RU171693U1 - CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS - Google Patents
CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU171693U1 RU171693U1 RU2016111953U RU2016111953U RU171693U1 RU 171693 U1 RU171693 U1 RU 171693U1 RU 2016111953 U RU2016111953 U RU 2016111953U RU 2016111953 U RU2016111953 U RU 2016111953U RU 171693 U1 RU171693 U1 RU 171693U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromechanical
- control
- steering
- functions
- pitch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/24—Transmitting means
- B64C13/38—Transmitting means with power amplification
- B64C13/50—Transmitting means with power amplification using electrical energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области авиации, а именно к системам управления основными летными функциями самолетов с помощью электромеханических приводов (ЭМП). Система содержит: рулевые поверхности (РП), служащие для управления функциями курса, и расположенные слева и справа от фюзеляжа РП, служащие для управления функциями тангажа и крена, а также поверхностью аэродинамического торможения (AT); два следящих ЭМП, соединенных с каждой РП и каждой поверхностью AT, выходные звенья каждого из которых совершают вращательное движение или линейное перемещение; электродвигатель (ЭД) каждого следящего ЭМП РП является бесколлекторным, вентильным, постоянного тока с постоянными магнитами с частотой вращения вала 6000…60000 мин, а ЭМП имеет соединенный с валом ротора волновой редуктор с телами вращения с передаточным отношением 500…4000. Система также включает блоки управления (БУ) следящих ЭМП РП, выполняющих управление летными функциями курса, тангажа и крена и поверхностями AT и соединенные с БУ ЭМП интерфейсными шинами БУ ЭД следящих ЭМП РП и поверхностей AT; центральный БУ каждой РП каждой из функций курса, тангажа и крена и поверхностями AT, соединенный интерфейсными шинами с БУ следящими ЭМП, и, по меньшей мере, с одним бортовым компьютером; датчики углового положения каждого выходного вала следящего ЭМП, соединенные интерфейсными шинами с БУ следящими ЭМП; датчики углового положения и скорости каждой РП каждой из функций курса, тангажа и крена и каждой поверхности AT, соединенные интерфейсными шинами с БУ следящими ЭМП РП. Система позволяет снизить габариты и массу электромеханических приводов рулевых поверхностей. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.The utility model relates to the field of aviation, namely to control systems for the basic flight functions of aircraft using electromechanical drives (EMF). The system contains: steering surfaces (RP), used to control the course functions, and located to the left and right of the RP fuselage, used to control the pitch and roll functions, as well as the aerodynamic braking surface (AT); two tracking EMFs connected to each RP and each surface AT, the output links of each of which rotate or linearly move; the electric motor (ED) of each servo EMF RP is a brushless, direct current, permanent magnet with permanent magnets with a shaft rotation speed of 6000 ... 60000 min, and the EMF has a wave reducer connected to the rotor shaft with rotation bodies with a gear ratio of 500 ... 4000. The system also includes control units (BUs) of the tracking EMF RP, which control flight functions of the course, pitch and roll and AT surfaces and are connected to the EMFs with interface buses of the BU ED tracking EMFs of the RP and AT surfaces; the central control unit of each RP for each of the course, pitch and roll functions and the AT surfaces, connected by interface buses to the control units monitoring EMFs, and at least one on-board computer; sensors of the angular position of each output shaft of the tracking EMF, connected by interface buses to the control unit of the tracking EMF; sensors of the angular position and speed of each RP of each of the course, pitch and roll functions and of each AT surface connected by interface buses to the control units of the RP EMF. The system allows you to reduce the size and weight of the electromechanical drives of the steering surfaces. 4 s.p. f-ly, 9 ill.
Description
Полезная модель относится к области авиации, а именно к системам управления основными летными функциями самолетов с помощью электромеханических приводов.The utility model relates to the field of aviation, namely to control systems for the basic flight functions of aircraft using electromechanical drives.
