RU2063366C1

RU2063366C1 - Control device of aircraft remote hydraulic control system

Info

Publication number: RU2063366C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Ильич Абрамов; Олег Владимирович Литовченко; Юрий Максимович Крыгин
Original assignee: Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1996-07-10

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; control of aircraft in back-up mode. SUBSTANCE: control device has main command input 2 which is connected with pilot's control lever, additional command input 4 which is connected with automatic control device 5 and converter 6 with control spool valve which is connected with delivery hydraulic line 9, return hydraulic line 10 and command hydraulic lines 11 and 12. End chambers of spool valve are flow-through. Additional command input is rigidly connected with control spool valve of converter 8 engageable with pilot's control lever 3 through spring 6. Geometric sizes of end beads of spool valve are selected on condition of equality of axial force at spool valve in case of pressure differential in end chambers force of automatic device 5. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкции гидродистанционных систем управлений (ГДСУ), и может быть использовано для управления самолетом в резервном режиме. The invention relates to the field of aeronautical engineering, in particular to the design of hydro-remote control systems (GDSU), and can be used to control the aircraft in standby mode.

ГДСУ, разрабатываемые для современных самолетов, предусматривают гидравлическую передачу сигналов управления в виде перепада давлений в командных гидролиниях от рычагов управлений летчиков (ручка управления и педали) к силовым приводам поверхности управления. Нечувствительные к потерям электропитания и к любым формам электромагнитного излучения ГДСУ служит средством разнородного резервирования электродистанционных систем управления. Для расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления от автоматических устройств в управляющих устройствах ГДСУ выполняется дополнительный командный вход. GDSU, developed for modern aircraft, provide for the hydraulic transmission of control signals in the form of differential pressure in command hydraulic lines from the control levers of pilots (control knob and pedals) to power drives of the control surface. Insensitive to power losses and to any forms of electromagnetic radiation, the GDSU serves as a means of heterogeneous redundancy of remote control systems. To expand the functionality by providing control from automatic devices in the control devices of the GDSU, an additional command input is performed.

Известен комбинированный привод (см. кн. В. И. Ганиодский и др. "Привод рулевых поверхностей самолетов". М. "Машиностроение". 1974 г. с. 170, рис. 4.16), управляющее устройство которого содержит основной командный вход, связанный с рычагом управления, дополнительный командный вход, связанный с автоматическим устройством управления, и преобразователь с золотникам управления, сообщенным с напорной, сливной и командными гидролиниями, и торцевые полости которого выполнены проточными. Для включения управления по сигналам от дополнительного командного входа предусмотрен электрогидравлический кран. A combined drive is known (see Prince V.I. Ganiodsky and others. “Aircraft steering surfaces drive.” M. “Mechanical Engineering.” 1974, p. 170, Fig. 4.16), the control device of which contains the main command input connected with a control lever, an additional command input connected to the automatic control device, and a converter with control spools connected to pressure, drain and command hydraulic lines, and the end cavities of which are made flow-through. To enable control by signals from an additional command input, an electro-hydraulic crane is provided.

Недостатком устройства-прототипа является сложность конструкции, вызванная применением электрогидравлического крана переключения режимов, и связанное с этим уменьшение надежности. The disadvantage of the prototype device is the design complexity caused by the use of an electro-hydraulic mode switching crane, and the associated decrease in reliability.

Задача изобретения упрощение конструкции и повышение надежности. The objective of the invention is to simplify the design and increase reliability.

Поставленная задача в управляющем устройстве гидродистанционной системы управления самолета, содержащем основной командный вход, связанный с рычагом управления, дополнительный командный вход, связанный с автоматическим устройством управления, и преобразователь с золотником управления, сообщенным с напорной, сливной и командными гидролиниями, и торцевые полости которого выполнены приточными, достигается тем, что в нем дополнительный командный вход жестко связан с золотником управления, взаимодействующим через пружину с рычагом управления, при этом геометрические размеры торцевых буртиков золотника управления выбраны из условия равенства осевой силы на золотнике при перепаде давлений в торцевых полостях усилию от автоматического устройства. The task in the control unit of the aircraft’s hydraulic remote control system, comprising a main command input connected to the control lever, an additional command input connected to the automatic control device, and a converter with a control valve communicated with pressure, drain and command hydraulic lines, and the end cavities of which are made supply, achieved by the fact that in it an additional command input is rigidly connected with the control valve, interacting through the spring with the control lever phenomena, while the geometric dimensions of the end flanges of the control spool are selected from the condition that the axial force on the spool is equal to the pressure difference in the end cavities from the automatic device.

