图 +, +%-具有法向过载稳定器的操纵系统方块图
*对飞机稳定性和操纵品质的作用
()增大静稳定性和短周期固有频率。根据系统工作原理及系统传递函数分析,可知加装法向过载稳定器之后,能够显著地增加静稳定性、飞机短周期的固有频率和杆力(或杆位移)梯度。但同时降低了飞机的阻尼比,而且随固有频率增加而变小,这是不希望的。
()改善操纵系统的杆力特性。对于加装过载阻尼器后的不可逆机械操纵系统, •%%)•
当 " % &’••(•&"取得足够大时,能够使杆力梯度为常数,这样无论在低空还是高空飞行,驾驶员均可获得与杆力成比例的过载增量,改善了飞机操纵性。此外,可根据容许的过载和迎角极限来限制操纵信号输出,以达到限制过载和迎角值的作用,从而保证飞机作大机动飞行时的安全。())对反操纵现象起改善作用。
四、纵向增稳操纵系统
*+组成方块图如果在不可逆助力操纵系统中同时加入俯仰速率、法向过载(或迎角)反馈信号,即构成纵向增稳操纵系统。图 , -. -*/为纵向增稳操纵系统组成方块图,图中虚线所框的方块为纵向增稳系统。它由速率陀螺作为内回路、加速度计作为外回路组成的,通过复合摇臂与飞机
(含助力器)组成一个闭环自动控制系统,即飞机一增稳系统。增稳系统靠复合摇臂并人不可逆助力操纵系统中,从而构成增稳操纵系统。
图 , -. -*/0纵向增稳操纵系统方块图 ,+工作原理由于增稳系统是以阻尼器、法向过载稳定器作为内外回路,通过复合摇臂重迭在
不可逆助力操纵系统之上。所以,这种操纵系统的工作原理就是这两个内外回路的
综合。 )+对系统稳定性和操纵品质的影响由于增稳操纵系统的控制规律是阻尼器操纵系统和过载稳定器操纵系统控制规
律的线性组合,故这种系统对飞机稳定性和操纵品质所起作用是上述两个系统的综合,即: •))*•
()增加飞机高空高速飞行纵向短周期模态的动稳定性;
(")增大飞机静稳定性和固有频率;
()改善操纵系统的杆力特性;
()改善飞机的反操纵现象;
(%)改善静稳定度值较小飞机的不易操纵性;
(&)改善低空大速度飞行时出现的杆位移梯度过小现象。
第五节 ’控制增稳操纵系统
增稳系统能改变飞机系统闭环特征根在复域平面中的分布位置,以改善飞机稳定性,使飞机操纵品质符合规范要求。但同时也使相应的操纵系统的操纵品质变坏,如静操纵性下降、单位过载所需杆力变重、飞机对驾驶员操纵指令响应变慢等。这些情况说明该系统的稳定性与操纵性是相互矛盾的。若在设计中采用折衷方法,显然不能充分发挥飞机潜在的机动性,从而影响飞机作战性能。所以,在增稳操纵系统的基础上发展成控制增稳操纵系统,以克服以上缺点。
一、控制增稳操纵系统的组成、工作原理
图 " () (%为典型的纵向控制增稳操纵系统示意图,其中( *)为( +)的一般方块图。
系统的工作原理可作如下简要描述:首先假设飞机作平直飞行时,驾驶杆的指令信号为零。此时控制增稳操纵系统实际上相当飞机一增稳系统,故起增稳作用。但与一般的增稳操纵系统不同,因这种系统中的反馈增益值较大。因此,飞机对外界任何扰动的稳定性比一般增稳操纵系统好;然后再假设没有外界扰动情况下,当飞机作机动飞行时,驾驶员操纵信号一方面通过机械链使舵面偏转某角度 ,-,另一方面又通过杆力传感器输出一个指令信号,经指令模型与反馈信号综合,由于它俩的极性相反,故可抵消部分反馈信号,以差值去控制舵面偏转某个角度 ,-,此时总的舵偏转角 ,. ,-/ ,-。由此可知,电气指令信号是起增强操纵量的作用。这样不仅加大了飞机作机动飞行的能力,而且使飞机按杆力信号动作。为此,人们将能增强操纵量的通道又称为增控通道。
显然,控制增稳操纵系统的工作原理,就是上述两种情况的综合,即兼顾了稳定性和操纵性这两方面的要求。
二、控制增稳操纵系统对飞机稳定性和操纵品质的作用
根据控制增稳操纵系统的原理图、方块图及工作原理,经传递函数分析可知,控
•"•
图 " "%&纵向控制增稳操纵系统
(’)示意图;方块图
(()制增稳操纵系统对飞机稳定性和操纵品质起以下主要作用:()增加杆力灵敏度值,使系统在单位阶跃杆力作用下的初始俯仰角加速度大于
不可逆助力操纵系统和增稳操纵系统,提高了飞机的操纵性;()改善操纵系统的杆力特性;())增加静操纵性系数。
•)))•
第二篇 (现代飞机结构综合设计
三、控制增稳操纵系统的优缺点
归纳起来,控制增稳操纵系统有如下主要优点。()较好地解决了飞机稳定性与操纵性之间的矛盾,克服了增稳操纵系统的主要缺点。(")能够实现杆指令与飞机响应之间的任何静动态关系,也能实现驾驶杆的任何
启动力要求。
()这种系统中的机械杆系可设计得简单一些,只要保证飞行安全即可。
()由于驾驶员的操纵信号可通过两个通道输至舵面,这样在系统设计和调整中提供了操纵信号分配的灵活性。考虑到理想的操纵系统特性,不依赖于机械杆系本身的特性,通常只要改变电气部件的增益和时间常数,就能容易地变化操纵系统的特性。
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