Р. Р. Абдулин, канд. техн. наук, зам. Управляющего директора — главный конструктор.
Москва.
Moscow.
Д. С. Тимофеев, канд. техн. наук, нач. сектора.
Москва.
Moscow.
А. А. Кравченко, нач. сектора.
Москва.
Moscow.
Н. В. Крылов, канд. техн. наук, вед. инженер-конструктор.
Москва.
Moscow.
С. Л. Самсонович, д-р техн. наук, проф.,
Москва.
Moscow.
Н. Б. Рожнин, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Москва.
Moscow.
А. П. Ларин, ст. преподаватель.
Москва.
Moscow.
М. А. Макарин, канд. техн. наук, ассистент.
Москва.
Moscow.
Статья посвящена актуальной теме построения малогабаритной активной боковой ручки управления (БРУ) летательным аппаратом и выявлению параметров, влияющих на ее характеристики потребления энергии. Проведен анализ структурных закономерностей построения кинематических схем активных БРУ. Анализ свидетельствует, что недостатком известных рамочных конструкций помимо больших габаритных размеров является различие динамических характеристик каналов при использовании одинаковых исполнительных механизмов приводов, так как масса исполнительного механизма привода, закрепленного на рамке, является нагрузкой для исполнительного механизма привода, закрепленного на неподвижном основании. По результатам анализа проведен синтез построения активной БРУ на основе использования кинематических пар, имеющих одну степень подвижности. Применены шарнирные механизмы, преобразующие вращательное движение входного звена (выходного вала исполнительного механизма при- вода) в качательные движения выходного звена (рукоятки БРУ) в одной плоскости. При использовании двух таких механизмов, у которых их звенья расположены перпендикулярно и соединены между собой рычагом через одноподвижные вращательные пары, получена кинематическая схема с двумя степенями подвижности. В результате предложена кинематическая схема активной БРУ, не использующая рамку. Безрамочная схема содержит два одинаковых исполнительных механизма приводов, закрепленных на неподвижном основании, при этом взаимовлияние каналов исключено. Приведен вывод передаточного числа механизма между углом поворота выходного вала исполнительного механизма и углом отклонения рукоятки. Показано, что зависимость имеет синусоидальный характер и в диапазоне рабочих углов рукоятки близка к линейной. Приведены результаты параметрического синтеза исполнительного механизма электромеханического привода БРУ, позволяющего определить минимальную мощность электродвигателя и передаточное число редуктора, обеспечивающие требуемые значения момента и скорости на выходном звене исполнительного механизма. В результате исследования специфичных режимов работы активной БРУ показано, что мощность электродвигателя зависит от требуемых значений максимальной скорости перемещения рукоятки пилотом и прилагаемого к ней усилия, а также от момента инерции рукоятки.
The article is devoted to the actual topic of a small-sized active aircraft control sidestick design and identification of parameters that influence its energy consumption characteristics. The analysis of structural regularities of active control sidestick kinematics design is carried out. The analysis demonstrates that the disadvantage of the known frame constructions, apart from the large dimensions, is the difference in the dynamic characteristics of the channels when using the same actuators, because the mass of a frame mounted actuator is the load for a fixed base mounted actuator. According to results of the analysis, a synthesis of the active control sidestick building based on using of kinematic pairs having one degree of motion was carried out. Hinged mechanisms were used that convert rotational motion of the input link (the actuator output shaft) to the swinging motion of the output link (the control sidestick handgrip) in a single plane. When using two such actuators, so that their links are located perpendicularly and connected to each other by a lever through one-degree-offreedom rotating pairs, a kinematic scheme with two degrees of motion is obtained. As a result the kinematic scheme of an active control sidestick which don’t use a frame is offered. The frameless scheme contains two identical actuators mounted on the fixed base, at that the interference of channels is excluded. The derivation of the actuator gear ratio between the rotation angle of the actuator output shaft and the handgrip deflection angle is given. It is shown that this dependence is of a sinusoidal type and that it is close to linear in the range of the handgrip operating angles. The given results of the parametric synthesis of the control sidestick electromechanical actuator allow to determine the electric motor minimum power and the gear ratio providing the required values of torque and speed at the actuator output link. In consequence of the research of the active control sidestick specific operation modes it is shown that the electric motor power depends on the required values of the maximum speed of the handgrip movement by a pilot and on the force applied to the handgrip, as well as on the handgrip inertia moment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.