Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Приборы на самолете Оборудование Оглавление

§ 58. Автопилот АП-42.

Автопилот АП-42 работает по описанной выше схеме автопилота с обратной связью. В качестве чувствительных элементов в автопилоте АП-42 использованы гироскопические приборы: гирополукомпас (ГПК) и авиагоризонт (АГП). Чувствительная часть, автопилота пневматическая—она может работать как на вакууме, так и на давлении 90 мм рт. ст.; силовая система гидравлическая—она работает при давлении масла 10 кг/см².

Фиг. 358. Гирополукомпас для автомата курса АП-42.

   Гирополукомпас для автомата курса АП-42. В качестве чувствительного элемента стабилизации по курсу в автопилоте АП-42 используется гирополукомпас (ГПК) (см, главу девятую, § 54) с некоторыми дополнениями. На фиг. 358 изображена схема гирополукомпаса для АП-42.

Гирополукомпас для АП-42 имеет в основе своей гироскоп, обеспечивающий показания курса как для управления самолетом вручную, так и для управления при помощи автопилота.

Арретирующий механизм, действующий при помощи кнопки, обеспечивает застопоривание гироскопа и поворот его для приведения его шкалы в соответствие с показаниями магнитного компаса.

Гирополукомпас имеет две круглые шкалы (картушки), разделенные на 360°.

Нижняя шкала является шкалой гироскопа и может быть установлена на желаемое деление при помощи арретирующего механизма. Для того чтобы повернуть эту шкалу, нажимают на кнопку арретира, а затем плавно поворачивают ее в желаемую сторону.

Верхняя шкала, или шкала обратной связи, связана: 1) с коллектором, 2) через шестерни и диференциал с кнопкой разворота, служащей для разворота самолета при включенном автопилоте, и 3) через тросик обратной связи с рулем поворота самолета.

В том случае когда цифры двух шкал совпадают, сопла коллектора перекрываются поровну заслонкой, связанной с гироскопом.

Фиг. 359. Автоматическая продольная стабилизация.

а—самолет в горизонтальном полете, б—самолет отклонился от горизонтального полета, в—автомат отклонил руль высоты;

1. 2—сопла коллектора, 3—коллектор, 4—заслонка, 5—помпа, 6—пневматическое реле, 7— золотник, 8—помпа. 9, 10— выходные отверстия золотника, 11—поршень рулевой машинки, 12—руль высоты, 13-трос обратной связи.

   Автоматическая стабилизация самолета вокруг оси ZZ. Принципиальная схема работы автоматической продольной стабилизации самолета при помощи автопилота АП-42 изображена на фиг. 359.

Чувствительным элементом продольной стабилизации является авиагоризонт, который несет заслонку, перекрывающую сопла коллектора, и при помощи пневматического реле управляет рулевой машинкой аналогично схеме курсовой стабилизации. Обратная связь от руля к коллектору с соплами осуществляется при помощи троса.

На фиг. 359, а изображен самолет в горизонтальном положении. Сопла 1 и 2 коллектора 3 равномерно перекрываются заслонкой 4; в камерах пневматического реле 6 создается одинаковое давление, обеспечиваемое работой помпы 5. Мембрана пневматического реле и связанный с ней шток золотника 7 находятся в нейтральном положении. Масло, которое непрерывно подается к золотнику помпой 8. не поступает в рулевую машинку, так как при нейтральном положении штока золотника отверстия 9 и 10, питающие рулевую машинку, закрыты. Поршень рулевой машинки 11 находится в среднем положении и удерживает в нейтральном положении связанный с ним руль высоты 12.

При изменении положения продольной оси самолета на угол а (см. фиг. 359, б) коллектор 3 (не связанный с гироскопом) переместится относительно заслонки 4, связанной с гироскопом и стабилизированной в пространстве. Сопло 1 откроется, а сопло 2 будет закрыто. Динамический напор воспринимается открытым соплом и передается в соединенную с ним камеру пневматического реле 6.

Мембрана пневматического реле перемещает связанный с ней шток золотника 7 влево. Через открывшееся отверстие 9 давление масла передается на поршень рулевой машинки 11, который отклоняет связанный с ним руль высоты 12 вверх на некоторый угол 3 (см. фиг. 359, в).

