3.3. Режимы работы сау-451-03. Коррекция передаточных чисел.

Режимы работы САУ-451-03 подразделяются на автономные и внешние. К автономным режимам относятся:

-режим ДЕМПФЕР;

-режим СТАБИЛИЗАЦИЯ;

-режим СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ;

-режим ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ,

-режим УВОД С ОПАСНОЙ ВЫСОТЫ.

Внешние режимы обеспечивают выполнение автоматического захода на посадку (режим АЗП) или директорного захода на посадку (режим ДЗП) при со­вместной работе САУ с системами СВС-И-72-3, ИК-ВК-80 и РСБН.

Управление режимами работы САУ-451-03 производится с помощью кнопок-табло пульта управления ПУ-189, а также с помощью кнопок ВЫКЛ. РЕЖИМА САУ и ПРИВЕД. К ГОРИЗ., гашетки контактного устройства (КУ) и кнюппеля управления механизмами триммерного эффекта (ГУ), размещенных на ручке управления самолетом (РУС).

Режим ДЕМПФЕР обеспечивает улучшение характеристик устойчивости и управляемости самолета при ручном управлении. Все этапы полета, включая взлет и посадку, выполняются с САУ, включенной в режим ДЕМПФЕР.

В каждом из трех каналов демпфера имеется датчик угловой скорости (ДУС), вычислитель (один из субблоков ВУ-222-03), усилитель сервопривода и исполнительный механизм - АРМ-150. Демпфирование колебаний по крену, тангажу и рысканию осуществляется по сигналам ω_x, ω_y, ω_z от датчиков ДУС.

Кроме того, имеется автомат продольной устойчивости (АПУС), который обеспечивает улучшение характеристик устойчивости самолета при различных углах атаки (α). АПУС начинает работать в полете при включенном режиме ЦЕМПФБР и после выпуска носков крыла, ( а в целях безопасности на взлетно-посадочных режимах полета - лишь при убранном положении шасси и закрыл­ков), и в зависимости от величины угла атаки он изменяет балансировочное по­ражение стабилизатора. Наличие АПУС позволяет летчику достаточно точно выдерживать заданный угол атаки (а зад) и обеспечивает постоянство расхода ручки управления на создание единицы перегрузки при полетах на больших уг­лах атаки с выпущенными носками. Управляющие сигналы в канале АПУС формируются по сигналам датчиков числа М, угла атаки (α) и положения носков крыла, и выдаются на отдельную рулевую машину АРМ-150, управляющую по­ложением стабилизатора совместно с основной АРМ-150 канала стабилизатора.

Режим ДЕМПФЕР включается автоматически или вручную. Автоматически - после окончания цикла встроенного контроля при включении САУ на земле, а также в полете при включении режимов СТАБИЛИЗАЦИЯ, СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ, ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ или АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЗАХОД НА ПОСАДКУ (АЗП). Вручную - нажатием кнопки-табло ДЕМП на ПУ-189. Контроль включения режима - по загоранию сигнальной лампы кнопки-табло ДЕМП.

Для выключения режима ДЕМПФЕР необходимо нажать и удерживать не менее 3 секунд кнопку ВЫКЛ. РЕЖИМА САУ. При этом гаснет лампа ДЕМП на ПУ-189, а на табло аварийных режимов TC-5 высвечивается сигнал ДЕМП.ВЫКЛ. и мигает лампа ЦСО (центральный сигнальный огонь). Если кнопка ВЫКЛ.РЕЖИМА САУ была нажата менее 3 секунд, то режим ДЕМПФЕР вновь включается автоматически.

Режим СТАБИЛИЗАЦИЯ предназначен для автоматического выдерживания заданного летчиком углового положений самолета по крену, курсу и тангажу. После включения режима стабилизируется то угловое положение само­лета, которое он занимал на момент включения. При этом угол тангажа стабили­зируется в том случае, если он имел значение в диапазоне от -50° до +50° ; угол крена - если он имел значение от ±7° до ±180° ; курс стабилизируется в том слу­чае, если угол крена имел значение в диапазоне ±7° , а угол тангажа - ±40° .

