RU1826790C - Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation - Google Patents

Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU1826790C
RU1826790C SU4838812A RU1826790C RU 1826790 C RU1826790 C RU 1826790C SU 4838812 A SU4838812 A SU 4838812A RU 1826790 C RU1826790 C RU 1826790C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
working
hydraulic actuator
speed
hydraulic
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Предтеченский
Ю.В. Липатников
В.М. Шибаев
Original Assignee
Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского filed Critical Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority to SU4838812 priority Critical patent/RU1826790C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1826790C publication Critical patent/RU1826790C/en

Links

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: training of pilots. SUBSTANCE: present value of position and speed of rod are determined on extreme sections of working range of movement of rod with its movement towards nearest mechanical limit, they are compared with values of dependence between position and speed of rod chosen beforehand and if speed achieves predetermined value it is kept at level not exceeding values specified by dependence chosen in advance which is obtained by means of kinematic transmission 5 limiting maximum opening of windows of hydraulic distributor 1 within range of movements of rod, not impairing dynamic characteristics of hydraulic drive. Kinematic energy of rod with attached load from structure of stand is suppressed and absorbed in brake chamber. EFFECT: increased quality of modelling of conditions of real flight by expansion of range of working movements of rod of hydraulic drive. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к системам подвижности, обеспечивающим движение инерционного объекта в заданных пределах с минимальными ошибками, например, к системам подвижности пилотажного стенда. The invention relates to mobility systems that ensure the movement of an inertial object within specified limits with minimal errors, for example, to the mobility systems of an aerobatic bench.

Целью изобретения является повышение качества моделирования условий реального полета на стенде путем расширения рабочего диапазона перемещений штока при неизменных размерах гидроцилиндра. The aim of the invention is to improve the quality of modeling the conditions of real flight at the stand by expanding the operating range of rod movements with constant dimensions of the hydraulic cylinder.

На фиг. 1-3 представлены структурные схемы устройства; на фиг.4 один из возможных законов изменения максимального располагаемого расхода жидкости через гидрораспределитель в зависимости от положения штока привода. In FIG. 1-3 are structural diagrams of the device; figure 4 one of the possible laws of changing the maximum available fluid flow through the valve, depending on the position of the actuator stem.

Предлагаемое устройство содержит золотниковый гидрораспределитель 1, соединенный подводящими жидкость трубопроводами 2 с рабочими полостями гидроцилиндра 3, тормозные механизмы 4, расположенные в одной или в обеих торцовых частях гидроцилиндра, кинематическую передачу 5, один конец которой соединен со штоком гидроцилиндра и имеет не менее одной угловой и одну линейную степени свободы при перемещении относительно штока привода, другой конец выполнен в виде подвижного ограничителя, подвижный элемент гидрораспределителя 1 снабжен контактным узлом 6, стрелу с кабиной на ее конце 7, соединенную со штоком гидроцилиндра. The proposed device contains a spool valve 1 connected by fluid supplying pipes 2 to the working cavities of the hydraulic cylinder 3, brake mechanisms 4 located in one or both end parts of the hydraulic cylinder, a kinematic transmission 5, one end of which is connected to the hydraulic cylinder rod and has at least one angular one linear degree of freedom when moving relative to the actuator rod, the other end is made in the form of a movable limiter, the movable valve element 1 is provided with a contact nym node 6, an arrow with a cabin at its end 7 connected to a hydraulic cylinder rod.

В качестве гидроpаспределителя может использоваться стандартный гидроpаспре-делитель золотникового типа с цилиндрическим или плоским золотником. Гидроцилиндр может иметь два штока или один в зависимости от требований реальной конструкции. As a directional control valve, a standard directional control valve of a spool type with a cylindrical or flat spool can be used. The hydraulic cylinder can have two rods or one, depending on the requirements of the actual design.

Тормозной механизм 4 может быть выполнен по различным известным схемам. The brake mechanism 4 can be performed according to various known schemes.

Кинематическая передача 5 может быть как механической, так и гидромеханической. Kinematic transmission 5 can be either mechanical or hydromechanical.

Заявляемый способ управления гидроприводами пилотажного стенда осуществляется следующим образом. The inventive method of controlling the hydraulic actuators of the flight bench is as follows.