Известна система электропривода рулевых поверхностей управления полетом (патент US №7007897 от 27.01.2004), состоящая: из подсоединенных к рулевым поверхностям, по меньшей мере, из двух электроприводов: электромеханического привода и электропневматического привода, предназначенного для создания силы, дополнительно действующей на рулевые поверхности при превышении заданного значения силы, создаваемой в процессе управления электромеханическими приводами и действующей на рулевую поверхность. Рулевой поверхностью, к которой подсоединяются электромеханические и электропневматические приводы, может быть любая рулевая поверхность, используемая для управления полетом самолета: элерон, руль направления, рули высоты, спойлеры - тормозные щитки и интерцепторы; а также аэродинамические поверхности, используемые при взлете и посадке - предкрылки и закрылки. Система управления рулевыми поверхностями имеет контроллер управления электромеханическими приводами рулевых поверхностей, получающий сигналы управления и передающий их для управления электромеханическим приводом. Система управления рулевыми поверхностями имеет датчик положения у каждой из рулевых поверхностей, подсоединенный к контроллеру и передающий сигналы о положении рулевой поверхности; датчик положения действующего на рулевую поверхность элемента электромеханического привода, передающий сигналы к контроллеру; бортовой компьютер, генерирующий сигналы управления полетом или удаленная система управления полетом самолета.A known electric drive system for steering surfaces of flight control (US patent No. 7007897 from 01/27/2004), consisting of: connected to the steering surfaces, at least two electric drives: an electromechanical drive and an electro-pneumatic drive designed to create a force additionally acting on the steering surfaces when the specified value of the force created in the process of controlling electromechanical drives and acting on the steering surface is exceeded. The steering surface to which electromechanical and electro-pneumatic drives are connected can be any steering surface used to control the flight of an airplane: aileron, rudder, elevators, spoilers - brake flaps and spoilers; as well as aerodynamic surfaces used during take-off and landing - slats and flaps. The steering surface control system has a controller for controlling the electromechanical drives of the steering surfaces, receiving control signals and transmitting them to control the electromechanical drive. The steering surface control system has a position sensor at each of the steering surfaces, connected to the controller and transmitting signals about the position of the steering surface; a position sensor acting on the steering surface of the element of the electromechanical drive, transmitting signals to the controller; an on-board computer generating flight control signals or a remote aircraft flight control system.
Недостаток данной системы в том, что она содержит пневматическую систему с пневмодвигателями, клапанами с электроуправлением и один или множество компрессоров, что усложняет и утяжеляет систему управления полетом самолета и, соответственно, увеличивает массу самолета.The disadvantage of this system is that it contains a pneumatic system with air motors, electrically controlled valves and one or many compressors, which complicates and complicates the flight control system of the aircraft and, accordingly, increases the mass of the aircraft.
Известна система электроприводов рулевых поверхностей управления полетом (патент US №8033509 от 27.02.2007), состоящая из подсоединенных к рулевым поверхностям, по меньшей мере, двух электроприводов: электромеханического и электрогидравлического, из которых основным приводом, создающим силу, действующую на рулевую поверхность в процессе управления, является электрогидравлический привод, а сила, создаваемая электромеханическим приводом, может быть дополнительной и действующей после определения уровня силы, действующей на рулевую поверхность от электрогидравлического привода. Также может быть использован режим совместного действия сил от электромеханического привода и электрогидравлического привода.A known electric drive system for steering surfaces of flight control (US patent No. 8033509 from 02.27.2007), consisting of at least two electric drives connected to the steering surfaces: electromechanical and electro-hydraulic, of which the main drive that creates a force acting on the steering surface in the process control, is an electro-hydraulic drive, and the force created by an electromechanical drive can be additional and acting after determining the level of force acting on the steering surface from electro-hydraulic drive. The mode of joint action of forces from an electromechanical drive and an electro-hydraulic drive can also be used.
Недостаток данной системы - в том, что в ней используются разнородные приводы, из которых подсистема с электрогидравлическими приводами является более массивной, чем подсистема с электромеханическими приводами.The disadvantage of this system is that it uses heterogeneous drives, of which the subsystem with electro-hydraulic drives is more massive than the subsystem with electromechanical drives.
Известна система электропривода рулевых поверхностей управления полетом (патент US №7549605 от 29.07.2005), в которой силы, действующие на каждую рулевую поверхность, создают, по меньшей мере, два электромеханических привода вращательного движения (патент US №6739550 от 08.10.2002).A known electric drive system for steering surfaces of flight control (US patent No. 7549605 from 07.29.2005), in which the forces acting on each steering surface create at least two electromechanical drives of rotational motion (US patent No. 6739550 from 08.10.2002).
В электромеханическом приводе рулевых поверхностей используется электромеханический привод с поступательно движущимся элементом шарико-винтовой передачи, преобразующей вращательное движение ротора электродвигателя в поступательное (патент US №7764035 от 14.02.2008).The electromechanical drive of the steering surfaces uses an electromechanical drive with a translationally moving element of the ball screw, which converts the rotational movement of the rotor of the electric motor into translational (US patent No. 7764035 from 02.14.2008).
