RU2586741C1 - Electrical remote control of "duck" - Google Patents
Electrical remote control of "duck" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586741C1 RU2586741C1 RU2015115022/11A RU2015115022A RU2586741C1 RU 2586741 C1 RU2586741 C1 RU 2586741C1 RU 2015115022/11 A RU2015115022/11 A RU 2015115022/11A RU 2015115022 A RU2015115022 A RU 2015115022A RU 2586741 C1 RU2586741 C1 RU 2586741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- rudder
- duck
- steering wheel
- sensitivity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C9/00—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
- B64C9/10—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders one surface adjusted by movement of another, e.g. servo tabs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к самолетам всех типов и особенно к беспилотникам с электродистанционным управлением аэродинамической схемы «регрессивная флюгерная утка».The invention relates to airplanes of all types and especially to drones with remote control aerodynamic schemes "regressive weathervane duck".
Известны самолеты с управлением «утка», см., например, пат. №2410286. Для образования регрессивного закона управления при электродистанционной конструкции управления в нем использован активный или реактивный резистор со средней точкой.Known aircraft with control "duck", see, for example, US Pat. No. 2410286. For the formation of a regressive control law with an electric-remote control design, an active or reactive resistor with a midpoint is used in it.
Задача и технический результат изобретения - расширение арсенала технических средств, упрощение конструкции, повышение надежности.The objective and technical result of the invention is to expand the arsenal of technical means, simplify the design, increase reliability.
Для этого данная электродистанционная система управления имеет передний горизонтальный руль и содержит задатчик положения руля, датчик положения руля и датчик вертикального скольжения, входы которых соединены с усилителем с тремя входами, а выход усилителя соединен с исполнительным механизмом рулей, причем на начальном этапе повышения вертикального скольжения, когда направления отклонения датчика вертикального скольжения и горизонтального руля разнонаправлены, сигналы с датчиков обратны по знаку сигналу задатчика (то есть для увеличения тангажа сигнал задатчика положительный, считая от предыдущего уровня, а сигналы обоих датчиков при увеличении тангажа отрицательные, но при отклонении сигнала датчика вертикального скольжения больше уровня сигнала задатчика, сигналы датчиков становятся противоположны по знаку, причем знак датчика положения руля при этом совпадает со знаком задатчика).To do this, this remote control system has a front horizontal steering wheel and contains a rudder positioner, a rudder position sensor and a vertical slip sensor, the inputs of which are connected to an amplifier with three inputs, and the amplifier output is connected to the rudder actuator, and at the initial stage of increasing vertical sliding, when the deviation directions of the vertical slip sensor and the horizontal rudder are multidirectional, the signals from the sensors are opposite in sign to the setpoint signal (i.e., of the pitch, the adjuster signal is positive, counting from the previous level, and the signals of both sensors with a pitch increase are negative, but when the deviation of the vertical slip sensor exceeds the level of the adjuster signal, the sensor signals become opposite in sign, and the sign of the rudder position sensor coincides with the sign of the adjuster )
Это управление особенно целесообразно на беспилотниках, где управление осуществляется с помощью радиоволн и сигнал с задатчика естественным образом имеет вид меняющегося напряжения.This control is especially suitable for drones, where control is carried out using radio waves and the signal from the master naturally looks like a changing voltage.
На фиг. 1 показана данная система управления, а на фиг. 2, 3 - ее работа. Система содержит задатчик З - 1, усилитель УС - 2, исполнительный механизм руля ИМ - 3, датчик положения руля ДР - 4 и датчик вертикального скольжения ДС - 5.In FIG. 1 shows this control system, and in FIG. 2, 3 - her work. The system contains a Z-1 adjuster, a US-2 power amplifier, an IM-3 steering actuator, a DR-4 steering wheel position sensor, and a DS-5 vertical slip sensor.
