Дадим неполный перечень современных ЛА. имеющих СДУ:
Серийные истребители: Су-27, F-16, F-18, JA37 и их модификации.
Серийные транспортные самолеты: С-5 А. С-17.
Серийные магистральные пассажирские самолеты: А-320 330/340, Boeing 777.
Опытные истребители: F-22, Rafalle, Eurofighter, некоторые опытные Миг и Су.
Опытные вертолеты: RAH-66, NH-90, V-22, Ансат(Казанский вертолетный завод).
Опытные магистральные пассажирские самолеты: Ил-96, Ту-204.
СДУ всех упомянутых ЛА можно разделить на две группы: СДУ с резервной механической проводкой и «чистые» СДУ, без механического резерва (отметим, что СДУ с механическим резервом для вертолетов практически неприменимы). Механический резерв имеют самолеты: F-18, JA37, С-5А, С-17. А-320/330/340.Ил-96Б. Ту-204.
СДУ с механическим резервом обычно имеют небольшую кратность резервирования электрической части, например, дублирование для самолетов А-320/330/340. Иногда и в этом случае применяют 4-кратное резервирование (Ил-96).
Первоначально все СДУ были аналоговыми. в настоящее время происходит переход к цифровым системам. СДУ без механического резерва всегда имеют высокую кратность резервирования. Истребители Су-27 и F-16 имеют 4-кратно резервированные аналоговые СДУ. На NH-90 применена 4-кратно резервированная цифровая СДУ. Система дистанционного управления последней разработки для вертолетов RAH-66, V-22 и для самолета F-22 имеют во всех каналах по 3 цифровых вычислителя, каждый из которых дублирован. Для повышения надежности системы каждая половина цифрового вычислителя программируется различными группами программистов.
В качестве примера принципа реализации современной СДУ рассмотрим (рис. 1) структурную схему СДУ ADOCS (но материалам доклада на 39-м Форуме Американского вертолетного общества в 1983 г.). Система имеет 3 уровня:
– аварийный, обеспечивающий непосредственную связь ручки управления с электрогидравлическими приводами (ЭГП);
– основной: управление от ручки с формированием сигналов, обеспечивающих приемлемое управление с разложением сигналов по ЭГП («развязанное» управление) и со вводом сигналов балансировочных положений рулей;
– высший: прямые и обратные связи, обеспечивающие оптимальные законы управления. Сигналы высшего уровня подаются на основной уровень через ограничители для обеспечения безопасности полета при отказе датчиков высшего уровня.
Ведущий специалист МВЗ д.т.н. С.Ю. Есаулов
Меры снижения статической электризации
В статье раскрывается проблема статическою электричества на современных вертолетах и приводятся рекомендации по снижению уровня помех РЭО, вызываемых электростатическими разрядами. Усложнение бортового оборудования, использование электронных изделий,чувствительных к электромагнитным помехам (микросхемы, слаботочные микросборки и др.), а также широкое применение в конструкции современных вертолетов композиционных материалов требует специальных мер по защите от статического электричества.
Характерным проявлением вредного воздействия статического электричества при эксплуатации являются щелчки, шумы в наушниках, восстанавливаемые сбои в работе бортовых ЭВМ и другого оборудования, о которых свидетельствуют замечания летного состава. Причиной сильных помех радиоприему являются электростатические разряды. Для летательных аппаратов характерны два вида электростатических зарядов:
• заряды, находящиеся на металлической поверхности и создающие разность потенциалов между поверхностью и окружающей воздушной средой;
• заряды, образующиеся, находящиеся и взаимодействующие на изолированной поверхности (остекление, обтекатели антенн, лопасти винта из композиционных материалов н т.п.). В этом случае довольно большая разность потенциалов может возникнуть не только между поверхностями и окружающим воздухом, но и между двумя, даже очень близкими точками поверхности.
