Введение

Курсовая работа на тему: «Система управления руля высоты ВС АН-148» выполняется по программе учебной дисциплины «Бортовые пилотажно-навигационные и радиотехнические системы» для специальности 25.02.03 «Техническая эксплуатация электрифицированных и пилотажно-навигационных комплексов».
В работе будет рассмотрена система управления рулем высоты самолета Ан-148, от безотказной и корректной работы данной системы зависит безопасность полета ВС, так как эта система предназначена для управления и балансировки руля высоты, установленного на фиксированном стабилизаторе. 
Так же будет рассмотрена теоретическая часть в составе: назначения, комплекта, размещения и работы данной системы, на основе теоретического материала будет создана анимационная модель, которая позволяет наглядно изучить систему управления рулем высоты на самолете Ан-148.
руль самолет штурвальный полет

1. Общие сведения 

1.1 Назначение и конструкция

Система предназначена для управления и балансировки руля высоты, установленного на фиксированном стабилизаторе. 
Система выполняет следующие функции:
- отклонение секций руля высоты в соответствии с законами управления;
- обеспечение загрузки и триммирование усилий на рычагах управления;
- обеспечение тактильной сигнализации превышения допустимого угла атаки.
В состав системы входят элементы, указанные в табл. 1. 

Таблица 1
Наименование	Тип	Количество	Место расположения	
Штурвальные колонки с механизмами тактильной
сигнализации и пружинными загружателями		2	Кабина экипажа	
Датчик положения 	ДПР-3 	2	Шп. № 6−7 (под полом)	
Датчик сельсинный 	ДС-10Б	2	Задний лонжерон стабилизатора, левая и правая консоли (нервюра № 7)	
Механизм концевых выключателей 	МКВ-48КС	1		
Щиток "ЭДСУ" 			Верхний пульт	
Автономный рулевой привод 	АРП-20Н 	2	Задний лонжерон стабилизатора, левая и правая консоли нервюры № 4	
Рулевой агрегат 	РА-100-01 	4	Задний лонжерон стабилизатора, левая и правая консоли (нервюры № 5, 6)	
Рулевая машина 	РМ-140А 1	1	Район шп. № 6 (под полом)	
Трансмиссия руля высоты: 	1 комплект			
− участки механической проводки под кабиной экипажа				

1.2 Описание и работа кинематической схемы

Для алгебраического суммирования отклонения штурвальных колонок и хода штока электромеханизма триммирования в кинематическую цепь управления РВ встроен дифференциальный механизм, в функцию которого также входит передача перемещения штурвальных колонок на тросовую проводку резервного управления. 
Дифференциальный механизм образован тягой связи со штурвальной колонкой, тягой связи с электромеханизмом триммирования, рамкой механизма и качалкой с предохранительной муфтой. 
Перемещение качалки штурвальной колонки приводит к отклонению одного плеча качалки относительно другого плеча, связанного со штоком электромеханизма, находящегося в неподвижном состоянии. Жестко связанная с качалкой рамка поворачивается в своих подшипниках. Поворот плеча рамки передается тягой, качалкой, вертикальной тягой на ведущий сектор тросовой проводки резервного управления. 
При триммировании шток электромеханизма, включаемого системой ЭДСУ-148, поворачивает связанное с ним плечо качалки относительно плеча качалки, связанного со штурвальной колонкой, что приводит к повороту рамки механизма. 
Предохранительная муфта дифференциального механизма состоит из сектора, жесткосвязанного с качалкой, ролика в пазу сектора и пружины, поджимающей ролик к телу сектора. 
При заклинивании тросовой проводки резервного управления усилием на штурвальной колонке преодолевается сопротивление пружины и ролик выходит из паза сектора. Тем самым штурвальная колонка отключается от дифференциального механизма и штурвальная колонка рассоединяется с тросовой проводкой резервного управления. Тросы управления рулем высоты, огибая ролики и проходя направляющие и гермовыводы, крепятся своими наконечниками к ведомому сектору, расположенному в стабилизаторе. Связанная с сектором жесткая проводка разветвляется на левую и правую консоли стабилизатора и подсоединяется к входным звеньям автономных рулевых приводов. Согласование направления перемещений входных звеньев приводов выполняется качалкой. Развязывающие пружины обеспечивают работоспособность одного привода при отказе другого. 