Известна система управления подвижными поверхностями летательного аппарата, содержащая, по меньшей мере, два электромеханических привода (патент RU №2531998 от 18.10.2011), которые могут быть как электромеханическими приводами вращательного движения, так и электромеханическими приводами с винтовым или другим преобразователем вращательного движения вала электродвигателя в поступательное движение элемента, создающего силу, действующую на рулевые поверхности летательного аппарата. Система управления электромеханическими приводами включает блок управления каждым электромеханическим приводом и центральный блок управления системой электромеханических приводов рулевых поверхностей, датчики положения элементов электромеханических приводов, действующих на рулевые поверхности, и датчики положения рулевых поверхностей, соединенные как с блоками управления электромеханических приводов, так и с центральным блоком управления.A known control system for the moving surfaces of an aircraft, containing at least two electromechanical drives (patent RU No. 2531998 from 10/18/2011), which can be either electromechanical drives of rotational motion, or electromechanical drives with a screw or other converter of rotational motion of the motor shaft into the translational movement of the element that creates the force acting on the steering surfaces of the aircraft. The control system of electromechanical drives includes a control unit for each electromechanical drive and a central control unit for the system of electromechanical drives of steering surfaces, position sensors of elements of electromechanical drives acting on steering surfaces, and position sensors of steering surfaces connected to both control units of electromechanical drives and the central unit management.
Такие системы с электромеханическими приводами могут быть массивными и иметь большие габариты, если в них используются электродвигатели с пониженной частотой вращения ротора, например, меньшей 6000 мин-1.Such systems with electromechanical drives can be massive and have large dimensions if they use electric motors with a reduced rotor speed, for example, less than 6000 min -1 .
Известны электромеханические приводы аэродинамических поверхностей самолета (патенты RU №108238 от 09.06.2010, RU №108239 от 09.06.2010, RU №2442721 от 09.06.2010, RU №2515014 от 25.07.2012, RU №2522635 от 25.07.2012, RU №2522638 от 25.07.2012, RU №2522646 от 25.07.2012), включающие электрический двигатель с номинальной частотой вращения ротора, выбираемой из диапазона от 3000 мин-1 до 25000 мин-1 с датчиком углового положения ротора и присоединенный к нему волновой редуктор с телами вращения с количеством ступеней от 1 до 3 с датчиком углового положения выходного вала, характеризуемые передаточным отношением, выбираемым из интервала от 500 до 2500. Электромеханический линейный привод (патент RU №2522646) включает шарико-винтовой преобразователь вращательного движения выходного вала в поступательное движение выходного звена, соединенного с управляемой рулевой поверхностью.Electromechanical drives of the aerodynamic surfaces of an airplane are known (patents RU No. 108238 dated 06/09/2010, RU No. 108239 dated June 9, 2010, RU No. 2442721 dated June 9, 2010, RU No. 2515014 dated July 25, 2012, RU No. 2522635 dated July 25, 2012, RU No. 2522638 dated July 25, 2012; RU No. 2522646 dated July 25, 2012), including an electric motor with a nominal rotor speed selected from a range of 3000 min -1 to 25000 min -1 with a rotor angular position sensor and a wave reducer attached to it with bodies rotation with the number of steps from 1 to 3 with a sensor for the angular position of the output shaft, characterized by a gear ratio m, selected from the range of 500 to 2500. The electromechanical linear actuator (patent RU №2522646) comprises a ball screw drive rotational output shaft motion into linear motion output member connected with a controllable steering surface.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - снижение габаритов и массы электромеханических приводов системы управления основными летными функциями самолета.The technical problem solved by the utility model is to reduce the size and weight of the electromechanical drives of the control system of the basic flight functions of the aircraft.
Техническая задача решена в системе управления основными летными функциями самолета, содержащей: рулевые поверхности, служащие для управления летными функциями курса, и расположенные слева и справа от фюзеляжа рулевые поверхности, служащие для управления летными функциями тангажа и крена, а также поверхности аэродинамического торможения (тормозные щитки и интерцепторы); по меньшей мере, два следящих электромеханических привода, соединенных с каждой рулевой поверхностью, выходные звенья каждого из которых совершают вращательное движение или линейное перемещение; блоки управления следящими электромеханическими приводами рулевых поверхностей, выполняющих управление летными функциями курса, тангажа и крена и поверхностями аэродинамического торможения; блоки управления электродвигателями следящих электромеханических приводов, соединенные интерфейсными шинами с блоками управления следящими электромеханическими приводами рулевых поверхностей и поверхностей аэродинамического торможения; по меньшей мере, один центральный блок управления (компьютер, контроллер) каждой рулевой поверхностью каждой из функций курса, тангажа и крена и поверхностями аэродинамического торможения, соединенный интерфейсными шинами с блоками управления следящими электромеханическими приводами, по меньшей мере, с одним бортовым компьютером; датчики углового положения каждого выходного вала следящего электромеханического привода, соединенные интерфейсными шинами с блоками управления следящими электромеханическими приводами; датчики углового положения и скорости каждой рулевой поверхности каждой из функций курса, тангажа и крена и каждой поверхности аэродинамического торможения, соединенные интерфейсной шиной с блоками управления следящими электромеханическими приводами рулевых поверхностей, при этом каждый электродвигатель следящих