Работает управление следующим образом. Для простоты примем, что начальные условия равны нулю (задатчик и все датчики показывают 0). Допустим, летчик или оператор беспилотника задали задатчику руля З - 1 положение +5 градусов, выражающееся в масштабе: 1 вольт соответствует 1 градусу (далее 1 В/град) То есть задатчик выдает на усилитель УС - 2 напряжение +5 вольт, см. фиг. 2 - верхняя сплошная линия. Чувствительность датчика положения руля ДР - 4 должна быть согласована с задатчиком, то есть равна масштабу задатчика, то есть тоже 1 В/град (иначе, получив команду 5 градусов, исполнительный механизм будет крутить руль до тех пор, пока датчик положения руля не покажет 5 вольт, а угол отклонения руля при этом может оказаться совсем другой).Management works as follows. For simplicity, we assume that the initial conditions are zero (the master and all sensors show 0). Let’s say a pilot or a drone operator sets the Z-1 steering wheel position to +5 degrees, expressed in scale: 1 volt corresponds to 1 degree (hereinafter 1 V / deg) That is, the control unit generates +5 volt voltage to the US-2 amplifier, see fig. . 2 - upper solid line. The sensitivity of the DR-4 rudder position sensor must be coordinated with the dial, i.e. equal to the scale of the dial, i.e. also 1 V / degree (otherwise, having received a command of 5 degrees, the actuator will turn the steering wheel until the steering wheel position sensor shows 5 volts, and the steering angle may be completely different).
Исполнительный механизм ИМ - 3 через усилитель УС - 2 сразу начинает отрабатывать сигнал задатчика З - 1 до тех пор, пока сигнал с датчика ДР - 4 не возрастает до -5 вольт (нижняя точка пунктирной линии на фиг. 2), то есть руль повернулся на +5 градусов. После чего дальнейшая работа ИМ - 3 прекращается.The actuator IM - 3 through the amplifier US - 2 immediately begins to process the signal from the master З - 1 until the signal from the DR - 4 sensor rises to -5 volts (the lower point of the dashed line in Fig. 2), i.e., the steering wheel turned +5 degrees. Then the further work of the IM - 3 is terminated.
Но тут начинает реагировать на отклонение горизонтального руля самолет, и его тангаж и вертикальное скольжение увеличиваются (штрихпунктирная линия на графике V-T, то есть «напряжение-время»). Допустим, чувствительность датчика скольжения ДС - 5 равна 1,5 В/град. Тогда по мере увеличения отрицательного сигнала датчика скольжения на нижнем входе усилителя УС - 2 появляется отрицательный сигнал, и усилитель дает сигнал исполнительному механизму ИМ - 3 уменьшить угол атаки рулей. Так как сигнал с датчика руля ДР - 4 уменьшается, а сигнал с датчика вертикального скольжения ДС - 5 увеличивается (оба при этом являются отрицательными к знаку сигналу задатчика), то вскоре наступает равновесие - сумма сигналов с датчиков становится равна и противоположна по знаку сигналу с задатчика (фиг. 2, точка «А»). Конкретное положение точки равновесия определить невозможно - оно зависит от свойств продольной устойчивости самолета. Но допустим, на сигнал датчика руля приходится -2 вольта, то есть его отклонение +2 градуса, а датчик скольжения выдает -3 вольта, то есть вертикальное скольжение составляет 2 градуса. Самолет при этом летит в установившемся режиме с углом атаки +2 градуса, а рули при этом находятся в положении +2 градуса к планеру самолета, который в свою очередь имеет угол атаки +2 градуса. Итого угол атаки горизонтального руля относительно потока уменьшился до +4 градусов, вместо первоначальных +5 градусов. Это и есть регрессивность управления «утки» - когда при увеличении вертикального скольжения угол атаки горизонтального руля относительно потока автоматически уменьшается.But then the plane begins to react to the deviation of the horizontal rudder, and its pitch and vertical glide increase (dash-dot line on the V-T graph, that is, “voltage-time”). Suppose the sensitivity of the DS-5 slip sensor is 1.5 V / deg. Then, as the negative signal of the slip sensor increases, a negative signal appears at the lower input of the amplifier US - 2, and the amplifier gives a signal to the actuator IM - 3 to reduce the angle of attack of the rudders. Since the signal from the steering wheel sensor DR - 4 decreases, and the signal from the vertical sliding sensor ДС - 5 increases (both are negative to the sign of the setter signal), equilibrium soon sets in - the sum of the signals from the sensors becomes equal and opposite in sign to the signal with setter (Fig. 2, point "A"). The exact position of the equilibrium point cannot be determined — it depends on the longitudinal stability properties of the aircraft. But let’s say, the signal from the steering wheel sensor accounts for -2 volts, that is, its deviation is +2 degrees, and the slip sensor gives out -3 volts, that is, the vertical slip is 2 degrees. In this case, the aircraft flies in the steady state with an angle of attack of +2 degrees, while the rudders are in the position of +2 degrees to the glider of the aircraft, which in turn has an angle of attack of +2 degrees. Total angle of attack of the horizontal rudder relative to the flow decreased to +4 degrees, instead of the initial +5 degrees. This is the regressiveness of the “duck” control - when the angle of attack of the horizontal rudder relative to the flow automatically decreases with increasing vertical slip.
