крылом и фюзеляжем.

Рис. 3.4. Герметический вывод управления элеронами: 1 - выходной рычаг; 2 - сальник; 3 - корпус; 4 - заглушка; 5 - масленка; 6 - войлочное кольцо; 7 - входной рычаг; 8 - втулка; 9 - вал; 10 - резиновое кольцо; 11 - фланец; 12, 13 - гайки.

Ограничитель отклонения элеронов, как и ограничитель отклонения руля высоты, расположен на шпангоуте № 8. Конструкция упоров аналогична конструкции упоров в проводке управления рулем высоты. Эти упоры ограничивают угол поворота штурвала.

Второй ограничитель отклонения элеронов закреплен на коромысловой качалке дифференциальной качалки. Движение качалки ограничивается регулируемыми упорами, смонтированными на кронштейнах. Эти упоры необходимо регулировать при включенном рулевом агрегате РА-56В-1. Движением штурвала необходимо отклонить элероны на ±20°±1° и подвести упоры так, чтобы при этом поршни рулевого привода РП-55 не доходили до дна цилиндра на величину, соответствующую не менее 20' отклонения элерона.

Пружинный загружатель установлен в системе управления элеронами для создания на штурвалах усилий, пропорциональных отклонениям элеронов. Он включен в систему управления постоянно.

Конструкция загружателя элеронов однотипна с конструкцией пружинных загружателей руля высоты и полетного загружателя руля направления и отличается от них габаритами входящих в него деталей, резьбовыми наконечниками, и графиком работы пружины. Для центрирования - штурвалов пружина имеет предварительное обжатие.

Шток пружинного загружателя соединен с качалкой 9 (см. рис. 3.1). Второй конец пружинного загружателя соединен через двуплечую качалку 14 с электромеханизмом 15 триммерного эффекта. При отклонении штурвалов пилотами через кинематическую цепь -- звездочка на оси штурвала, тросы, секторная качалка, тяги -- будет поворачиваться качалка 9 и обжимать пружину загружателя. Возникающие усилия на штурвалах будут имитировать аэродинамическую нагрузку на элеронах (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Зависимость усилия на штурвале от изменения угла отклонения элеронов: 1 - поле допуска(дорожка трения - 8 кгс; усилие трения - 4 кгс)

Механизм триммерного эффекта служит для триммирования усилий на штурвалах от пружинного загружателя.

Триммирование усилий пружинного загружателя обеспечивает полное снятие нагрузки на штурвалах при отклонении элеронов на углы ±5°±45'. Оно осуществляется электромеханизмом 15 (см. рис. 3.1), управление которым производится переключателем, установленным на козырьке средней приборной доски пилотов.

Работа электромеханизма триммирования проверяется следующим образом. При нейтральном свободном положении штурвала повернуть переключатель вправо и штурвал должен повернуться по ходу часовой стрелки на 30° за 6±1 с. Электромеханизм срабатывает при, этом на уборку штока. При повороте переключателя влево штурвал повернется против хода часовой стрелки на тот же угол и за то же время, а электромеханизм при этом сработает на выпуск штока. О нейтральном положении электромеханизма триммерного эффекта элеронов сигнализирует зеленое табло ТС-2 «Нейтраль--крен», установленное на средней приборной доске пилотов.

Следящая тяга служит для отключения режимов автоматической стабилизации крена при отклонении штурвала пилотом (см. рис. 3.1). Следящая тяга элеронов по своей конструкции однотипна со следящей тягой руля высоты и отличается от неё только размерами одноименных деталей. Следящая тяга подвешена на двух ушках, прикрепленных на болтах к качалкам 14, 9 (см. рис. 3.1). Установка концевых выключателей следящей тяги обеспечивает срабатывание их при ходах штока следящей тяги ±13 мм, что соответствует отклонению элеронов на углы ±3°45'.

Датчик ДПС-2 служит для замера обжатия пружинного загружателя. Датчик 11 с помощью кронштейна-хомута закреплен на стакане пружинного загружателя 13.

Рабочий привод РП-55.

Назначение:

Рулевой привод РП-55 предназначен для управления элеронами. В системе управления элеронами установлено два привода РП-55 (один для отклонения левого элерона, а другой - правого).

Управление рулевыми приводами осуществляется через механическую проводку управления от штурвала и от рулевого агрегата РА-56В-1, работающего по сигналам автоматической бортовой системы управления АБСУ-154.

Принцип действия и общие сведения об устройстве привода РП-55.

Рулевой привод РП-55 (см. рис 3.6.) является трехкамерным, необратимым, следящим гидравлическим усилителем с жесткой обратной связью.

Усиление мощности создается за счет энергии рабочей жидкости, подводимой к приводу.

Питание к приводу подводится одновременно от 1-й. 2-й и 3-й гидросистем, каждая из которых питает только одну камеру.

Привод сохраняет работоспособность при отказе одной или двух гидросистем. При заклинивании одного из золотников привод остается работоспособным, так как вал (13) заклинившегося золотника, закручиваясь, не мешает управлению двумя другими золотниками, а полости камеры гидроусилителя, в которые поступает жидкость через заклинившийся золотник - закольцовываются.

Рулевой привод состоит из трех однокамерных цилиндров, смонтированных в одном блоке (15),из трех распределительных устройств (12), объединенных общим входным звеном (8) (входная качалка) а также ряда других элементов, как-то: перепускных клапанов (3), предохраняющих от заброса давления рабочей жидкости в полостях цилиндра, фильтра (4), системы рычагов (10),(11).

В каждом цилиндре имеется шток с поршнем (1) и шатун (2). Шатуны связаны одним общим выходным звеном-осью (5). К выходному звену (5) подсоединена тяга обратной связи (6).