электромеханических приводов рулевых поверхностей каждой из функций курса, тангажа и крена и поверхностей аэродинамического торможения является бесколлекторным вентильным электродвигателем постоянного тока с постоянными магнитами, имеющим частоту вращения вала ротора, выбираемую из интервала 6000…60000 мин-1, и соединенный с валом ротора волновой редуктор с телами вращения с передаточным отношением, выбираемым из диапазона 500…4000.The technical problem is solved in the control system of the basic flight functions of the aircraft, comprising: steering surfaces, which serve to control the flight functions of the course, and steering surfaces located to the left and right of the fuselage, which serve to control the flight functions of pitch and roll, as well as aerodynamic braking surfaces (brake flaps) and interceptors); at least two follow-up electromechanical actuators connected to each steering surface, the output links of each of which rotate or linearly move; control units for tracking electromechanical drives of steering surfaces that control the flight functions of the course, pitch and roll and aerodynamic braking surfaces; control units for electric motors of follow-up electromechanical drives connected by interface buses to control units for follow-up electromechanical drives of steering surfaces and aerodynamic braking surfaces; at least one central control unit (computer, controller) by each steering surface of each of the course, pitch and roll functions and aerodynamic braking surfaces connected by interface buses to control units of tracking electromechanical drives with at least one on-board computer; sensors of the angular position of each output shaft of the follow-up electromechanical drive, connected by interface buses to control units of follow-up electromechanical drives; sensors of the angular position and speed of each steering surface of each of the heading, pitch and roll functions and each aerodynamic braking surface, connected by an interface bus to the control units for tracking electromechanical steering surfaces, while each electric motor of tracking electromechanical steering surfaces of each of the heading, pitch and roll and aerodynamic drag surfaces is a DC brushless DC motor with constant with magnets having a rotor shaft rotational speed selected from the interval 6000 ... 60000 min -1 , and a wave reducer connected to the rotor shaft with rotary bodies with a gear ratio selected from the range 500 ... 4000.
Для снижения момента инерции вращающихся деталей электромеханических приводов и снижения времени реакции на управляющие воздействия бесколлекторный вентильный электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами имеет частоту вращения, выбираемую из интервала 26000…60000 мин-1, а соединенный с валом ротора волновой редуктор с телами вращения с передаточным отношением, выбираемым из диапазона 1000…4000.To reduce the moment of inertia of the rotating parts of electromechanical drives and to reduce the response time to control actions, a brushless DC direct current electric motor with permanent magnets has a rotation frequency selected from the interval 26000 ... 60000 min -1 , and a wave reducer connected to the rotor shaft with rotation bodies with a gear ratio selected from the range of 1000 ... 4000.
Для повышения унификации электромеханических приводов и упрощения системы управления несколько следящих электромеханических приводов рулевых поверхностей, выполняющих управление летными функциями курса, тангажа и крена, являются идентичными.To increase the unification of electromechanical drives and simplify the control system, several servo-driven electromechanical steering surfaces that control the flight functions of the course, pitch and roll are identical.
Для привода протяженных рулевых поверхностей силовые следящие электромеханические приводы рулевых поверхностей, служащих для управления, по меньшей мере, одной из летных функций курса, тангажа и крена, являются следящими электромеханическими приводами вращательного движения.To drive extended steering surfaces, power servo-driven electromechanical steering surface drives that control at least one of the flight functions of the course, pitch and roll are servo-driven electromechanical rotational motion drives.
Для привода поверхностей аэродинамического торможения следящие электромеханические приводы рулевых поверхностей, служащих для управления, по меньшей мере, одной из летных функций курса, тангажа и крена, являются силовыми следящими электромеханическими приводами линейного перемещения.To drive aerodynamic braking surfaces, servo-mounted electromechanical steering surfaces that control at least one of the flight functions of the course, pitch and roll are power-tracking electromechanical linear actuators.
Технический эффект - снижение габаритов и массы электромеханических приводов системы управления основными летными функциями самолета - достигается за счет совокупности отличительных признаков полезной модели: каждый электродвигатель следящих электромеханических приводов рулевых поверхностей каждой из функций курса, тангажа и крена и поверхностей аэродинамического торможения является бесколлекторным вентильным электродвигателем постоянного тока с постоянными магнитами, имеющим частоту вращения вала ротора, выбираемую из интервала 6000…60000 мин-1, и соединенный с валом ротора волновой редуктор с телами вращения с передаточным отношением, выбираемым из диапазона 500…4000.The technical effect - reducing the size and weight of the electromechanical drives of the control system of the basic flight functions of the aircraft - is achieved due to the combination of distinctive features of the utility model: each electric motor of the tracking electromechanical drives of the steering surfaces of each of the course, pitch and roll functions and aerodynamic braking surfaces is a brushless DC DC motor with permanent magnets having a rotor shaft rotational speed selected from the interval la 6000 ... 60,000 min -1 , and a wave reducer connected to the rotor shaft with rotation bodies with a gear ratio selected from the range 500 ... 4000.