Регулируя соотношение чувствительностей датчиков ДР и ДС и сами чувствительности, можно регулировать интенсивность управления. Нужная резкость управления подбирается исходя из выноса центра масс самолета относительно его аэродинамического фокуса (продольная устойчивость должна быть положительной).By adjusting the ratio of the sensitivities of the DR and DS sensors and the sensitivities themselves, the control intensity can be adjusted. The desired control sharpness is selected based on the offset of the center of mass of the aircraft relative to its aerodynamic focus (longitudinal stability should be positive).
Более интересно рассмотреть диаграмму Vд-Ад (напряжение - угол отклонения датчиков) на фиг. 3. Диаграмма представляет собой два графика, которые соответствуют друг другу при выполнении условия Vдр+Vдс=-Vзадат., где: Vдр - напряжение на датчике положения руля, Vдс - напряжение на датчике вертикального скольжения, и Vзадат. - напряжение задатчика.It is more interesting to consider the Vd-Ad diagram (voltage is the angle of deviation of the sensors) in FIG. 3. The diagram is two graphs that correspond to each other when the conditions Vdr + Vdc = -Vdat. Are fulfilled, where: Vdr is the voltage at the rudder position sensor, Vdd is the voltage at the vertical slip sensor, and Vadd. - setpoint voltage.
Начнем рассматривать диаграмму с начальной точки «отклонение руля на +5 градусов» (точка 5, -5 на диаграмме справа внизу). Самолет начинает реагировать на это отклонение руля, и появляется вертикальное скольжение - штрихпунктирная стрелка слева внизу. По мере роста на датчике скольжения отрицательного напряжения руль возвращается ближе к нейтральному положению, это - пунктирная стрелка от точки 5, -5. При этом все время с помощью усилителя и исполнительного механизма сохраняется упомянутая выше сумма напряжений. Но вот наступает равновесие в той же точке, что и на фиг. 2, а именно: отклонение руля +2 градуса (напряжение -2 В), вертикальное скольжение тоже +2 градуса (напряжение -3 В). Это положение и показано на диаграмме.We begin to consider the diagram from the starting point “steering deviation by +5 degrees” (
Интересен анализ диаграммы на фиг. 3. Если чувствительность датчика скольжения будет равна 0 (горизонтальная линия, совпадающая с осью абсцисс), то при изменении вертикального скольжения горизонтальный руль не сдвинется с точки 5, -5, и это будет режим «классической утки». Если чувствительность датчика скольжения (тонкая штрихпунктирная линия слева внизу) будет равна чувствительности датчика положения руля (тонкая пунктирная линия слева вверху, являющаяся продолжением с другим знаком при переходе через ноль пунктирной стрелки от точки 5, -5), то это будет управление «флюгерная утка», то есть при любом скольжении (хоть до +120 градусов при «кобре») руль всегда будет под постоянным углом к потоку. А если чувствительность датчика вертикального скольжения будет больше чувствительности датчика положения руля (в данном примере 1,5 В/град), то это будет «регрессивная флюгерная утка».An interesting analysis of the diagram in FIG. 3. If the sensitivity of the slip sensor is equal to 0 (a horizontal line coinciding with the abscissa axis), then when the vertical slip changes, the horizontal steering wheel will not move from