В это же время связанный со штоком рулевой машинки тросик обратной связи 13 возвратит коллектор 3 в нейтральное положение. В момент совмещения коллектора с заслонкой напор в камерах пневматического реле сравняется, мембрана реле и шток золотника возвратятся в среднее положение и движение руля прекратится, так как зпускные отверстия 9 и 10 закроются. Таким образом действие обратной связи ограничивает отклонение руля и делает его пропорциональным отклонению самолета.

Если под действием какой-либо силы самолет продолжает отклоняться от горизонтального положения, то автопилот продолжает отклонять руль высоты до его крайнего положения.

При возвращенни самолета под действием руля высоты в нейтральное положение действие автопилота на руль повторяется в обратном направлении. Открывается сопло 2 (а не 1), мембрана пневматического реле, прогнузшись, перемещает шток золотника так, чтобы давление масла на поршень рулевой машинки передалось через отверстие 10.

Движение поршня под давлением масла будет уменьшать угол отклонения руля. Вместе с этим коллектор будет перемещаться к заслонке. К моменту прихода самолета в горизонтальное положение руль будет также поставлен нейтрально.

В случае необходимости изменить в полете положение самолета относительно горизонта летчик, смещая подзижный коллектор относительно заслонки при помощи специальной кнопки, может отклонить руль высоты в любом направлении. Под действием отклоненного руля самолет отклонится, а руль вновь займет нейтральное положение.

   Автоматическая стабилизация самолета вокруг оси XX. Автоматическая поперечная стабилизация самолета работает но тому же принципу, что курсовая и продольная стабилизация. В качестве чувствительного элемента используется тот же авиагоризонт, что и для продольной стабилизации. Для этого авиагоризонт снабжается вторым коллектором и системой сопел с обратной связью. Эта вторая система расположена под 90° к системе продольной стабилизации.

Ввиду полной тождественности данной схемы с описанной, выше работа поперечной стабилизации автопилота здесь не-разбирается. Подробно поперечная стабилизация самолета автопилотом описана в § 63 (автопилот АП-45).

На фиг. 360 приведено взаимное расположение отдельных агрегатов АП-42 и дана схема их соединений (вариант питания от наддува).

Фиг. 360. Полумонтажная схема автопилота АП-42:

1—автомат курса, 2—автомат продольной и поперечной стабилизации, 3—монтажный кронштейн, 4—гидроагрегат, 5—рулевые машинки, 6—манометр, 7—бачок с маслом, 8—масляный насос, 9— масляный фильтр, 10—регулятор давления. 11—манометр, 12—курсмотор, 13—кнопка летчика. 14-кнопка штурмана, 15-распределительная коробка, 16—гибкий вал.

   Пневматическая схема. Воздух для питания чувствительной части автопилота подается от нагнетателя мотора по трубопроводу а (см. фиг. 360) через регулятор давления 10, который поддерживает постоянное давление в пневматической системе (90 мм рт. ст.) независимо от числа оборотов. Давление воздуха контролируется манометром 11; воздух поступает в гироскопические агрегаты 1 и 2, где приводит в движение гироскопы; кроме того, воздух, пройдя через коллектор и сопла по трубопроводам б, поступает в пневматические реле, расположенные в гидроагрегате 4, в котором помещены пневматическое реле и масляные золотники. Воздух, поступивший в пневматическое реле, перекладывает мембраны реле и связанные с ним штоки золотников в соответствии с показаниями гироскопа. В корпусе гидроагрегата 4 имеются отверстия для вывода отработанного воздуха из реле за борт самолета.

   Гидравлическая схема. Масло из бачка 7 посредством масляной помпы 8 подается по трубопроводу в через масляный фильтр 9 в гидравлический агрегат 4, где находится редукционный клапан, поддерживающий постоянное давление в масляной системе. Затем масло подводится к трем масляным золотникам, помещенным внутри корпуса гидроагрегата. Из золотников масло по трубопроводам г поступает в рулевые машинки 5. Избыток масла сливается из редукционного клапана в корпус гидроагрегата, омывает золотники, подогревая их, и по трубопроводу д проходит обратно в масляный бачок. По этому же трубопроводу сливается отработанное масло из рулевых машинок. Капельное масло из золотников проходит в бак по трубопроводу е. Давление масла в системе измеряется манометром 6, который включен в систему до редукционного клапана.