Для дополнительного снижения габаритов и массы электромеханических приводов вал ротора бесколлекторного вентильного электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами имеет частоту вращения, выбираемую из интервала 26000…60000 мин-1, а соединенный с валом ротора волновой редуктор с телами вращения с передаточным отношением, выбираемым из диапазона 1000…4000.To further reduce the size and weight of electromechanical drives, the rotor shaft of a brushless DC direct current motor with permanent magnets has a rotation frequency selected from the range of 26,000 ... 60,000 min -1 , and a wave reducer connected to the rotor shaft with rotation bodies with a gear ratio selected from the range of 1000 ... 4000.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе патентно-информационного исследования, следовательно, полезная модель отвечает критерию "новизна".This set of distinctive features was not found in the course of patent information research, therefore, the utility model meets the criterion of "novelty."
На фиг. 1 показан общий вид самолета с рулевыми поверхностями и поверхностями аэродинамического торможения.In FIG. 1 shows a general view of an aircraft with steering surfaces and aerodynamic braking surfaces.
На фиг. 2 - вид самолета с рулевыми поверхностями спереди.In FIG. 2 is a front view of an aircraft with steering surfaces.
На фиг. 3 - два электромеханических привода вращательного движения для рулевых поверхностей и поверхностей аэродинамического торможения.In FIG. 3 - two electromechanical rotational drive for steering surfaces and surfaces of aerodynamic braking.
На фиг. 4 - вид А на фиг. 3.In FIG. 4 is a view A in FIG. 3.
На фиг. 5 - электромеханический привод вращательного движения с кривошипно-шатунным механизмом и рычагом для поворота поверхности аэродинамического торможения.In FIG. 5 - electromechanical drive of rotational movement with a crank mechanism and a lever for turning the surface of aerodynamic braking.
На фиг. 6 - электромеханический привод для рулевых поверхностей и поверхностей аэродинамического торможения с бесколлекторным вентильным электродвигателем постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и с трехступенчатым волновым редуктором с телами вращения.In FIG. 6 - electromechanical drive for steering surfaces and aerodynamic braking surfaces with a brushless direct current DC electric motor with excitation from permanent magnets and with a three-stage wave gear with bodies of revolution.
На фиг. 7 - линейный электромеханический привод рулевой поверхности или поверхности аэродинамического торможения.In FIG. 7 - linear electromechanical drive steering surface or surface aerodynamic braking.
На фиг. 8 - конструкция линейного электромеханического привода с двухступенчатым волновым редуктором с телами вращения и с шарико-винтовым механизмом преобразования вращательного движения в поступательное для рулевой поверхности.In FIG. 8 is a design of a linear electromechanical drive with a two-stage wave gear with bodies of revolution and with a ball screw mechanism for converting rotational motion into translational for the steering surface.
На фиг. 9 - система управления расположенными справа от продольной оси самолета электромеханическими приводами рулевых поверхностей и поверхностями аэродинамического торможения.In FIG. 9 - control system located to the right of the longitudinal axis of the aircraft electromechanical actuators of steering surfaces and aerodynamic braking surfaces.
Система управления основными летными функциями самолета (фиг. 1-9) содержит: рулевую поверхность 1 (руль 1 направления) (фиг. 1, 2), служащую для управления летной функцией курса, и расположенные слева и справа от продольной оси 2, проходящей через центр тяжести самолета, рулевые поверхности 3 (рули 3 высоты), служащие для управления летной функцией тангажа, и рулевые поверхности 4 (элероны 4), расположенные в оконечностях крыла 5, служащие для управления летной функцией крена, а также поверхности аэродинамического торможения (тормозные щитки 6 и интерцепторы 7).The control system of the basic flight functions of the aircraft (Fig. 1-9) contains: the steering surface 1 (
Каждая рулевая поверхность 1, 3, 4 имеет, по меньшей мере, два следящих электромеханических привода 8а (фиг. 3-6) вращательного движения или два следящих электромеханических привода 8b (фиг. 7, 8) линейного перемещения, номинальная мощность которых зависит от площади приводимой ими рулевой поверхности и максимальной скорости ее поворота ["Определение предельных динамических характеристик рулевого привода на основе предельных режимов полета самолета. Т.Б. Близнова, Ю.Г. Оболенский, В.А. Полковников, Электронный журнал "Труды МАИ", вып. №61. www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35650]:Each
где Nн - номинальная мощность; М - шарнирный момент поворота рулевой поверхности; ωmax - максимальная угловая скорость поворота рулевой поверхности; S - площадь рулевой поверхности; υ - максимальная скорость полета.where N n - rated power; M is the hinge moment of rotation of the steering surface; ω max - the maximum angular velocity of rotation of the steering surface; S is the steering surface area; υ is the maximum flight speed.
