История развития систем управления самолетов фирмы «МиГ»

История  развития  систем  управления  самолетов  фирмы  «МиГ»

                                             «Плохо, когда самолет делает что-то сам.

                                                 Любые проявления должны быть связаны

                                                   с действиями летчика».         

                                                        А.В.Федотов май 1980г.

       Первые системы управления, поднявшиеся в воздух на самолетах МиГ-1, МиГ-3, МиГ-9 представляли собой механическую связь между ручкой управления и педалями и рулевыми поверхностями (рис.1.1). Это была либо тросовая проводка, либо  механическая проводка управления, представляющая собой набор тяг и качалок, главное, что аэродинамическую нагрузку на рулях летчик ощущал на ручке управления, перемещая ее. Таким образом,  осуществлялась обратная связь по усилиям, обеспечивающая устойчивость контура управления «самолет-система управления-летчик», к тому же позволяющая пилоту по перемещению ручки управления иметь информацию о режиме полета (давая возможность распознавать - производится разгон или торможение самолета) и положении рулевой поверхности.

[pic 1]

Рис.1.1. Схема простейшей механической системы управления самолетом.

РУ – ручка или рычаг управления;  ОУ – орган управления или рулевая поверхность.

По мере борьбы за увеличение скорости полета, росли и усилия на рулевых поверхностях, появились аэродинамические триммеры, снимающие часть нагрузки для облегчения работы летчика, однако, с приближением к трансзвуковым скоростям  полета летчик перестает справляться с возросшими усилиями на рулях, в системе управления появляется новый элемент – гидромеханический усилитель (бустер – по английскому термину booster).

Поначалу конструкторы старались сохранить обратную связь по усилию. Первой появилась обратимая схема бустера БУ-1У в канале управления элеронами самолетов МиГ-15 и МиГ-17, которая передавала часть усилия на ручку управления (рис.1.2). Однако обратимые схемы не обеспечили устойчивость контура управления «летчик-система управления-самолет». Это произошло в силу нескольких причин. На ряде режимов полета, например, на взлетно-посадочных,  обратная связь по усилию невелика, поскольку располагаемый  шарнирный момент пропорционален скорости полета и, следовательно, невелика аэродинамическая нагрузка на рули. Градиент изменения усилия по ходу ручки управления Кр зависит от многих факторов, режима полета и конфигурации самолета (выпущена или убрана взлетно-посадочная механизация, тормозной щиток и т.п.), коэффициента  обратимости,  т.е.  величины аэродинамической нагрузки,  возвращаемой  на

органы управления в кабине и т.д. Кроме того, обратимые схемы не позволяют в полном объеме решить задачу автоматизации полета, поскольку последовательная схема приводит к «отдаче на ручку управления» и положительной обратной связи по усилиям, а параллельная схема  недостаточно отказобезопасна.

[pic 2]

Рис.1.2. Схема системы управления с обратимым бустером по усилию.

РП – рулевой гидромеханический привод или бустер

С дальнейшим ростом скоростей полета появляется явление затягивания в пикирование, рули высоты сменяет цельноповоротный стабилизатор, для отклонения которого устанавливаются уже необратимые гидромеханические усилители (бустеры), передающие усилия только в одну сторону: от ручки управления к рулевой поверхности (рис.1.3). Летчик потерял обратную связь по усилию и, как оказалось, возможность управлять самолетом. Поэтому, когда на самолете МиГ-19 появилось необратимое бустерное управление (в каналах крена и тангажа были установлены однокамерные БУ-13 и БУ-14), на ручке управления также появился новый элемент: пружинный загрузочный механизм с линейной характеристикой.