Фиг. 361. Электрическая схема дистанционного управления автопилота АП-42:

I - кнопка штурмам, II—кнопка летчика, III— курсмотор, IV—распределительная коробка.

   Электрическая схема. В некоторых случаях может встретиться необходимость произвести разворот самолета при включенном автопилоте или установить новый курс. Это можно сделать при помощи специальной кнопки на лицевой стороне автомата курса. Кроме этого, схема автопилота АП-42 предусматривает возможность разворота самолета при помощи специального дистанционного устройства.

Это дистанционное устройство состоит из моторчика (курс-мотор) и кнопок управления, из которых одна помещается на штурвале летчика, а вторая — у штурмана. На полумонтажной схеме АП-42 (см. фиг.360) дистанционное управление изображено схематически. На фиг. 361 изображена электрическая схема дистанционного управления.

В распределительной коробке, кроме клемм, находятся сопротивления А, Б и В, отрегулированные на определенные числа оборотов курсмотора в соответствии с указанными ниже скоростями разворота самолета.

Сопротивление А включается в цепь якоря курсмотора при пользовании кнопкой штурмана последовательно с реостатом кнопки и определяет максимальную скорость разворота от кнопки штурмана.

Сопротивление Б включается в цепь якоря курсмотора при пользовании кнопкой разворота летчика и ограничивает максимальную скорость разворота. Сопротивление В включается последовательно с сопротивлением Б также при пользовании кнопкой летчика и определяет минимальную скорость разворота при первом фиксированном положении кнопки летчика.

Кнопка штурмана работает независимо от кнопки летчика; самолет может быть развернут при любом положении кнопки летчика со скоростью от 90 до 180° в минуту. Кнопка летчика дает возможность развернуть самолет с двумя скоростями разворота: 120 и 210° в минуту, т. е. обеспечивает не плавное, а ступенчатое регулирование скорости разворота. Кнопкой летчика можно развернуть самолет лишь при нулевом положении кнопки штурмана; кнопка летчика автоматически выключается из электрической цепи при повороте кнопки штурмана. Это сделано для того, чтобы исключить возможность одновременного разворота самолета штурманом и летчиком, а также исключить вмешательство летчика в работу штурмана на боевом курсе.

Освещение прибора осуществляется электрическими лампочками, получающими питание от бортовой сети самолета через штепсели, установленные на монтажном кронштейне.

   Возможные изменения в схеме автопилота АП-42. В зависимости от типа самолета в схеме автопилота АП-42 могут быть следующие изменения:

1) питание чувствительной части может осуществляться от вакуумнасоса;

2) питание силовой системы может осуществляться от общей гидравлической системы самолета;

3) агрегаты дистанционного управления могут не устанавливаться;

4) вместо блочных рулевых машинок могут быть установлены раздельные рулевые машинки;

5) может быть предусмотрена коррекция от магнитного компаса или радиополукомпаса.

Дата публикации на сайте: 2.12.2012

      Обсудить на форуме

02 12 2012

   В анонсе на главной странице написал, "прост как паровоз Ползунова". Простота автопилота в сравнении с паровозом Ползунова конечно же для красного словца. Создать надежную и точную конструкцию, основанную на пневматических системах, вряд ли возможно. Однако рассматриваю эту систему с большим любопытством.

   К недостаткам автопилота с пневматической системы видимо следует отнести:

   - Недостатки самих пневматических гироскопов, невозможность получения гироскопов с малым уходом. Так для современных гироскопов ГА-3 для ТКСП уход составляет 0,5° в час;
   - невозможность точных регулировок обратной связи пневматических систем;
   - влияние конденсата, влаги и пыли на работоспособность пневматических систем;
   - изменение параметров воздушной системы при отрицательных температурах.


©AirPages
2003-