О кинематических и энергетических характеристиках активной безрамочной ручки управления самолетом

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.

активная боковая ручка управления летательным аппаратом, кинематическая схема с двумя степенями подвижности, исполнительный механизм привода, параметрический синтез

1. Hermans R. L. Design of an actuated side stick controller for the SiMoNa research simulator. Delft: Delft University of Technology, 1999. 154 р.

2. Hanke D., Herbst C. Active sidestick technology — a means for improving situational awareness // Aerospace science technology. 1999.

3. Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К. и др. Теория механизмов и машин / Под ред. К. В. Фролова. М.: Высшая школа, 1987. 496 с.

4. Самсонович С. Л., Огольцов И. И., Крылов Н. В., Ларин А. П., Рожнин Н. Б., Макарин М. А., Степанов В. С., Оболенский Ю. Г., Кривко В. А., Дмитриев А. В. Боковая ручка управления самолетом. Патент РФ № 2571992. Опубл. 27.12.2015, Бюл. № 36

5. Кожевников С. Н., Есипенко Я. И., Раскин Я. М. Механизмы, справочник. Изд. 4-е / Под ред. С. Н. Кожевникова. М.: Машиностроение, 1976. 784 с.

6. Полковников В. А. Предельные динамические возможности следящих приводов систем управления летательных аппаратов. М.: МАИ-ПРИНТ, 2010. 472 с.