1.3 Работа системы управления РВ 

Рычагами управления по тангажу являются штурвальные колонки пилотов. Они связаны и перемещаются синхронно. Усилия на штурвальных колонках создаются загрузочными пружинами с постоянным линейным градиентом по усилию. Предусмотрена возможность ручного рассоединения штурвальных колонок рукояткой "РВ РАССОЕДИНЕНИЕ БОРТОВ. ТЯНУТЬ ВВЕРХ". 
Штурвальные колонки оборудованы механизмами тряски штурвалов (МТШ) для обеспечения тактильной сигнализации превышения допустимого угла атаки по сигналам от системы ИКВСП-148. С каждой секцией РВ связаны три исполнительных привода − два рулевых агрегата (РА) ЭДСУ-148 и один автономный рулевой привод (АРП-20Н) резервного механического контура управления (РМКУ). Выдвижение штока привода соответствует отклонению РВ на кабрирование. 
Предусмотрено два режима управления РВ: 
− основной − с работающей ЭДСУ; 
− резервный − при использовании РМКУ. 
При отказе основного режима управления переход на резервный режим осуществляется автоматически. Переход на этот режим (одновременно с другими каналами управления) можно выполнить с помощью переключателя "ЭДСУ − ОТКЛ". 
В основном режиме ЭДСУ обеспечивает:
− отклонение секций РВ пропорционально ходу штурвальных колонок;
− смещение балансировочного положения РВ от переключателей триммирования (кнопки "ПИК − КАБР" на рукоятках штурвалов) без изменения нейтрального положения штурвальных колонок; 
− демпфирование тангажа по сигналу угловой скорости тангажа от датчиков 
− ограничение угла атаки αдоп по сигналам от датчиков ,  и ; при удержании штурвальной колонки в крайнем положении или воздействии вертикальной турбулентности. Передаточное отношение в цепях управления и демпфирования меняется в зависимости от воздушной скорости и положения закрылков. 
ЭДСУ представляет собой четырехканальную систему с цифровыми вычислителями, выполненную в виде двухканальных подсистем (ЭДСУ-А, ЭДСУ-Б), размещенных в двух разнесенных контейнерах. 
Каждый вычислитель канала (УВ1 − УВ4) осуществляет управление одним рулевым агрегатом (РА-100-01), связанным с левой или правой секцией РВ, посредством устройства управления приводом руля высоты (УУП РВ). 
Устройство триммирования и балансировки (УТБ-2) обеспечивает согласование положений штоков приводов РА-100-01 системы ЭДСУ и приводов АРП-20Н РМКУ. 
В режиме основного управления на каждой секции работает только один РА-100-01 (в этот момент − "активный"). Связанные с этой секцией другой РА-100-01 ("отключенный") и АРП-20Н являются резервными и работают в режиме демпфирования (полости гидроцилиндра закольцованы через дроссель), но отклонение секции приводит к перемещению их штоков. 
При нарушении нормальной работы "активного" РА-100-01, тот приводится в режим демпфирования, а ранее "отключенный" РА-100-01 переводится в режим управления и становится "активным". 
При включенной ЭДСУ сигналы от переключателей триммирования поступают в вычислители УВ1 − УВ4 и устройство УТБ-2 выдает сигнал на электромеханизм триммирования РМ-140А, который отслеживает сигнал положения РВ при нейтральном положении штурвалов. Перемещение штока
РМ-140А через дифференциальную качалку суммируется с отклонением штурвальных колонок и по тросовой проводке воздействует на входные звенья приводов АРП-20Н для обеспечения возможности безударного перехода на резервный режим управления. ВСК ЭДСУ-148 осуществляет контроль исправности "активного" РА-100-01 и переключения на резервный ("отключенный") РА-100-01 при обнаружении отказа. 
В резервном режиме управления РВ РМКУ обеспечивает:
− отклонение секций РВ пропорционально ходу штурвальных колонок;
− смещение балансировочного положения РВ от переключателей триммирования (без изменения нейтрального положения штурвальных колонок). 
Передаточное отношение в цепях управления в резервном режиме имеет постоянное значение (КШ = 0,4). 
После отказа 4-го канала ЭДСУ-148 сигнал устройства УТБ-2 включает приводы АРП-20Н. Тем самым автоматически выполняется безударный переход на управление РВ с помощью контура РМКУ. 
Отклонение штурвальной колонки через механическую проводку перемещает входные звенья приводов АРП-20Н, которые отклоняют секции РВ.
Электрические сигналы от переключателя триммирования любой штурвальной колонки непосредственно управляют электромеханизмом РМ-140А, перемещение штока которого, суммируясь с отклонением штурвальной колонки на дифференциальной качалке, воздействует на входные звенья АРП-20Н. 
В кабине экипажа установлен переключатель отключения ЭДСУ, а также лампы-кнопки ОПРα, МТШ и АРП. 
Во взаимодействующие системы сигналы о положении каждой секции РВ выдаются:
− с встроенного датчика положения каждого РА-100-01. Датчик связан со штоком привода, который перемещается вместе с секцией РВ, независимо от того, активен ли РА-100-01 или отключен;
− с датчика положения ДС-10, непосредственно связанного с секцией РВ. 