Режим СТАБИЛИЗАЦИЯ разрешается включать непосредственно перед взлетом и в полете, а во время руления режим должен быть выключен. Включает­ся режим вручную нажатием кнопки-табло АП на ПУ-189, при этом загорает­ся сигнальная лампа этой кнопки-табло.

Перед включением режима в полете необходимо снять усилие с РУС с по­мощью кнюппеля управления электромеханизмами (МТ) крена и тангажа.

Для перехода к ручному управлению самолетом летчик должен нажать на гашетку контактного устройства (КУ) на РУС. При этом режим СТАБИЛИЗА­ЦИЯ временно снимается (т.е. отключается управление электромеханизмами МТ), о чем сигнализирует мигание лампы АП на ПУ-189. При отпускании гашет­ки режим СТАБИЛИЗАЦИЯ восстанавливается (лампа АП перестает мигать и го­рит постоянно), и при этом стабилизируется новое угловое положение самолета, соответствующее моменту отпускания гашетки.

Выключается режим СТАБИЛИЗАЦИЯ вручную и автоматически. Вручную - нажатием кнопки ВЫКЛ. РЕЖИМА САУ. Автоматически - при переходе к режимам ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ и УВОД С ОПАСНОЙ ВЫ­СОТЫ.

Режим СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ предназначен для автоматическо­го выдерживания заданной барометрической высоты полета. Режим включается вручную нажатием кнопки-табло СТАБ.ВЫС. на ПУ-189 (при этом загорается соответствующая сигнальная лампа) после вывода самолета в режим горизон­тального полета (при условии |θ| < 5° ) при включенном режиме СТАБИЛИЗА­ЦИЯ.

Особенностью режима является то, что после его включения возможно кратковременное изменение высоты с вертикальной скоростью не более 8 м/с. При стабилизации высоты диапазон стабилизируемых углов крена сужается до диапазона ± 7° -г ± 50° .

Если в процессе стабилизации высоты летчик вмешивается в управление (нажатием гашетки КУ или кнюппеля управления МТ), то режим СТАБИЛИЗА­ЦИЯ ВЫСОТЫ отключается, - при этом мигают сигнальные лампы кнопок-табло АП и СТАБ.ВЫС. По окончании вмешательства летчика в управление (снятие усилий с РУС, освобождение гашетки и кнюппеля) при условии |θ| < 5° режим СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ автоматически включается вновь. Если же |θ| > 5°, то в продольном канале стабилизируется угол тангажа, при этом продолжает ми­гать сигнальная лампа кнопки-табло СТАБ.ВЫС.

Выключается режим СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ вручную или автомати­чески. Вручную - при нажатии кнопки ВЫКЛ. РЕЖИМА САУ, а автоматически - при переходе к режиму ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ.

Режим ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ предназначен для автоматичес­кого приведения самолета к горизонтальному полету при потере летчиком пространственной ориентировки.

Включается режим вручную нажатием кн.-лампы ПРИВЕД.К ГОРИЗ. Включение режима возможно при любых значениях углов крена и тангажа. При этом снимаются все включенные ранее режимы САУ, кроме режима ДЕМПФЕР.

Если в момент включения режима | γ | >80°, то управление сначала проис­ходит только в канале крена, а при входе в зону углов крена (по модулю) от 7° до 80° - в каналах крена и тангажа. При углах крена (по модулю) менее 7 и углах тангажа (по модулю) менее 40° автоматически включается стабилизация курса. При углах крена (по модулю) менее 7° и углах наклона траектории (по модулю) менее 5° автоматически включается с задержкой 4-5 секунд режим СТАБИЛИ­ЗАЦИЯ ВЫСОТЫ. Вмешательство летчика в управление в этом случае приво­дит к отключению режимов СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫСОТЫ и ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ (мигают лампы кнопок-табло АП и СТАБ.ВЫС., но горит лампа кнопки-табло ДЕМП). По окончании вмешательства оба режима восстанавли­ваются одновременно, если угол наклона траектории меньше 5° (по модулю). Если же |θ| > 5°, то сразу включается лишь режим ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИ­ЗОНТУ, а лампа кнопки-табло СТАБ.ВЫС продолжает мигать.