В процессе работы гидропривода пилотажного стенда на вход гидропривода подают управляющий сигнал, сформированный в соответствии с заданным режимом работы стенда. Управляющий сигнал формируют с учетом реальных ограничений перемещений кабины пилотажного стенда в пространстве, причем скорость штока при приближении к краю рабочего диапазона перемещений должна быть мала, чтобы обеспечить безударный выход штока в крайнее положение. На выбранном участке вблизи края рабочего диапазона каждому положению штока соответствует заданная максимальная скорость (или расход жидкости) в направлении ближайшего механического ограничения Q(x) (см.фиг.4). В процессе движения определяют текущие значения положения х и скорости Vтек (или расхода Qтек) штока, сравнивают их с заданными зависимостью Q(x) и, если текущая скорость (или расход) при текущем положении штока достигает предусмотренной зависимостью Q(x) величины, то поддерживают ее на уровне I Qтек(х) I≅IQ(x) I Если же скорость (или расход) не достигает заданной зависимостью Q(x) величины, то реакция гидропривода на управляющее воздействие такая же, как и в отсутствии устройств, реализующих работу описываемого способа. Таким образом на краю рабочего диапазона скорость штока (или расход) не может превышать заданной величины, например 0,25Qмакс.In the process of operation of the hydraulic drive of the flight bench, a control signal is generated at the input of the hydraulic drive, which is generated in accordance with the specified operating mode of the bench. The control signal is formed taking into account the real restrictions of the flight deck cockpit movements in space, and the rod speed should be small when approaching the edge of the working range of movements in order to ensure an unshocked exit of the rod to the extreme position. In the selected area near the edge of the operating range, each position of the rod corresponds to a predetermined maximum speed (or fluid flow) in the direction of the closest mechanical restriction Q (x) (see figure 4). In the process of movement, the current values of the x position and velocity V tech (or flow rate Q tech ) of the rod are determined, compare them with the given dependence Q (x) and, if the current speed (or flow rate) at the current position of the rod reaches the value provided by the dependence Q (x) then maintain it at the level IQ tech (x) I )IQ (x) I If the speed (or flow) does not reach the value specified by the dependence Q (x), then the response of the hydraulic actuator to the control action is the same as in the absence of devices, realizing the work of the described method. Thus, at the edge of the operating range, the stem speed (or flow rate) cannot exceed a predetermined value, for example 0.25Q max .

Остаточная кинетическая энергия поглощается тормозным устройством типа демпфера. The residual kinetic energy is absorbed by a brake device such as a damper.

Заявляемое устройство работает следующим образом. The inventive device operates as follows.

При приближении штока привода к крайнему положению кинематическая передача 5 обеспечивает в контактном узле 6 ограничение максимального смещения золотника гидрораспределителя 1 и, следовательно, максимального открытия рабочих окон гидрораспределителя. When approaching the actuator stem to the extreme position, the kinematic transmission 5 provides in the contact node 6 the limitation of the maximum displacement of the spool valve 1 and, therefore, the maximum opening of the working windows of the valve.

В первом варианте предлагаемого устройства контактный узел 6 выполнен в виде вилки, жестко закрепленной на золотнике гидрораспределителя. При приближении штока привода к крайнему положению свободный конец кинематической передачи 5, перемещаясь между выступами вилки, занимает положение, ограничивающее смещение золотника гидроpаспределителя в направлении увеличения открытия рабочих окон. Необходимая зависимость между перемещением штока привода и максимальным открытием рабочих окон гидрораспределителя обеспечивается специальной профилировкой контактных поверхностей конца кинематической передачи и/или вилки. In the first embodiment of the proposed device, the contact node 6 is made in the form of a plug rigidly mounted on the valve spool. When approaching the actuator stem to the extreme position, the free end of the kinematic transmission 5, moving between the protrusions of the fork, occupies a position that limits the displacement of the valve spool in the direction of increasing the opening of the working windows. The necessary relationship between the movement of the actuator stem and the maximum opening of the operating windows of the control valve is provided by special profiling of the contact surfaces of the end of the kinematic transmission and / or plug.