Управляющий сигнал поступает на входную качалку (8). Входная качалка, поворачиваясь относительно оси 0-О, передает перемещение через систему рычагов (10 и 11) к трем валам золотников распределительного устройства (12). Вал (13), поворачиваясь, перемещает золотник (14). При этом золотник (14) открывает доступ рабочей жидкости в одну из полостей рабочей камеры, в результате чего шток (1) и шатун (2) начинают перемещаться. Перемещаясь, шатун (2) перемещает тягу обратной связи (6). Тяга обратной связи поворачивает качалку обратной связи (9) вокруг оси Т-Т. Качалка обратной связи (9) при этом поворачивает входную качалку (8) относительно точки входа. Качалка (8), поворачиваясь, передает движение через систему рычагов (10 и 11), соответствующее перемещению золотников (14), на перекрытие окон, подводящих жидкость. После того как окна перекроются, движение штока (1) к шатуна (2) прекращается.

Рис.3.6. Принципиальная схема рулевого привода РП-55. 1 - шток; 2 - шатун; 3 - перепускной клапан; 4 - фильтр; 5 - ось (входное звено); 6 - тяга обратной связи; 7 - ограничитель хода золотников; 8 - входная качалка; 9 - качалка обратной связи; 10 - привод золотников; 11 - тяга золотника; 12 - распределительное устройство; 13 - вал золотника; 14 - золотник; 15 - блок цилиндров

Гидравлическая схема

2- Комплексный гидроагрегат; 3 - Распределитель электрогидравлический; 4 - Термоклапан; 5 - Датчик давления; 6,8 - Сигнализаторы давления; 7- Фильтры высокого давления; 9- Клапан обратный; 10- Клапан отбора проб

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ

Давление в гидросистеме: P = 21106 Па;

Давление слива: P = 8106 Па;

Площадь элерона: S = 1.73 м2;

Средняя хорда: b=0,8 м

Скорость самолёта : н = 850 км/ч = 236.111 м/с;

Угол поворота элерона: д = 200;

КПД:

Угловая скорость отклонения элерона:

Угол атаки элерона: б = 90;

Плотность воздуха: = 1.225 кг/м3;

В указанных системах управления рассматриваются методы определения усилий и мощностей для приводов элеронов. Мощность, потребная для работы гидроусилителя руля, определяется как :

где Мш - шарнирный момент руля от аэродинамических сил; тш - коэффициент шарнирного момента; -- угловая скорость отклонения руля; -- коэффициент полезного действия гидроусилителя; - скоростной напор.

В первоначальных расчетах можно считать, что тш зависит только от угла отклонения д и угла атаки б и определяется:

Скоростной напор:

Тогда

Плечо действия силы на шток: а = 0.03;

Найдем усилие на штоке:

Расчет гидроцилиндра:

Диаметр штока найдем из условия прочности:

;

где = 100106 Па - допускаемое напряжение материала;

Площадь штока:

Диаметр поршня:

Площадь поршня:

Длина поршня:

Толщина стенок гидроцилиндра:

где = 0.3 - коэффициент расхода;

наружный диаметр гидроцилиндра:

Толщина донышка сливного гидроцелиндра:

Скорость поршня:

где х = 0.03 - перемещение поршня;

Мощности исполнительного механизма:

СИСТЕМА ВЫПУСКА-УБОРКИ ПЕРЕДНЕЙ СТОЙКИ ШАССИ

Передняя нога (рис.1) устанавливается в носовой части фюзеляжа между шпангоутами №14 и №19 и расположена так, что ее амортизационная стойка находится в вертикальной плоскости симметрии самолета и в выпущенном положении становится перпендикулярно продольной оси фюзеляжа, оставаясь в таком положении при любом обжатии амортизатора. Она является поддерживающей опорой носовой части самолёта на земле. В убранном положении передняя нога размещается в нише носовой части фюзеляжа. Ниша передней ноги закрывается передними и задними створками. Передние створки управляются движением амортизационной стойки и при убранном положении передней ноги плотно закрыты, при выпущенном положении открыты. Задние створки управляются механизмом, который при уборке и выпуске передней ноги приводится в действие петлей замка подвески, расположенной на амортизационной стойке. Задние створки открываются только во время уборки или выпуска передней ноги. Передняя нога шасси состоит из амортизационной стойки (2), складывающегося подкоса (8), механизма распора (7), двух спаренных колес КН-10 (1) на общей вращающейся оси, поворотно-демпфирующего устройства (3), гидравлического цилиндра уборки и выпуска (5), петли (9) и механизмов управления передними и задними створками люка передний ноги. Посредством цапф, имеющихся на амортизационной стойке и на складывающемся подкосе, передняя нога шарнирно закрепляется в четырех узлах, установленных на боковых стенках отсека между шпангоутами №14 и №17.

Рис.1. Передняя опора. 1-колесо КН-10; 2-амортизационная стойка; 3-поворотно - демпфирующее устройство; 4-кронштейн; 5- гидравлический цилиндр; 6-кронштейн; 7-механизм распора; 8-подкос; 9-петля.

Два передних узла служат для крепления амортизационной стойки, а два задних узла служат для крепления складывающегося подкоса. Силовыми и кинематическими элементами передней ноги являются: амортизационная стойка, складывающийся подкос, механизмы распора. Уборка и выпуск передней ноги осуществляется гидравлическим цилиндром (5), шарнирно соединенным с кронштейном (4), на амортизационной стойке и с рычагом (6) складывающегося подкоса. В цилиндр поступает масло АМГ-10 из гидравлической системы под давлением 210 кгс/см2. Для обеспечения плавного и безударного подхода поршня к его конечному положению при уборке ноги, в цилиндре имеется дросселирующее устройство.