Поверхности аэродинамического торможения - тормозные щитки 6 (фиг. 1, 7) и интерцепторы 7 (фиг. 1, 5), закрепленные на неподвижном элементе 9 (фиг. 3-8) силового набора оперения, приводятся в движение, по меньшей мере, двумя электромеханическими приводами 8а вращательного движения через присоединенные к выходным валам 10а рычаги 11 и шатуны 12 (фиг. 5) и закрепленные на рулевых поверхностях 1, 3, 4 и поверхностях аэродинамического торможения 6 и 7 рычаги 13, или электромеханическими приводами 8b линейного перемещения через присоединенные к выходным звеньям 10b рычаги 13 (фиг. 7), но для повышения надежности путем резервирования могут приводиться и двумя электромеханическими приводами 8а или 8b через муфты 14 (фиг. 3, 6).The aerodynamic braking surfaces - brake flaps 6 (Fig. 1, 7) and interceptors 7 (Fig. 1, 5), mounted on a fixed element 9 (Fig. 3-8) of the plumage power set, are driven by at least two electromechanical actuators 8 and rotational movement via connected to the output shafts 10 and
Для уменьшения габаритов и массы электромеханических приводов 8а (фиг. 3-6) или 8b (фиг. 7, 8), а также для уменьшения массы неподвижных элементов 9 (фиг. 3-8) силового набора оперения, к которым присоединены рулевые поверхности, каждый электродвигатель 15 (фиг. 3-8) следящего электромеханического привода 8а (8b) каждой рулевой поверхности 1, 3, 4 является бесколлекторным вентильным электродвигателем постоянного тока с постоянными магнитами с частотой вращения ротора 16 электродвигателя 15, выбираемой из интервала 6000…60000 мин-1, а следящий электромеханический привод 8а (8b) имеет соединенный с валом ротора 16 волновой многоступенчатый редуктор 17 с телами вращения 18 с передаточным отношением, выбираемым из интервала 500…4000.To reduce the size and weight of the
При частоте вращения, меньшей 6000 мин-1, электромеханический привод 8а (8b) имеет низкий уровень удельной мощности электродвигателя 15, меньший 0,45 кВт/кг; прирост удельной мощности с увеличением частоты вращения ротора 16 электродвигателя 15 уменьшается, и при частоте вращения более 60000 мин-1 прирост удельной мощности становится небольшим, поэтому увеличение частоты вращения более 60000 мин-1 дает несущественный прирост удельной мощности и становится нецелесообразным.When the rotation speed is less than 6000 min -1 , the
Волновые редукторы 17 (фиг. 6, 8) с телами вращения 18 также имеют минимальные габариты, особенно в сравнении с наиболее применяемыми зубчатыми многоступенчатыми редукторами, а также, в сравнении с другими типами редукторов, позволяют иметь высокое передаточное отношение, обеспечивающее уменьшение угловой скорости поворота рулевой поверхности 1, 3, 4 в 500…4000 раз в сравнении с угловой скоростью вращения ротора 16 электродвигателя 15. Такой диапазон передаточных отношений редуктора необходим в связи с небольшой угловой скоростью поворота каждой из рулевых поверхностей и поверхностей аэродинамического торможения.Wave gears 17 (Fig. 6, 8) with bodies of
При использовании в электромеханических приводах 8а и 8b электродвигателей 15 с частотой вращения ротора 16 более 26000 мин-1 и двухступенчатого волнового редуктора 17 (фиг. 8) или трехступенчатого волнового редуктора 17 (фиг. 6) с телами вращения 18 с передаточным отношением 1000…4000 для двухступенчатого и трехступенчатого редукторов 17 соответственно, можно для привода рулевых поверхностей при повышении надежности увеличивать число электромеханических приводов 8a и 8b при меньшем увеличении их суммарной массы в сравнении с электромеханическими приводами, имеющими меньшую частоту вращения ротора электродвигателя.When used in
В каркасе силового набора оперения, например крыла 5, можно размещать несколько электромеханических приводов 8а и 8b для привода каждой рулевой поверхности, и, соответственно, повышать надежность управления основными функциями курса, тангажа, крена и аэродинамического торможения, не прибегая, наряду с электромеханическими приводами 8а и 8b, к электрогидравлическим приводам (не показаны) и электропневматическим приводам (не показаны), как это предлагается в известных изобретениях фирм Airbus, Honeywell, Boeing и используется в самолетах.In the frame of the power set of the plumage, for example,
Следящие электромеханические приводы 8а и 8b, выполняющие управление рулевыми поверхностями 1, 3, 4 и поверхностями 6, 7 аэродинамического торможения, имеющими равные площади, могут быть идентичными как по номинальной мощности, так и по конструкции, что позволяет повысить уровень унификации электромеханических приводов 8а и 8b и снизить их себестоимость.Tracking