Выключается режим ПРИВЕДЕНИЕ К ГОРИЗОНТУ вручную при нажа­тии на кнопку ВЫКЛ.РЕЖИМА САУ или на кнопку-табло АП на ПУ-189.

Режим УВОД С ОПАСНОЙ ВЫСОТЫ предназначен для обеспечения безопасности полета в зоне малых высот. Использование этого режима разреша­ется при высоте полета не ниже 300 м, при γ < ±30° , при θ > - 8° и при убран­ных шасси.

При попадании самолета в зону опасной высоты режим УВОД С ОПАС­НОЙ ВЫСОТЫ включается автоматически по сигналу с радиовысотомера (РВ), если САУ готова к выполнению маневра по уводу с опасной высоты (готовность обеспечивается нажатием кнопки-табло УВОД на ПУ-189). Значе­ние опасной высоты (Н_оп) предварительно выставляется на задатчике указателя РВ.

По сигналу Н_оп в продольном канале САУ формируются управляющие сигналы, переводящие самолет в режим набора высоты, а в боковом канале само­лет приводится к нулевому углу крена, о чем сигнализирует загорание лампы ПРИВЕД. К ГОРИЗ. После выхода самолета из зоны опасной высоты автомати­чески включается приведение к нулевому углу наклона траектории (θ_зад = 0) с последующим включением режима стабилизации высоты.

При вмешательстве летчика в управление в процессе увода с опасной вы­соты отключается автоматическое управление самолетом. При этом мигает кнопка-лампа ПРИВЕД.К ГОРИЗ. на РУС, но продолжает гореть непрерывно сигнальная лампа кнопки-табло ДЕМП. По окончании вмешательства вновь включается автоматическое управление самолетом, непрерывно горит кнопка-лампа ПРИВЕД.К ГОРИЗ. и продолжается процесс увода с опасной высоты.

Выключение режима УВОД С ОПАСНОЙ ВЫСОТЫ производится нажатием и удержанием в течение 3 секунд кнопки ВЫКЛ.РЕЖИМА САУ (аналогично логике выключения режима ДЕМПФЕР).

Режим ЗАХОД НА ПОСАДКУ является внешним режимом работы САУ, как САУ в данном режиме работает совместно с внешними системами радиотехнической системой ближней навигации и посадки (РСБН), курсовым (КРМ) и глиссадным (ГРМ) радиомаяками.

Режим ЗАХОД НА ПОСАДКУ подразделяется на режимы АЗП и ДЗП (соответственно автоматический и директорный заходы на посадку).

Заход на посадку - это предпосадочный полет самолета в зоне действия КРМ и ГРМ. При этом в горизонтальной плоскости осуществляется выход само­лета на ось ВПП по сигналу отклонения от равносигнальной зоны КРМ (εк) от РСБН. В вертикальной плоскости сначала стабилизируется высота полета (обычно равная 600 м), а затем (при пересечении самолетом равносигнальной зо­ны ГРМ) начинается этап снижения по глиссаде до высоты 50 м (по сигналу εг, поступающему от РСБН).

При директорном управлении управляющие сигналы, выработанные в вы­числителе САУ, поступают на директорные стрелки и планки (стрелки) отклоне­ния от заданной линии пути командно-пилотажного прибора (КПП), а также на директорше кольцо СЕИ. Направление отклонения директорных стрелок КИП я директорного кольца показывает летчику, в какую сторону необходимо отклонять ручку управления, чтобы самолет вошел в равносигнальную зону курсоглиссадных маяков. Удерживая директорные стрелки в центре силуэта самолета КПП, летчик заставит самолет лететь по заданной траектории посадки.