Процессы возникновения и удаления электростатических зарядов на ЛA достаточно хорошо изучены. Если электрически нейтральная частица коснется поверхности вертолета и отскочит от нее, она отлетит, зарядившись, а вертолет приобретет заряд противоположного знака. Значения возникших зарядов определяются характеристиками поверхностей частицы и обшивки. Чем больше разность значений работы выхода элементарных носителей заряда (электронов, ионов) в соударяющихся телах, тем больше заряды, возникающие на них после отрыва частицы от вертолета. Ток заряжения возрастает пропорционально третьей степени воздушной скорости, поэтому для вертолета принято считать.
что основным источником заряда является турбореактивный двигатель. Процесс связан с различием подвижности положительных и отрицательных носителей в ионизированных выхлопных газах. Если из выхлопной трубы двигателя вытекают частички несгоревшего топлива и контактная разность потенциалов с выхлопной трубы равна Еk, то заряд Q, который мог бы приобрести вертолет за счет указанного процесса, определяется формулой:
Q=k nt St Vt Ek Ckt t ,
где k – константа, определяемая типом и режимом работы двигателя; nt – концентрация выбрасываемых частиц; St – сечение сопла; Vt – скорость выброса частиц; Сkt – емкость между частицами и трубой выхлопа в момент отрыва частиц; t время.
В формуле нет ограничения заряда. Это связано с тем, что частицы вытекают как бы из фарадеевской клетки, в которой из-за отсутствия ноля внутри нее отсутствует коллекторный эффект.
Заряд вертолета всегда отрицательный и изменяется в зависимости от высоты полета и режима работы его двигателей.
Если покрытие стоянки обладает хорошими изоляционными свойствами, то после запуска двигателей возникает разность потенциалов в несколько киловольт и более. Техник, наблюдающий за запуском двигателей и находящийся на сыром грунте, через шлемофон. подключаемый к бортовому переговорному устройству, может получить ощутимый электростатический разряд, если вертолет не имеет надежного заземления на стоянке.
Эксперименты, проводимые на винтокрылом аппарате «Си Кинг», показали, что вертолет, зависший на высоте 18-20 м, будет иметь элсктростатнческий потенциал около 2 MB. Время заряда вертолета, емкость которого 550 пФ, составило 27 с. Ток заряда достигал 10 мкА.
Другим важным фактором заряжения вертолета является улавливание ранее существующих зарядов (индукционная зарядка). Облака могут иметь положительный или отрицательный заряд. Вертолет в полете пересекает зоны положительных зарядов, зоны отрицательных зарядов, зоны чередующихся зарядов и смешанные зоны. Эти заряды велики и могут переноситься на летательный аппарат почти целиком. Таким образом, вертолет может быть заряжен положительно или отрицательно по отношению к окружающему воздуху и находиться иод высоким напряжением (рис.1).
Кроме того, существует влияние внешних электрических полей. В незаряженной, не имеющей электрического поля атмосфере между проводящим телом и атмосферой обязательно возникает разность потенциалов. Заряд бывает значительным но величине и может являться основной причиной наиболее опасных происшествий при проведении спасательных работ с помощью бортовой лебедки.
Во всех описанных выше случаях потенциал JIA растет скачкообразно. Эти скачки являются причиной фонового шума в бортовой радиоприцельной аппаратуре. Чем выше электростатический заряд, тем выше фоновый шум, который в большинстве своем является «белым шумом».
Токи заряда повышают электростатический потенциал вертолета по отношению к окружающей среде; значение же электрической емкости остается приблизительно неизменным в процессе выполнения полета. Поскольку величина такого потенциала не может возрастать до бесконечности, появляется феномен электрического пробоя, и связанные с ним разряды вызывают возникновение электромагнитных возмущений (радиопомех). Радиопомехи в этом случае несоизмеримо больше, чем при заряде, так как сопровождаются большими токами и даже свечением. Разряды разделяются на два типа.