ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИЗ СТРУКТУРНОГО ПОСТРОЕНИЯ ГИДРОСИСТЕМ ТЯЖЕЛЫХ САМОЛЕТОВ 9
2 АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ГИДРОСИСТЕМ САМОЛЕТОВ 12
2.1 Адаптация и форсировка 16
2.2 Совершенствование элементной базы гидросистем 27
3 ВОЗМОЖНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ГИДРОСИСТЕМ
ПЕРСПЕКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ 36
4 ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ГИДРОСИСТЕМ 39
4.1 Выбор рациональной избыточности при резервировании приводов 48
4.2 Использование форсированного давления для компенсации отказов 49
4.3 Варианты схемного построения блоков питания с регулированием уровня давления 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Актуальность темы. Надежность и качество бортового оборудования, систем управления и механизации воздушных судов, их безопасность в значительной степени определяются успешной работой гидросистем. В связи с этим в качестве базового объекта исследования, методологически обусловливающего подходы к проектированию и разработке авиатехники в целом, выбраны гидросистемы, являющиеся неотъемлемой составляющей летательных аппаратов, на которые замыкаются все внешние и внутренние воздействия на борт, определяемые условиями его эксплуатации, в том числе и экстремальными.
Создание адаптивной гидросистемы подразумевает учет возможности форсирования ее параметров в процессе проектирования, что позволит полностью или частично отказаться от избыточности резервированных элементов. Кратковременное повышение давления в гидросистемах может быть использовано и для перевода особых ситуаций из более тяжелых в менее тяжелые. С другой стороны, в случае безотказной работы системы на режиме, не требующем номинальной мощности, имеется возможность разгрузить систему. Ввиду того что такие режимы могут быть продолжительными, за счет разгрузки можно существенно повысить ресурс агрегатов данной системы или компенсировать последствия ее работы на форсированном режиме.
Ключевым звеном в структуре гидросистем, обеспечивающим управление летательным аппаратом, является подсистема блока питания: нарушения в ее работе, отказы могут приводить к нарушению или потере управления, созданию аварийной или катастрофической ситуации на борту воздушного судна. Особое внимание уделено вопросам регулирования давления, поскольку реализация идеи адаптации системы к меняющимся условиям ее работы за счет внутренних параметров обеспечивается перестроением характеристик насосов блока питания.
Цель работы - оптимизация гидравлических систем с целью сохранения летной годности и эксплуатационной технологичности самолета.
Задачи работы:
проанализировать построения гидросистем тяжелых самолетов;
проанализировать тенденцию развития гидросистем самолетов;
определить возможные структурные схемы гидросистем перспективных самолетов;
определить возможную оптимизацию структуры гидросистем самолетов.
Объект работы - гидравлические системы самолета.
Результаты работы рекомендуется использовать при проектировании гидравлических систем управления самолетом.
В результате проведенной работы определены направления для выбора наиболее рациональной структуры бортовых многоконтурных гидравлических систем летательных аппаратов на стадиях формирования их концепции, авиапроекта и эскизного проектирования, с оценкой их внешних параметров, как вероятности невозникновения особых ситуаций, массы и др.
В ходе анализа выявлено, что в систему, не требуется вводить избыточность по мощности, поскольку требования к вероятностям невозникновения особых ситуаций обеспечиваются и без того. Однако пока Нормы требуют обеспечения одного отказа без последствий для системы управления (а она обслуживается гидравликой), это требование может быть обеспечено форсированием давления. Необходимо только отметить, что в случае использования форсированного давления для компенсации отказов полностью реализовать указанный процент выигрыша невозможно.
Во-первых, определенную массу должны будут иметь устройства, обеспечивающие форсированные режимы работы системы, Во-вторых, определенная доля массы должна быть вложена в конструкцию для компенсации последствий работы системы на форсированном давлении (для сохранения ресурса).
Из расчета характеристик гидросистемы руля самолета можно сделать вывод о том, что предельный выигрыш в массе системы с форсированными режимами работы может составить:
• для системы с двухкамерными бустерами (наиболее распространенный вариант структурной схемы для канала руля высоты) — около 50% при форсировании давления в два раза в оставшейся работоспособной гидросистеме;
• для системы с трехкамерными бустерами — около 30% при форсировании давления в 1,5 раза в двух оставшихся работоспособными гидросистемах;
• для систем с четырехкамерными бустерами — около 20% при форсировании давления в 1,3(3) раза в трех оставшихся работоспособными гидросистемах.
Форсирование давления в гидросистемах может быть использовано и для перевода особых ситуаций из более тяжелых в менее тяжелые.
Таким образом, цель работы достигнута, задачи - решены.
Результаты работы рекомендуется использовать при разработке проектировании гидравлических систем самолетов.
