ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА СНИЖЕНИЯ ВЗАИМОНАГРУЖЕНИЯ ДВУХ ПРИВОДОВ, ОДНОВРЕМЕННО УПРАВЛЯЮЩИХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ РУЛЕМ МАГИСТРАЛЬНОГО САМОЛЕТА
Аннотация
При совместной работе рулевых приводов на поверхности управления (руле направле-
ния, в определенных случаях на элеронах и руле высоты) магистрального самолета возника-
ют силы их взаимонагружения, приводящие к ускорению расхода ресурса узлов крепления и
снижению показателей качества регулирования. Для уменьшения этих сил применяются раз-
личные методы, в том числе специальные алгоритмы снижения взаимонагружения.
В ходе исследования проведена оценка качества работы алгоритма и определено его влияние
на статические и динамические свойства системы из двух приводов. В статье представлена
программно-математическая модель совместной работы двух электрогидравлических руле-
вых приводов (ЭГРП) на аэродинамическом руле, учитывающая нелинейности ЭГРП (ограни-
чение по ходу и скорости золотника, нелинейность коэффициента расхода жидкости, огра-
ничение скорости и максимального перемещения штоков гидроцилиндров) и жесткости ме-
ханических креплений штоков ЭГРП к поверхности управления. Разработаны тестовые ре-
жимы, воспроизводящие наиболее тяжелые режимы работы привода. Проведена оценка
влияния алгоритма на переходные процессы отклоняемой поверхности управления, на запасы
устойчивости системы двух ЭГРП и отклоняемой поверхности управления, и на количест-
венные показатели снижения силового нагружения. Показано, что алгоритм на основе
ПИД-регулятора с обратной связью по перепаду давлений в полостях гидроцилиндров значи-
тельно (до 95%) снижает силовое взаимонагружение в системе одновременно работающих
приводов. При использовании разработанного алгоритма не выявлено уменьшение запасов
устойчивости системы из двух ЭГРП. Также показано, что в режимах работы с внешней
нагрузкой следует вводить ограничение величины корректирующего сигнала алгоритма для
уменьшения просадки штоков до определенных в техническом задании значений. Результаты
работы будут использованы для уточнения методики испытаний одновременно работающих
приводов и, в дальнейшем, для внедрения алгоритма снижения взаимонагружения на магист-
ральные отечественные летательные аппараты.
Литература
popravkami 1-7), p. 25.671 [Aviation regulations. Part 25. Airworthiness standards transport
category airplanes (with amendments 1 to 7), p. 25.671]. Moscow: MAK, 2014.
2. Aleshin B.S., Bazhenov S.G., Didenko Yu.I., Shelyukhin Yu.F. Sistemy distantsionnogo
upravleniya magistral'nykh samoletov [Remote control systems of mainline aircraft]. Moscow:
Izd-vo Nauka, 2013.
3. Rukovodstvo po letnoy ekspluatatsii Airbus A320 FCOM [Airbus A320 FCOM Flight Operation
Manual].
4. Tucker B.G.S. Primary Flight Control System – Philosophy and Implementation, RAeS Conference
– Advanced Avionics on the A330/340 and the Boeing 777, November 1993.
5. Gidravlicheskie privody letatel'nykh apparatov [Hydraulic drives of aircraft], ed. by
V.I. Koreeva. Moscow: Izd-vo Mashinostroenie, 1992.
6. Chen C., Liao P. Fuzzy controller design for positioning and synchronization of electrohydraulic
system, Second IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. Harbin, China,
2007, pp. 971-976.
7. Alekseenkov A.S., Erofeev E.V., Naydenov A.V. Issledovanie silovogo vzaimonagruzheniya
raznorodnykh elektrogidravlicheskikh rulevykh privodov pri ikh sovmestnoy rabote [Investigation
of the power mutual loading of heterogeneous electrohydraulic steering drives when
they work together], Sovremennye naukoemkie tekhnologii [Modern high-tech technologies],
2019, No. 9, pp. 26-30.
8. Lijian Wang, Jean-Charles Mare. A force equalization controller for active/active redundant
actuation system involving servo-hydraulic and electro-mechanical technologies, Proc IMechE
Part G: j of Aerospace Engineering. Toulouse, 2014, Vol. 228 (10), pp. 1768-1787.
9. Waheed Ur Rehman, Wang Shaoping, Wang Xingjian, Fan Lei, Kamran Ali Shah. Motion
synchronization in a dual redundant HA/EHA system by using a hybrid integrated intelligent
control design, Chinese Journal of Aeronautics, 2016, pp. 789-798.
10. Alekseenkov A.S., Ermakov S.A., Konstantinov S.V., Kuznetsov V.E., Obolenskiy Yu.G., Red'ko
P.G. Sistemy elektrogidravlicheskikh rulevykh privodov kompleksov upravleniya potom
samoletov [Systems of electrohydraulic steering drives of aircraft engine control systems],
ed. by d-ra tekhn. nauk, prof. S.V. Konstantinova. Saint Petersburg: Izd-vo SPbGE, 2019.
11. Gus'kov Yu.P., Zagaynov G.I. Upravlenie poletom samoletov [Aircraft flight control.]. Moscow:
Izd-vo «Mashinostroenie», 1991.
12. Steffens M. RRJ Aileron Actuator. Liebherr-Aerospace, 2006.
13. Alekseenkov A.S. Uluchshenie dinamicheskikh svoystv i issledovanie rabochikh protsessov
aviatsionnogo rulevogo gidroprivoda s kombinirovannym regulirovaniem skorosti pri
uvelichenii vneshney nagruzki: diss. … kand. tekhn. nauk [Improvement of dynamic properties
and study of operational processes of an aircraft hydraulic steering drive with combined
speed control with an increase in external load: cand. of eng. sc. diss.]: 05.02.02. MAI (NIU).
Moscow, 2014, 144 p.
14. Erofeev E., Skryabin A., Steblinkin A., Khaletskiy L. Methodologies and test-rig configurations
for the experimental improvement of flight control actuation systems, Recent Advances in
Aerospace Actuation Systems and Component 2018 Conference proceedings. Toulouse,
France, 2018, pp. 109-116.
15. Roben T., Stumpf E., Grom T., Weber G. An Innovative All-Active Hybrid Actuation System
Demonstrator. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2017.
16. Raymond E.T., Chenoweth C.C. Aircraft Flight Control Actuation System Design», USA, Society
of Automotive Engineers, Inc., 1993.
17. Kuo B. Teoriya i proektirovanie tsifrovykh sistem upravleniya [Theory and design of digital
control systems]. Moscow: Izd-vo «Mashinostroenie», 1986.
18. Kim D.P. Teoriya avtomaticheskogo upravleniya [Theory of automatic control]. Moscow: Izdvo
«Fizmatlit», 2007.
19. Obolenskiy Yu.G. Upravlenie poletom manevrennykh samoletov [Flight control of maneuverable
aircraft]. Moscow: Voenizdat, 2007, pp. 150-208.
20. SAE Aerospace – AS94900 «Flight Control Systems», 2018, pp. 62-63.