В зависимости от заданного угла поворота рулевой поверхности выходной вал 10а электромеханического привода 8а совершает вращательное движение (фиг. 3-6), а выходное звено 10b электромеханического привода 8b совершает линейное перемещение (фиг. 7, 8), получаемое путем преобразования вращательного движения вала ротора 16 электродвигателя 15 в поступательное через кривошипно-шатунный механизм 19 (фиг. 5) или через шарико-винтовую передачу 20 (фиг. 8).Depending on the predetermined rotation angle of the steering surface 10 and the output shaft of the electromechanical actuator 8 performs a rotary motion (Figs. 3-6), and the
Каждая поверхность 6 (6.1, 6.2, 6.3) (фиг. 1) аэродинамического торможения также может иметь, по меньшей мере, один следящий электромеханический привод 8а (фиг. 3-6), выходной вал 10а которого совершает вращательное движение, или электромеханический привод 8b (фиг. 7, 8), выходное звено 10b которого совершает линейное перемещение.Each surface 6 (6.1, 6.2, 6.3) (Fig. 1) of aerodynamic drag can also have at least one servo-driven
Управление электромеханическими приводами 8а и 8b рулевых поверхностей для функций курса, тангажа или крена осуществляется через систему управления (фиг. 9), имеющую:The control of the
- блоки управления 21 следящими электромеханическими приводами 8а и 8b рулевых поверхностей 1, 3 или 4, выполняющих управление летными функциями курса (1), тангажа (3) и крена (4) и поверхностями 6, 7 аэродинамического торможения;-
- блоки управления 22 электродвигателями 15 следящих электромеханических приводов 8а и 8b, соединенные интерфейсными шинами 23 с блоками управления 21 следящими электромеханическими приводами 8а и 8b рулевых поверхностей 1, 3, 4 и поверхностей 6, 7 аэродинамического торможения;-
- по меньшей мере, один центральный блок управления 24 рулевыми поверхностями 1, 3 или 4 каждой из функций соответственно курса, тангажа и крена и поверхностями 6, 7 аэродинамического торможения, соединенный интерфейсной шиной 23 с блоками управления 21 и 22 следящими электромеханическими приводами 8а и 8b и интерфейсной шиной 25 с бортовым компьютером 26;at least one
- датчики 27 углового положения выходного вала 10а и выходного звена 10b соответственно каждого следящего электромеханического привода 8а или 8b, соединенные интерфейсными шинами 28 с блоками управления 21, 22 следящими электромеханическими приводами 8а и 8b;-
- датчики 29 положения каждой рулевой поверхности 1, 3, 4 и поверхностей 6, 7 аэродинамического торможения, соединенные интерфейсными шинами 30 с блоками управления 21, 22, следящими электромеханическими приводами 8а и 8b рулевых поверхностей.-
Работа электромеханического привода системы рулевых поверхностей 1, 3, 4 и поверхностей 6 и 7 аэродинамического торможения со следящими электромеханическими приводами 8а или 8b описанных конструкций (фиг. 1-8) по управлению основными функциями курса, тангажа и крена при полете самолета включает следующие действия:The operation of the electromechanical drive of the system of
- пуск электромеханических приводов 8а и 8b, обеспечивающий начало вращения одной или нескольких рулевых поверхностей 1, 3, 4 и при необходимости поверхностей 6, 7 аэродинамического торможения по сигналам, подаваемым центральным блоком 24 управления (фиг. 9) в блоки управления 21, 22, следящих электроприводов 8а и 8b в соответствии с законами управления и алгоритмами, заложенными в программы управления;- start-up of
- разгон рулевых поверхностей с необходимым ускорением до установившейся скорости движения по программе, задаваемой центральным блоком 24 управления и выдаваемыми датчиками 27, 29 сигналам, преобразуемым в блоках 21, 22 управления следящих электроприводов 8а, 8b; изменение скорости вращения рулевых поверхностей при отслеживании углового положения выходного вала 10а и выходного звена 10b соответственно электромеханических приводов 8а и 8b и углового положения рулевых поверхностей по сигналам, поступающим от центрального блока 24 управления и преобразуемым в блоках 21, 22 управления следящих электроприводов 8а, 8b;- acceleration of the steering surfaces with the necessary acceleration to a steady speed according to the program specified by the
- изменение направления вращения роторов 16 электродвигателей 15, выходного вала 10а и выходного звена 10b, рулевых поверхностей 1, 3, 4 и поверхностей 6, 7 аэродинамического торможения по сигналам, поступающим от центрального блока 24 управления и преобразуемым в блоках 21, 22 управления следящих электромеханических приводов 8а, 8b; разгон электромеханического привода 8а или 8b с заданным ускорением до установившейся скорости движения одной или нескольких рулевых поверхностей 1, 3, 4 при выполнении функций соответственно курса, тангажа и крена, и поверхностей 6, 7 аэродинамического торможения осуществляется путем регулирования частоты синхронного вращения вала 10а и звена 10b электроприводов соответственно 8а и 8b.- a change in the direction of rotation of the