Во втором варианте предлагаемого устройства контактный узел 6 выполнен в виде кулачков, расположенных между подвижным ограничителем, смонтированным на свободном конце кинематической передачи 5 и выполненным в виде вилки, охватывающей золотник гидрораспределителя, и золотником гидрораспределителя по обе стороны от последнего. Кулачки могут быть смонтированы на выступах вилки либо могут входить с ними в контакт и передвигаться совместно. При приближении штока привода к крайнему положению свободный конец кинематической передачи 5 посредством кулачков ограничивает смещение золотника гидрораспределителя 1 в направлении увеличения открытия рабочих окон. Необходимая зависимость между перемещением штока привода и максимальным открытием рабочих окон гидрораспределителя 1 обеспечивается конструкцией кинематической передачи 5. In the second embodiment of the proposed device, the contact node 6 is made in the form of cams located between a movable limiter mounted on the free end of the kinematic gear 5 and made in the form of a fork, covering the valve spool, and the valve spool on both sides of the latter. Cams can be mounted on the protrusions of the plug or can come into contact with them and move together. When approaching the actuator stem to the extreme position, the free end of the kinematic transmission 5 by means of cams limits the displacement of the spool valve 1 in the direction of increasing the opening of the working windows. The necessary relationship between the movement of the actuator rod and the maximum opening of the working windows of the control valve 1 is provided by the design of the kinematic transmission 5.

В третьем варианте предлагаемого устройства контактный узел 6 выполнен в виде паза в золотнике гидрораспределителя 1. При приближении штока привода к крайнему положению свободный конец кинематической передачи 5, снабженный контактным кулачком, перемещаясь внутри паза, занимает положение, ограничивающее смещение золотника гидрораспределителя 1 в направлении увеличения открытия рабочих окон. Необходимая зависимость между перемещением штока привода и максимальным открытием рабочих окон гидрораспределителя обеспечивается профилировкой контактных поверхностей кулачка и паза. In the third embodiment of the proposed device, the contact node 6 is made in the form of a groove in the valve spool 1. When the actuator rod is approaching the extreme position, the free end of the kinematic transmission 5, equipped with a contact cam, moving inside the groove, occupies a position that limits the displacement of the valve spool 1 in the direction of increasing opening working windows. The necessary relationship between the movement of the actuator stem and the maximum opening of the operating windows of the control valve is provided by profiling the contact surfaces of the cam and groove.

Во всех вариантах предлагаемого устройства должны быть обеспечены герметичность внутренних полостей гидроpаспределителя от окружающей среды и малое трение при передвижении элементов контактного узла относительно корпуса гидрораспределителя. In all variants of the proposed device must be ensured the tightness of the internal cavities of the valve from the environment and low friction when moving the elements of the contact node relative to the valve body.

Предлагаемое устройство позволяет существенно расширить диапазон линейных и угловых перемещений кабин пилотажных стендов за счет увеличения рабочих ходов гидроприводов систем подвижности стендов и уменьшения диапазона их перемещений, предназначенного для рассеивания кинетической энергии привода и перемещаемой им нагрузки в аварийной ситуации, при неизменных размерах гидроцилиндра, которые, как правило, и накладывают ограничения на максимальные перемещения стенда, поскольку изготовление высококачественных цилиндров с ходом штока более 1,5-2 м на современном станочном оборудовании, отражающем мировой уровень достижений в области станкостроения, невозможно. The proposed device allows you to significantly expand the range of linear and angular movements of the cockpit of the aerobatic stands by increasing the working strokes of the hydraulic drives of the mobility systems of the benches and reducing the range of their movements, designed to dissipate the kinetic energy of the drive and the load it moves in an emergency, with the dimensions of the hydraulic cylinder being unchanged, which, like as a rule, and impose restrictions on the maximum movement of the stand, since the manufacture of high-quality cylinders with a stroke more than 1.5-2 m on modern machine tools, reflecting the world level of achievements in the field of machine tools, is impossible.

