До сих пор предполагалось, что ЛА является абсолютно же­стким телом. Такое предположение справедливо до тех пор, пока собственные частоты замкнутой системы автопилот — ЛА зна­чительно ниже наименьшей частоты собственных изгибных коле­баний корпуса ЛА. Современные ЛА отличаются длинным фюзе­ляжем, тонкими крыльями, что при больших скоростных напо­рах приводит к возникновению аэроупругих колебаний. Аэро­упругие колебания, возникающие в результате взаимодействия упругих и аэродинамических сил, совершаются с частотами, близкими к собственным изгибным колебаниям конструкции (фюзеляжа, крыльев).

Изгибные колебания ЛА могут возбуждаться не только аэро­динамическими силами, но также отклонением органов управ­ления.

  Изгибные колебания, независимо от вызвавшей их причины, нежелательны, а в ряде случаев недопустимы. При их появле­нии, особенно в управляемом полете, летательный аппарат под­вергается сильным возмущениям, которые могут привести к раз­рушению конструкции. Когда частоты упругих колебаний близки к частотам пропускания контуров управления, могут возникать неустойчивые режимы.

Летательный аппарат, как сложная распределенная система, имеет различные типы свободных колебаний. Для того чтобы это понять, можно рассмотреть различные формы упругих линий фю­зеляжа и крыльев (рис. 12).

Рис.12.

На рисунке показаны  и — упругие линии фюзеляжа;

,...,  — аэродинамиче­ские моменты, действующие на фюзеляж и крылья.

Принцип действия, схемы и характеристики систем управления летательными аппаратами.

Лекция 9.

План

1. Состав систем автоматического управления летательными аппаратами. Требования, предъявляемые к ним.

2. Законы управления автопилотов.

Состав систем автоматического управления летательными аппаратами. Требования, предъявляемые к ним.

   Система автоматического управления полетом ЛА (рис. 1) состоит из датчиков, предназначенных для получения информа­ции о режимах и условиях полета; вычислителей и корректиру­ющих устройств, служащих для переработки информации и фор­мирования законов управления; усилительных устройств и исполнительных механизмов (рулевых машин), служащих для усиления сигналов и передачи на органы управления; устройств для формирования программы управления; устройств для контроля работы системы и т. д.

Рис. 1. Функциональная схема САУ

       Структурные особенности САУ оцениваются ее законом уп­равления, под которым подразумевают требуемую зависимость выходных сигналов исполнительных механиз-мов от совокупно­сти входных сигналов. В реальных системах эта зависимость отлича-ется от закона управления вследствие того, что элементы системы обладают динами-ческими погрешностями и имеют ста­тические характеристики, отличные от расчетных.

 Системы автоматического управления обеспечивают стабили­зацию и управление угловыми движениями и движениями центра масс, а также управление некоторыми параметрами режима полета. Системы автоматического управления полетом должны:

1) —улучшать устойчивость и управляемость ЛА на всех режимах полета как при ручном, так и автоматическом управлении. Для этой цели система должна включать автоматы устойчивости (если такие необходимы) и демпферные устройства;

2) —обеспечивать управление угловыми движениями ЛА, движением центра масс, наведение на цели. Для этого САУ должна быть связана с навигационной системой, прицелом, системой наведения и др.;

3) —быть пригодной для включения в работу в любом положении ЛА и выводить ЛА в горизонтальный полет при допустимых перегрузках;

4) —иметь связь с системой управления при посадке и взлете;

5) —для стабилизации скорости при сверхзвуковых полетах и на посадочных режимах включать канал управления скоростью с подачей сигналов на руль высоты и в некоторых случаях на тягу двигателей;

6) —предусматривать устройства для ограничения предельных режимов по перегрузкам, углам крена, угловым скоростям;

7) —предусматривать коррекцию передаточных чисел по режимам полета, а при широком диапазоне изменения параметров ЛА система управления должна быть самонастраивающейся;

8) —иметь связь с системой управления строем самолетов;

9) —обеспечивать выбор и поддержание оптимальных режимов полета (минимальное время полета, максимальная дальность, оптимальная траектория, автоматическое маневрирование для
увеличения живучести и т. д.);

10) —работать в принятых для Л А окружающих внешних условиях (температуры, перегрузки, давления, влажности и др.);

11) —быть комплексной с широким использованием принципов оптимальной информационной и структурной избыточности для повышения надежности при достаточной схемной и конструктив­ной простоте.

   Система автоматического управления должна обладать до­статочной поэлементной и схемной надежностью. Отказы САУ могут привести к односторонней перекладке рулей, что приводит к выходу самолета на опасные режимы. Для индикации отказов САУ применяются устройства встроенного контроля, которые должны обеспечивать безопасность автоматически управляемого полета.