При отказе или выходе из строя, по меньшей мере, одного из электромеханических приводов 8а или 8b, он выводится из зацепления, например, пиропатроном 31 (фиг. 3, 4, 6) [патент RU №2522638], по команде, подаваемой от центрального блока 24 управления на блок 21 или 22 управления, после чего все следящие электромеханические приводы 8а, 8b могут продолжать работу при уменьшении суммарной мощности электромеханических приводов.In case of failure or failure of at least one of the
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111953U RU171693U1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111953U RU171693U1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU171693U1 true RU171693U1 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111953U RU171693U1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU171693U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731425C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-09-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Control method of aircraft aerodynamic model steering surfaces |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2070817A (en) * | 1932-12-15 | 1937-02-16 | Daimler Benz Ag | Springing arrangement for the wheels of vehicles |
RU2522646C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-07-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Electromechanical linear drive |
RU2544251C2 (en) * | 2010-01-18 | 2015-03-20 | Эрбюс Операсьон | Aircraft control system |
US9045220B2 (en) * | 2010-02-26 | 2015-06-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control system of aircraft, method for controlling aircraft, and aircraft |
-
2016
- 2016-03-30 RU RU2016111953U patent/RU171693U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2070817A (en) * | 1932-12-15 | 1937-02-16 | Daimler Benz Ag | Springing arrangement for the wheels of vehicles |
RU2544251C2 (en) * | 2010-01-18 | 2015-03-20 | Эрбюс Операсьон | Aircraft control system |
US9045220B2 (en) * | 2010-02-26 | 2015-06-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control system of aircraft, method for controlling aircraft, and aircraft |
RU2522646C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-07-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Electromechanical linear drive |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731425C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-09-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Control method of aircraft aerodynamic model steering surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10414484B2 (en) | Aircraft | |
US7556224B2 (en) | Distributed flight control surface actuation system | |
US9193440B2 (en) | Variable camber flap system and method | |
CN101687544A (en) | Energy build-up aerodynamic braking method and device | |
US11603209B2 (en) | Aviation hydraulic propulsion system utilizing secondary controlled drives | |
EP2927113A1 (en) | Air vehicle, actuator assembly and associated method of manufacture | |
CN105059536A (en) | Rotor wing device with variable pitch and multi-rotor-wing aircraft | |
US11203421B1 (en) | Passive tip gap management systems for ducted aircraft | |
US11273910B2 (en) | Sacrificial blade tips for ducted aircraft | |
US11053003B2 (en) | Cyclorotor thrust control, transmission and mounting system | |
US9139298B2 (en) | Rotorcraft control system for rotorcraft with two or more rotor systems | |
RU171693U1 (en) | CONTROL SYSTEM FOR BASIC AIRCRAFT FUNCTIONS | |
EP3998199B1 (en) | Civil aircraft equipped with actuator for primary flight control surface | |
RU2622321C1 (en) | Flight control surface system with electromechanical drives to control the main aircraft flight functions | |
Sanchez et al. | Sizing and performance analysis of albatross-inspired tilt-wing unmanned air vehicle | |
WO2004031876A1 (en) | Flight control system for vtol aircraft | |
RU171721U1 (en) | CONTROL SYSTEM FOR MAIN FLIGHT FUNCTIONS OF THE AIRCRAFT USING STEERING SURFACES WITH ELECTROMECHANICAL ACTUATORS | |
CN109982927B (en) | Actuator easy to install | |
US11407504B2 (en) | Tip gap control systems with inner duct control surfaces | |
US11370536B2 (en) | Tip gap control systems with active blade tips | |
US11479350B2 (en) | Tip gap monitoring systems for ducted aircraft | |
CN108438210B (en) | Piston type aircraft engine propeller pitch changing method | |
US11479344B2 (en) | Methods and systems for fall back flight control configured for use in electric aircraft | |
WO2014062091A1 (en) | Vertical take-off and landing craft | |
CN213008703U (en) | Steering engine-free variable-pitch rotor system module and helicopter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210331 |