Проведенные расчеты и оценки в ходе проектирования и создания подвижного пилотажного стенда с большими ходами до 6-7 м кабины летчика типа стенда фирмы "Нортроп" показали целесообразность и эффективность предлагаемого технического решения, позволившего существенно уменьшить тормозной ход привода и не менее чем на 30% увеличить рабочий ход штоков у приводов угловых перемещений кабины стенда и на 10% у приводов линейных перемещений кабины стенда. Так, например, уменьшение с помощью предлагаемого устройства максимальной скорости привода при подходе к тормозному устройству в 4 раза в результате уменьшения максимального располагаемого расхода жидкости через гидрораспределитель в соответствии с приведенным законом на фиг.4, позволяет в 16 раз уменьшить диапазон перемещений штока, необходимый для рассеивания кинетической энергии привода с инерционной нагрузкой при одних и тех же требованиях по максимально допустимой величине тормозного ускорения, поскольку в общем случае величина тормозного пути S пропорциональна квадрату скорости (S ≈V2) штока с инерционной нагрузкой в конце рабочего диапазона перемещений штока привода.The calculations and evaluations carried out during the design and creation of a movable aerobatic stand with long passages up to 6-7 m of the cockpit of the Northrop type stand showed the feasibility and effectiveness of the proposed technical solution, which allowed to significantly reduce the braking distance of the drive and increase by at least 30% the stroke of the rods for drives of angular movements of the cab of the stand and 10% for drives of linear movements of the cab of the stand. So, for example, reducing with the proposed device the maximum drive speed when approaching the brake device by 4 times as a result of reducing the maximum available fluid flow through the valve in accordance with the above law in Fig. 4, it allows 16 times to reduce the range of rod movements required for dissipation of kinetic energy of the drive with inertial load under the same requirements for the maximum allowable value of braking acceleration, since in the general case the value braking distance S is proportional to the square of the speed (S ≈V 2 ) of the rod with inertial load at the end of the operating range of movement of the actuator rod.

Claims (5)

1. Способ управления гидроприводами пилотажного стенда, основанный на уменьшении максимальной величины тормозного ускорения, действующего на оператора в кабине пилотажного стенда при приближении кабины к механическим ограничениям, на основе сравнения текущего положения штока гидропривода с положением, заранее выбранным в качестве крайнего рабочего положения, и поглощения кинетической энергии штока гидропривода при переходе через крайнее рабочее положение и по мере приближения к механическому ограничению, отличающийся тем, что, с целью повышения качества моделирования условий реального полета на стенде путем расширения диапазона рабочих перемещений штока гидропривода, на крайних участках рабочего диапазона перемещений штока при его движении в направлении ближайшего механического ограничения определяют текущее значение перемещения и скорости штока или расхода жидкости через гидропривод, сравнивают текущие значения перемещения и скорости или расхода со значениями заранее выбранной зависимости между положением и скоростью штока или расходом гидропривода и, если скорость или расход достигает заданной величины, поддерживают ее на уровне, не превышающем величин, предусмотренных заранее выбранной зависимостью. 1. The method of controlling the hydraulic actuators of the flight bench based on the reduction of the maximum value of the brake acceleration acting on the operator in the cockpit of the flight bench when the cockpit is approaching mechanical constraints, by comparing the current position of the hydraulic actuator rod with the position previously selected as the extreme operating position and absorption kinetic energy of the hydraulic actuator rod when passing through the extreme working position and as you approach the mechanical restriction, characterized in that, with In order to improve the quality of modeling the conditions of real flight on the stand by expanding the range of working displacements of the hydraulic actuator rod, at the extreme sections of the working range of the rod displacements when moving in the direction of the closest mechanical restriction, the current value of the displacement and the velocity of the rod or fluid flow through the hydraulic actuator are determined, the current displacement values are compared and speed or flow rate with the values of a pre-selected relationship between the position and speed of the stem or the flow rate of the hydraulic actuator and, eu and the speed or flow rate reaches a predetermined value, it is maintained at a level not exceeding the values specified preselected relationship. 2. Устройство управления гидроприводами пилотажного стенда, содержащее гидроцилиндр перемещения элементов конструкции пилотажного стенда, рабочие полости которого соединены подводящими рабочую жидкость трубопроводами с золотниковым гидрораспределителем, тормозные устройства типа демпфера, расположенные в одной или в обеих торцевых частях гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения качества моделирования условий реального полета на стенде путем расширения диапазона рабочих перемещений штока гидропривода, введена кинематическая передача, один конец которой соединен со штоком гидропривода и имеет не менее одной угловой и одну линейную степени свободы при перемещении относительно штока гидропривода, другой конец выполнен в виде подвижного ограничителя, а золотник гидрораспределителя снабжен контактным узлом, который выполнен с возможностью перемещения относительно подвижного ограничителя в пределах размеров рабочего окна золотника гидрораспределителя. 2. A control device for the hydraulic actuators of the flight bench, containing a hydraulic cylinder for moving structural elements of the flight bench, the working cavities of which are connected by pipelines supplying the working fluid to the spool valve, brake devices of the damper type located in one or both end parts of the hydraulic cylinder, characterized in that, for the purpose of improving the quality of modeling the conditions of real flight at the stand by expanding the range of working displacements of the hydraulic actuator rod gearbox, one end of which is connected to the hydraulic actuator rod and has at least one angular and one linear degree of freedom when moving relative to the hydraulic actuator rod, the other end is made in the form of a movable limiter, and the valve spool is equipped with a contact node that is movable relative to the movable limiter within the size of the working window of the spool valve. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что контактный узел выполнен в виде вилки, жестко закрепленной на золотнике гидрораспределителя. 3. The device according to p. 2, characterized in that the contact node is made in the form of a plug, rigidly mounted on the valve spool. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что контактный узел выполнен в виде кулачков, расположенных между подвижным ограничителем и золотником гидрораспределителя по обе стороны от последнего. 4. The device according to p. 2, characterized in that the contact node is made in the form of cams located between the movable limiter and the valve spool on both sides of the latter. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что контактный узел выполнен в виде паза в золотнике гидрораспределителя. 5. The device according to p. 2, characterized in that the contact node is made in the form of a groove in the valve spool.
SU4838812 1990-06-21 1990-06-21 Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation RU1826790C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4838812 RU1826790C (en) 1990-06-21 1990-06-21 Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4838812 RU1826790C (en) 1990-06-21 1990-06-21 Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1826790C true RU1826790C (en) 1995-09-10

