RU2586741C1 - Electrical remote control of "duck" - Google Patents

Electrical remote control of "duck" Download PDF

Info

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
Application number
RU2015115022/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Евгеньевич Староверов
Original Assignee
Николай Евгеньевич Староверов
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 Николай Евгеньевич Староверов filed Critical Николай Евгеньевич Староверов
Priority to RU2015115022/11A priority Critical patent/RU2586741C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586741C1 publication Critical patent/RU2586741C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C9/10Adjustable 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

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft control systems, made according to “regressive weathercock duck” diagram. System of front horizontal “duck” fins control comprises a rudder indexing mechanism, a rudder position sensor, a sensor of vertical sliding an amplifier with three inputs, a rudders' actuator, connected in a certain manner.
EFFECT: higher reliability and simpler design of aircraft.
3 cl, 3 dwg

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” (point 5, -5 in the diagram at the bottom right). The aircraft begins to respond to this deviation of the steering wheel, and a vertical glide appears - a dash-dotted arrow at the bottom left. As the negative voltage increases on the slip sensor, the steering wheel returns closer to the neutral position, this is a dashed arrow from point 5, -5. At the same time, the sum of the voltages mentioned above is stored all the time with the help of an amplifier and an actuator. But equilibrium sets in at the same point as in FIG. 2, namely: steering deviation +2 degrees (voltage -2 V), vertical sliding also +2 degrees (voltage -3 V). This position is shown in the diagram.

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 point 5, -5, and this will be the “classic duck” mode. If the sensitivity of the slip sensor (a thin dash-dotted line at the bottom left) is equal to the sensitivity of the steering wheel sensor (a thin dashed line at the top left, which is a continuation with a different sign when crossing the zero dashed arrow from point 5, -5), this will be the “weathervane duck” control ", That is, with any slip (at least up to +120 degrees with the" cobra "), the steering wheel will always be at a constant angle to the flow. And if the sensitivity of the vertical slip sensor is greater than the sensitivity of the rudder position sensor (in this example, 1.5 V / deg), then this will be a “regressive weathervane duck”.

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)

1. Система управления передним горизонтальным оперением «утка» 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.1. The duck’s front horizontal tail control system includes 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 slip, 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. 2. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что чувствительность датчика положения руля равна масштабу задатчика.2. The control system according to claim 1, characterized in that the sensitivity of the steering wheel position sensor is equal to the scale of the setter. 3. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что чувствительность датчика вертикального скольжения больше чувствительности датчика положения руля. 3. The control system according to claim 1, characterized in that the sensitivity of the vertical slip sensor is greater than the sensitivity of the steering wheel position sensor.
RU2015115022/11A 2015-04-21 2015-04-21 Electrical remote control of "duck" RU2586741C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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