Автоматическое управление при заходе на посадку отличается от дирек­торного лишь тем, что сигналы от вычислителя САУ поступают, кроме КПП и СЕИ, также на рулевые машины (АРМ) и механизмы триммерного эффекта (МТ), которые воздействуют на рулевые поверхности и удерживают самолет на заданной траектории. В этом случае по положению директорных стрелок летчик может контролировать работу автоматики.

Режим ДЗП включается нажатием кнопки-табло ТРАЕК.УПР. на ПУ-189 после входа самолета в зону КРМ на высоте 600 метров. Для перехода в режим АЗП необходимо нажать кнопку-табло АП на ПУ-189 и освободить РУС от уси­лий. На высоте 50-60 метров режим АЗП необходимо выключить нажатием кноп­ки ВЬКЛ.РЕЖИМА САУ.

Прежде чем приступить к рассмотрению законов управления и работы ка­налов САУ в указанных выше режимах, рассмотрим коррекцию передаточных чисел САУ.

Коррекция передаточных чисел САУ необходима для обеспечения высокой эффективности САУ в условиях изменения свойств самолета в широких диапазонах из-за изменения условии полета и обеспечивает адаптацию (приспособление) САУ к условиям полета.

Суть коррекции в том, что с помощью бортовых датчиков определяются значения основных параметров полета, от которых зависят свойства самолета как объекта управления, и на основе этих значений формируются корректирующие функция, используемые для изменения передаточных чисел САУ.

В САУ-451-03 передаточные числа изменяются в зависимости от высоты полета (атмосферного давления Р), скорости полета (скоростного напора q), угла атаки (α) и числа М. Корректирующие функции f(α), f(q), f(P,q) и f(M) форми­руются в субблоке ВКФ-223 (вычислитель корректирующих функций) ВУ-222-03 по сигналам давления (Р) с датчика ИКД27Да, скоростного напора (q) с датчика ИКД27Дф-780, угла атаки (α) с датчика ДАУ-72 и числа М с системы воз­душных сигналов СВС (см. рис.3.7.).

Так как у вышеуказанных датчиков значителен разброс их выходных парамет­ров, то в эксплуатации предусмотрена регулировка потенциометрами R14, R15 и R16 (см.рис.3.7.) выходных сигналов субблока ВКФ-223 (т.е. корректирующих функций).

Всего в САУ-451-03 воспроизводится 9 корректирующих функций:

- 2 функции давления (Р) и скоростного напора (q) F_o и F₁;

- 2 функции только скоростного напора - F₅ и F₈;

- 4 функции угла атаки (α) - F₂, F₃, F₄ и F₁₁;

- 1 функция числа М - F₇;

Кроме указанных корректирующих функций с изменением режима полета связаны некоторые коммутации законов управления, которые будут рассмотре­ны ниже.

Законы управления и работу САУ в вышеназванных режимах рассмотрим по блок-схемам прохождения сигналов.

3.4. Работа канала стабилизатора в режиме ДЕМПФЕР. Работа автомата продольной устойчивости самолета (АПУС).

Реализация режима ДЕМПФЕР подразумевает выполнение следующих функций:

- демпфирование угловых колебаний самолета;

- парирование неблагоприятных перекрестных связей;

- обеспечение необходимой продольной устойчивости самолета на различ­ных углах атаки.

Канал стабилизатора: в канале стабилизатора условно можно выделить демпфер тангажа (ДТ) и автомат продольной устойчивости (АПУС).

Демпфер тангажа предназначен для гашения угловых колебаний относи­тельно поперечной (z) оси самолета и имеет в качестве исполнительного привода автономную рулевую машину АРМ-150М. Автомат продольной устойчивости предназначен для балансировки моментов носков крыла и увеличения устойчи­вости продольного движения самолета при изменениях угла атаки (α). АПУС использует в качестве исполнительного привода дополнительную рулевую машину АРМ-150М.