Новые отличительные признаки заявленного устройства позволяют значительно сократить количество входящих элементов и связей между ними, что приводит к упрощению конструкции и повышению надежности. Кроме того, предложенная конструкция открывает возможности для дальнейшей автоматизации управляющих устройств ГДСУ. New distinctive features of the claimed device can significantly reduce the number of incoming elements and the relationships between them, which leads to a simplification of the design and increased reliability. In addition, the proposed design opens up opportunities for further automation of control devices GDSU.

На фиг. 1 показана кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - гидравлическая схема преобразователя. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device; in FIG. 2 is a hydraulic diagram of a converter.

Управляющее устройство 1 содержит основной командный вход 2, связанный с рычагом 3 управления летчика (рукояткой управлений или педалями) и дополнительный командный вход 4, связанный с выходом автоматического устройства 5. Вход 2 через пружину 6, а вход 4- жестко, соединены с входным звеном 7 преобразователя 8, связанного с напорной 9, сливной 10 и командными 11 и 12 гидролиниями и служащего для преобразования управляющих воздействий от входов 2 и 4 в выходной гидравлический сигнал в виде перепада давлений в командных гидролиниях 11 и 12. The control device 1 contains the main command input 2 connected to the pilot control lever 3 (control handle or pedals) and an additional command input 4 connected to the output of the automatic device 5. Input 2 through the spring 6, and the input 4 is rigidly connected to the input link 7 of the transducer 8, connected to the pressure 9, drain 10 and command 11 and 12 hydraulic lines and used to convert control actions from inputs 2 and 4 into the output hydraulic signal in the form of a pressure differential in command hydraulic lines 11 and 12.

Преобразователь 8 содержит золотник 13 управлений, связанный с входным звеном 7. Торцевые полости 14 и 15 золотника 13 связаны с командными гидролиниями 11 и 12, а каналами 16 и 17 с напорной гидролинией 9. В каналах 16 и 17 могут быть установлены фильтр 18 и дроссели 19 и 20. Сливная полость 21 преобразователя 8 связана 90 сливной гидролинией 1О. Торцевые буртики золотника 13 обеспечивают проток рабочей жидкости из полостей 14 и 15 в сливную полость 21 и выполнены конусными, при этом геометрические размеры (средний диаметр и угол конусности) буртиков выбраны из условий равенства осевой силы на золотнике 13 при перепаде давлений в торцевых полостях 14 и 15 усилию от автоматического устройства 5. The converter 8 contains a control valve 13 connected to the input link 7. The end cavities 14 and 15 of the valve 13 are connected to the command hydraulic lines 11 and 12, and the channels 16 and 17 with the pressure hydraulic line 9. A filter 18 and chokes can be installed in the channels 16 and 17 19 and 20. The drain cavity 21 of the transducer 8 is connected 90 by a drain line 1O. The end faces of the spool 13 provide a flow of working fluid from the cavities 14 and 15 to the drain cavity 21 and are made conical, while the geometrical dimensions (average diameter and taper angle) of the shoulders are selected from the condition of equal axial force on the spool 13 with a pressure differential in the end cavities 14 and 15 force from the automatic device 5.

Пружина 6 обеспечивает смещение золотника 13 пропорционально рабочему ходу рычага 3. Spring 6 provides displacement of the spool 13 in proportion to the stroke of the lever 3.

Устройство работает следующим образам. The device operates as follows.

При наличии давления в напорной гидролинии 9 и нейтральном положении рычага 3 рабочая жидкость по каналам 16 и 17 через дроссели 1Э и 20 поступает в торцевые полости 14 и 15 золотника 13 и далее в полость 21 и в гидролинии 10, 11 и 12. В результате золотник 13 занимает среднее, нейтральное положение, при котором в полостях 14 и 15 устанавливается равное давление и осевая сила на золотнике 13 отсутствует. Пружина 6 при этом не обжата. If there is pressure in the pressure hydraulic line 9 and the neutral position of the lever 3, the working fluid flows through the channels 16 and 17 through the throttles 1E and 20 into the end cavities 14 and 15 of the spool 13 and then into the cavity 21 and in the hydraulic lines 10, 11 and 12. As a result, the spool 13 occupies a middle, neutral position, in which equal pressure is established in cavities 14 and 15 and there is no axial force on the spool 13. The spring 6 is not compressed.