Family

ID=30441833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4838812 RU1826790C (en) 1990-06-21 1990-06-21 Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1826790C (en)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1967, с.213. *
То же, с.14, рис.1.6. *
Цуханова Е.А. Динамический синтез дроссельных управляющих устройств гидроприводов. М.: Наука, 1978, с.13-15. *
Цуханова ЕА Динамический синтез дроссельных управл ющих устройств гидроприводов М Наука 1978 с 13-15 Тоже с 14,рис.16 Башта Т М Гидравлические приводы летательных аппаратов М Машиностроение, 1967, с213 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59103003A (en) Hydraulic-pneumatic type drive
FI83814B (en) ELEKTRISKT REGLERBAR STOETDAEMPARE.
US4458582A (en) Automatic rigging arrangement for actuation systems
RU1826790C (en) Process of control over hydraulic drives of pilotage stand and device for its implementation
US3668975A (en) Decelerator means for expansible chamber device
US3228632A (en) Control device and mechanical lock
DE3462280D1 (en) Fluid pressure actuator having a piston cushioning device in final positions
KR930020037A (en) Control method of hydraulic slide valve of operating cylinder (Schiebersteuerung)
SE9002865D0 (en) APPLICATION OF A DEPLACEMENT MACHINE FOR CONTROL OF FLOW AND / OR PRESSURE OF A FLUID
US2948358A (en) Hydraulic shock absorber
US3797967A (en) Hydraulic throttle actuator
ATE10464T1 (en) LOAD DEPENDENT CONTROLLED BRAKE POWER REGULATOR.
GB1185202A (en) Improvements in hydraulic shock absorbers for motor vehicles
US3692260A (en) Damping devices
SU618259A1 (en) Device for limiting machine assembly travel
US3586392A (en) Fluid operated braking systems
CN204186863U (en) Flow regulator and vibration damper
US3318196A (en) Digital actuator with means to control piston acceleration and deceleration
US2768612A (en) Multiple piston servo motor
US3306031A (en) Valve control devices, in particular for gas turbine power plants
SU66637A1 (en) Aircraft control device
SU1519861A1 (en) Handling device
JPS6229709Y2 (en)
JPH0717898Y2 (en) Proportional solenoid pressure control valve
SU1055923A1 (en) Hydraulic brake device