Кстати, датчиком положения руля и датчиком вертикального скольжения может быть одна и та же конструкция датчика, просто напряжение питания на датчик скольжения подается больше.By the way, the rudder sensor and the vertical slip sensor can be the same sensor design, just the supply voltage to the slip sensor is supplied more.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115022/11A RU2586741C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Electrical remote control of "duck" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115022/11A RU2586741C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Electrical remote control of "duck" |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586741C1 true RU2586741C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115022/11A RU2586741C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Electrical remote control of "duck" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586741C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4598888A (en) * | 1980-01-09 | 1986-07-08 | Airbus Industrie | Fixed-wing aircraft with tandem supporting surfaces |
US4825375A (en) * | 1985-12-23 | 1989-04-25 | Boeing Company | Apparatus and methods for apportioning commands between aircraft flight control surfaces |
RU2410286C2 (en) * | 2007-03-01 | 2011-01-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Canard control (versions) |
RU2531706C2 (en) * | 2012-10-25 | 2014-10-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Canard control (versions) |
-
2015
- 2015-04-21 RU RU2015115022/11A patent/RU2586741C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4598888A (en) * | 1980-01-09 | 1986-07-08 | Airbus Industrie | Fixed-wing aircraft with tandem supporting surfaces |
US4825375A (en) * | 1985-12-23 | 1989-04-25 | Boeing Company | Apparatus and methods for apportioning commands between aircraft flight control surfaces |
RU2410286C2 (en) * | 2007-03-01 | 2011-01-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Canard control (versions) |
RU2531706C2 (en) * | 2012-10-25 | 2014-10-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Canard control (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2415430A (en) | Automatic pilot with automatic banking | |
US6059226A (en) | Navigation of helicopter with limited polar groundspeed commands | |
US20180237125A1 (en) | Autothrottle control for turboprop engines | |
RU2683718C2 (en) | Method for determining guidance law for obstacle avoidance by aircraft, electronic system and aircraft | |
US2482809A (en) | Radio craft guidance system | |
US4005835A (en) | Automatic flight control means for rotary wing aircraft having attitude-air speed control | |
US3011738A (en) | Autopilot | |
US2630282A (en) | Aircraft automatic pilot turn control system | |
RU2586741C1 (en) | Electrical remote control of "duck" | |
US2875965A (en) | Automatic flight control system | |
US2553597A (en) | Aircraft automatic pilot | |
US2498064A (en) | Stabilizing apparatus for aircraft | |
CN108216548A (en) | A kind of control method and device for dirigible | |
Kang et al. | Envelop expansion flight test of flight control systems for TR-60 tilt-rotor UAV | |
US2764370A (en) | Aircraft control equipment | |
US2634925A (en) | Control apparatus for aircraft | |
RU2460113C1 (en) | Method of generating integral adaptive signal for stabilising gliding motion of unmanned aircraft and apparatus for realising said method | |
US3361394A (en) | Flight control system | |
RU2018107190A (en) | SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF ANKLE ANGLE AND LIMITATION OF ANGLED SPEED OF AN AERIAL VEHICLE ANGLE | |
US2759689A (en) | Automatic steering system | |
US4617633A (en) | Direct lift command blending | |
US2827249A (en) | Automatic pilots | |
ABDUJABAROV et al. | USING FLIGHT CONTROL SYSTEMS IN UNMANNED AERIAL VEHICLES | |
US2724998A (en) | Positional control apparatus | |
Romanenko et al. | Aircraft lateral-directional control without a roll command in the autopilot |