При перемещении рычага 3 также перемещается основной командный вход 2 и через пружину 6 воздействует на входное звено 7 распределителя 8, смещая золотник 13 в ту или иную сторону. При этом изменяются размеры щелей, связывающих торцевые полости 14 и 15 с полостью 21, а также утечки через эти щели, что приводит к увеличению давления в полости, где утечки уменьшились, и к уменьшению где увеличились. В результате на золотнике 13 появляется осевая сила, противодействующая перемещению входного звена 7 и обжимающая пружину 6. При равенстве осевой силы и усилия от пружины 6 золотник 13 останавливается в промежуточном положении, при котором в полостях 14 и 16 и в командных гидролиниях 11 и 12 устанавливается перепад давлений, являющийся управляющим для исполнительного механизма ГДСУ, связанного с аэродинамической поверхностью самолета. When moving the lever 3 also moves the main command input 2 and through the spring 6 acts on the input link 7 of the distributor 8, shifting the spool 13 in one direction or another. In this case, the sizes of the slots connecting the end cavities 14 and 15 with the cavity 21 are changed, as well as the leakage through these slots, which leads to an increase in pressure in the cavity, where the leakage decreased, and to a decrease where it increased. As a result, an axial force appears on the spool 13, which counteracts the movement of the input link 7 and compresses the spring 6. If the axial force and force from the spring 6 are equal, the spool 13 stops in an intermediate position, in which it is installed in cavities 14 and 16 and in command hydraulic lines 11 and 12 differential pressure, which is the control for the actuator GDSU associated with the aerodynamic surface of the aircraft.

При изменении параметра движения самолета, например угловой скорости относительно одной из осей, срабатывает автоматическое устройство 5 и усилие, пропорциональное по величине и соответствующее по направлению изменению угловой скорости, воздействует на входное звено 7 преобразователя 8. Так как ход звена 4 значительно меньше хода звена 2, то пружина 6 не оказывает сопротивления перемещению эвена 7 и связанного с ним золотника 13, при смещении которого, как было описано выше, возникает управляющий перепад давлений в гидролиниях 11 и 12. Так как пружина 6 практически не обжимается, то и на рычаге 3 управлений не возникает усилий. Таким образом при работе автоматического устройства 5 происходит уравновешивание усилия, возникающего на его выходном звене при изменении параметра движения самолета, осевой силой на золотнике 13 при его смещении. Управляющий перепад давлений в гидролиниях 11 и 12 передается на исполнительный механизм ГДСУ, который без участия летчика парирует возникшее изменение параметра движения самолета. When you change the parameter of the aircraft’s movement, for example, the angular velocity relative to one of the axes, an automatic device 5 is activated and a force proportional in magnitude and corresponding in direction to the change in the angular velocity acts on the input link 7 of the converter 8. Since the path of the link 4 is much less than the stroke of the link 2 , then the spring 6 does not resist the movement of the Even 7 and the spool 13 connected with it, at the displacement of which, as described above, a control pressure drop occurs in the hydraulic lines 11 and 12. Since Ružiná 6 hardly crimped, and then on the lever 3 controls arise effort. Thus, when the automatic device 5 is in operation, the force arising at its output link is balanced when the aircraft motion parameter changes with axial force on the spool 13 when it is displaced. The control pressure drop in the hydraulic lines 11 and 12 is transmitted to the actuator of the GDSU, which, without the participation of the pilot, parries the change in the parameter of movement of the aircraft.

При совместной работе от рычага 3 и автоматического устройства 5 на входном эвене 7 происходит сложение их усилий и уравновешивание их эквивалентной осевой силой на золотнике 13. When working together from the lever 3 and the automatic device 5 at the input Even 7, their forces are added and their equivalent axial force is balanced on the spool 13.

Claims

A control device for the aircraft’s hydraulic remote control system, comprising a main command input connected to a control lever, an additional command input connected to an automatic control device, and a converter with a control valve connected to pressure, drain and command hydraulic lines, the end cavities of which are flow-through, characterized in that in it the additional command input is rigidly connected to the control valve, interacting through the spring with the control lever, while The dimensions of the end faces of the control spool are selected from the condition that the axial force on the spool is equal when the pressure in the end cavities is different due to the force from the automatic device.