2. Назначение и работа штурвальных колонок

В кабине пилотов установлены две штурвальные колонки со штурвалами для управления рулем высоты, элеронами и многофункциональными интерцепторами. Штурвальная колонка состоит из штурвала и вертикальной стойки, которая соединена на заклепках и клее с качалкой. К качалке присоединен балансир. Отклонение штурвальной колонки выполняется вокруг оси Х в отверстиях ушек фланца. Штурвальная колонка шарнирно соединена фланцами с кронштейном, который закреплен на стенке между шпангоутами, ниже теоретической линии пола. Качалка связана с жесткой проводкой управления рулем высоты и пружинной тягой. 
Штурвал состоит из полого каркаса и крышки с эмблемой, которая крепится болтом. На левой рукоятке левого штурвала и правой рукоятке правого штурвала установлены: кнопка "ОТКЛ АП", кнопка "ВЗЛЕТ 2 КРУГ", кнопка "ПИК − КАБР", а на тыльной стороне – кнопка "РАДИО − СПУ". Штурвал крепится к вилке четырьмя винтами. 
Вилка установлена в стойке на подшипниках. Вилка соединена карданными шарнирами с серьгой, которая соединена карданом с валом. Вилка, серьга, вал и вал образуют карданный вал штурвальной колонки. Вдоль внешней фронтальной поверхности стойки штурвальной колонки выполнен паз, в котором проложен электрожгут, паз закрыт накладкой. Поворот штурвала в ту или иную сторону передается через карданный вал и качалку на жесткую проводку управления элеронами и многофункциональными интерцепторами. Ось нижней вилки карданного вала совпадает с осью вращения качалки. Шип наконечника карданного вала установлен в подшипнике пластины, которая удерживает вал в вертикальной плоскости. Для сигнализации превышения допустимого угла атаки на штурвальной колонке ниже теоретической линии пола, на качалке, установлен механизм тряски штурвала. 

Заключение

В заключении работы можно отметить, что данная тема является актуальной, так как система управления РВ напрямую связана с обеспечением безопасности полета на режимах взлет и посадка. 
На основе теоретического материала создана анимационная модель, в которой рассмотрена работа системы управления РВ самолета Ан-148. Для обеспечения лучшего восприятия теоретического материала с хорошей наглядностью применяется флеш-анимация, показывающая размещение и комплект блоков системы, органы управления и индикации, работа в различных режимах.

Литература

1. Руководство по технической эксплуатации ВС Ан-148. Книга 27 «Система управления рулями» ГП АНТК им. О.К. Антонова. 2006 год.
2. Конспект по дисциплине «Электрооборудование воздушных судов».
Размещено на Allbest.ru