Системи керування маловисотним польотом повітряних суден з електроємнісними перетворювачами

Можна вважати, що оцінка висоти здійснюється інтегрально по площі цієї плями. З зменшенням висоти пляма взаємодії збільшується, що дає можливість одержувати інформацію про наближення перешкоди. З метою вивчення характеру вищенаведеного явища і виявлення можливості його використання проведене дослідження функції перетворення ЕПСНП при наближенні до перешкоди. Для цього система електродів розміщена у подовжній площині ПС, тобто випромінюючі електроди розміщені на фюзеляжі ПС на передній і задній його частинах. Приймальній електрод поділено на дві рівних частини. Досліджувалась зміна різниці ємностей переднього і заднього секторів, а також загальна ємність на приймальному електроді. Моделювалось наближення 300-ного схилу гори при польоті на постійній висоті 50 м. Результати досліджень наведені на рис. 11., DH – відстань від ПС до схилу.

Таким чином, отримані результати дозволяють синтезувати системи автоматичного керування маловисотними режимами польоту ПС на основі використання вимірювачів геометричних параметрів наближення ПС до земної поверхні.

У четвертому розділі дається огляд по автопілотах і САУ ПС цивільної авіації. Аналіз показав відсутність контурів автоматичного керування маловисотними режимами польоту в сучасних САУ літаків ЦА. Існуючі системи посадки забезпечують тільки діректорний режим керування по сигналах радіотехнічних засобів посадки. Судячи з навчальної і методичної літератури вищих військових навчальних закладів можна зробити висновок про застосування в складі САУ сучасної військової авіації контурів автоматичного керування маловисотними режимами польоту. Вимірювачами параметрів маловисотного польоту застосовуються радіовисотоміри і локатори ближнього огляду. У складі систем автоматичного керування і пілотажних комплексів сучасних вертольотів деякі маловисотні режими автоматизовані.

Для рішення задач синтезу ємнісного вимірювача параметрів наближення до земної поверхні дається огляд методів і засобів виміру надмалих значень ємності. Показано, що найбільше прийнятними є трансформаторні вимірювальні мости.

Система електродів для літака пропонується така. Високопотенційні електроди (ВПЕ) розміщені на кінцевих частинах крила, передній і задній частинах фюзеляжу і електрично з’єднані між собою. Низкопотенційні електроди (НПЕ) утворюють сектори кола і розміщені на нижній поверхні фюзеляжу поблизу крила. Для вертольоту ВПЕ можуть бути розміщені на передній, задній та бокових поверхнях корпусу вертольоту, або у вигляді кільця на нижній поверхні корпусу ПС. НПЕ мають аналогічний вигляд і розміщені симетрично відносно ВПЕ, або у центрі кільця. На схемі система електродів показана умовно. Ємнісний перетворювач складається з багатоплечевого трансформаторного мосту з системою електродів та блоком опорних конденсаторів і генератора живлення мосту та цифрової системи автоматичного врівноваження, яка у свою чергу складається з блоку вхідних підсилювачів, блоку логічних схем, блоку реверсивних лічильників та блоку електронних ключів. Усі чотири складові багатоплечевого трансформаторного мосту за допомогою підстроювання опорних конденсаторів в наземному стані ПС врівноважуються. При цьому цифрова система автоматичного врівноваження відключена. При функціонуванні чотириканального ємнісного перетворювача врівноваження кожного каналу здійснюється шляхом зменшення напруги на плечі ЕЗП (елемент зі змінним параметром), при чому закон зміни відповідає двоічному спадаючому коду, тобто 1, ½, ¼ …і так далі. На виході лічильників маємо звичайний двоічний код, який через електронні ключі керує комутацією обмоток плечей ЕЗП, а також йде на систему індикації та в САУ. Якщо політ здійснюється над горизонтальною поверхнею, вихідні сигнали усіх чотирьох каналів рівні між собою. При появі з будь-якого боку зміни рельєфу відбудеться перерозподіл сигналів, що буде відображати характер рельєфу.

Запропоновано кілька варіантів систем автоматичного керування маловисотними режимами польоту літака та вертольоту. На Рис. 13 наведена структурна схема САУ маловисотного польоту вертольоту. Система складається з ємнісного перетворювача геометричних параметрів наближення до рельєфу (ЄПГПН), цифрового лінеаризатора, обчислювача

інтегральної висоти польоту (), коректора-задавальника геометричної висоти (КЗВГ), коректора-задавальника шляхової швидкості (КЗШШ), доплеровського вимірювача шляхової швидкості (ДВШЗ), підсилювачів потужності по каналах курсу, тангажу і висоти та пілотажного індикатора.

Система починає функціонувати по команді льотчика. КЗВГ фіксує поточне значення геометричної висоти, чим формує значення Нзад. КВШШ фіксує поточне значення Wзад. Відхилення від Нзад. подається в канал зміни загального кроку несучого гвинта, чим забезпечує огинання рельєфу. Похідна сигналу поточної висоти додається для покращання перехідного процесу. При наявності дуже великих перешкод попереду, наприклад крутого схилу, огинання рельєфу з постійною швидкістю може бути неможливим, необхідно знизити швидкість. Для цього використовується сигнал різниці між значеннями виміряної висоти у повздовжньому напрямі, тобто різниця сигналів переднього і заднього вимірювачів. Цей сигнал несе інформацію про відстань до перешкоди. Продиференцьований сигнал несе інформацію про швидкість наближення до перешкоди. Подаючи цей сигнал у канал автомата перекосу змінюємо швидкість руху. У випадку наближення до перешкод, що потребують виконання режиму вертикального польоту, можна використати сигнал наближення DH безпосередньо. Різниця між сигналами у боковому напрямку подається на індикацію льотчику для оцінки рельєфу з боків і корекції напрямку руху.

 

 

На основі аналізу маловисотних режимів польоту ПС показано необхідність автоматизації польотів на малих висотах. Автоматизація польотів на малих висотах стримується відсутністю вимірювачів геометричної висоти. Найбільше прийнятним методом одержання такої інформації є ємнісної метод виміру малих висот.

Проведено експериментальне дослідження по вимірюванню геометричної висоти польоту ПС за допомогою ємнісних перетворювачів, результати напівнатурних масштабних та льотних досліджень показали практичну значимість ємнісного методу вимірювання геометричної висоти.

Проведено теоретичне дослідження ємнісних