Модернизация системы управления самолетов семейства Ту-204

В настоящее время система управления рулями (СУР) самолета Ту-204 состоит из сочетания электрического и механического контуров управления, ее можно рассматривать, как переходную на этапе эволюции от традиционно механической системы к полностью электрической. За годы эксплуатации самолетов Ту-204 не зафиксировано случаев перехода на аварийный механический контур, что свидетельствует о высокой надежности применяемого отечественного электрооборудования.

СУР-204 проектировалась более 20 лет назад, за это время наука и электроника продвинулись далеко вперед в вопросах надежности и компактности, появились новые ПКИ. В системах управления механизацией крыла Ту-204 применяются только электрические сигналы от летчика до привода, и нет никакого сомнения в правильности выбранного решения. Система управления элеронами также имеет только электрическое управление, и за годы эксплуатации не было случаев ее полного отказа.

Кроме того, весьма остро в авиации стоит вопрос снижения массы, Ту-204/214 не исключение. В связи с этим непрерывно ведется работа, направленная на оптимизацию конструкции. На основании изложенного предпринята попытка оценить возможность исключения аварийного механического контура из СУР и повышения технического совершенства системы управления самолетом.

Предлагается:

. объединить автоматическую систему штурвального управления (АСШУ) и систему дистанционного управления (СДУ) в единый комплекс. Принципиальная схема представлена на рис. 1;

. установить вместо датчиков ДПС-6 более компактные датчики ДПР-3;

. заменить цифровые блоки вычислителей устойчивости и управляемости БВУУ-1-3М и БВУУ-1-5М на блоки нового поколения разра- Баичев Алексей Львович, инженер-конструктор.

ботки МИЭА. Новые БВУУ имеют повышенную надежность, за счет установки в вычислителях трех процессоров, производства разных фирм. Также в них встроены аккумуляторы, обеспечивающие беспрерывную работу при полном отказе электрического питания;

. установить вместо гидравлических приводов РП-95 (РП-95А) электрогидравлические рулевые приводы (ЭГРП). ЭГРП - конструктивно представляет из себя гидравлический рулевой привод с индивидуальным электронным блоком управления и контроля. Применение ЭГРП позволяет повысить надежность системы за счет исключения лишних звеньев на пути управляющего сигнала от вычислителя до привода, а также существенно снизить массу пустого самолета, так как отпадает необходимость в исполь-

Рис. 1. Принципиальная схема развития СУР самолета Ту-204 на примере одного канала управления зовании механической проводки в каналах системы управления.

Рассмотрим представленные решения на примере СУ интерцепторами и воздушными тормозами. На каждой консоли крыла Ту-204 расположено по пять секций интерцепторов и по две секции воздушных тормозов. Секции интерцепторов соединены механически с помощью сцепок: первая со второй; третья с четвертой и пятой.

В настоящее время в состав системы управления интерцепторами и воздушными тормозами входят (рис. 2):

. штурвалы левого и правого пилотов с устройствами загрузки;

. четыре (по две на каждой консоли крыла) электродистанционных системы управления СДУ-6 интерцепторов;

. рулевые приводы РП-95 (РП-95А) интерцепторов (по шесть на каждой консоли) и воздушных тормозов (по три на каждой консоли крыла);

. рукоятка управления интерцепторами (РУИ) с датчиком ДПР-45;

штурвалы между собой, с пружинными загружа-телями и аварийными приводами – РП-97, на крыле - рулевые агрегаты РА-86 с РП-95 интерцепторов, проводку управления интерцепторами с РП-95 воздушных тормозов и АО-2.

При нормальной работе сигналы перемещения штурвалов с датчиков ДПС-6 из состава АСШУ поступают в блоки БВУУ-1-5М бокового канала. Сигналы АСШУ поступают в 4 электронных блока БУК-17 из состава СДУ-6 интерцепторов и отрабатываются рулевыми агрегатами РА-86 через механическую проводку на входы двенадцати одноканальных рулевых приводов РП-95.

При отказе АСШУ сигналы перемещения штурвалов с датчика ДПР-45 поступают в блоки БУК-17 из состава СДУ-6 интерцепторов и отрабатываются рулевыми агрегатами.

При отказе двух каналов СДУ-6 интерцепторов на одной консоли крыла автоматически отключаются два канала СДУ-6 на другой консоли, и подключается гидропитание РП-97, обеспечива- ющего передачу механического сигнала отклонения штурвалов через аварийный механический

. четыре агрегата отключения воздушных тормозов АО-2;

. механическая проводка, соединяющая:

контур к рулевым приводам интерцепторов.

При отклонении РУИ сигналы с датчика перемещения ДПР-45 поступают в блоки БУК-17

Рис. 2. Существующая система управления интерцепторами и воздушными тормозами:

СО – сигнализация отказов; И – управляющие сигналы;

ВКЛ – разовые команды исправности сопровождающие упр. сигналы

Рис. 3. Модернизированная система управления интерцепторами и воздушными тормозами: СО – сигнализация отказов; И – управляющие сигналы;

ВКЛ – разовые команды исправности сопровождающие упр. сигналы

СДУ-6 интерцепторов и отрабатываются всеми четырьмя РА-86 на входные звенья РП-95.

После модернизации в состав системы управления интерцепторами и воздушными тормозами войдут (рис. 3):

• .    штурвалы левого и правого пилотов с устройствами загрузки;

• .    РУИ с датчиком ДПР-3;

• .    ЭГРП интерцепторов (по пять приводов на каждой консоли крыла);

• .    ЭГРП воздушных тормозов (по два привода на каждой консоли крыла).

Взаимной механической связи посты управления левого и правого пилотов не имеют. Подобный вариант используется на самолетах семейства A320, где рукоятки управления по тангажу и крену, не имеют взаимной механической связи, а приоритет управления обеспечивается переключателем на ручке управления.

При нормальной работе сигналы перемещения штурвалов с датчиков ДПР-3 поступают в блоки БВУУ нового поколения. Сигналы АСШУ поступают напрямую в блоки управления ЭГРП интерцепторов и воздушных тормозов.

При отказе основного контура АСШУ сигналы перемещения штурвалов с датчиков ДПР-3 поступают в блоки управления ЭГРП.

Каждая секция интерцепторов работает индивидуально, без механической сцепки с соседними секциями. ЭГРП на разных консолях крыла попарно имеют связь друг с другом.

При отказе ЭГРП секции интерцепторов на одной консоли - автоматически отключается соответствующий привод на другой консоли.

При отклонении РУИ, сигналы с датчика перемещения поступают в блоки управления ЭГРП интерцепторов и отрабатываются приводами.

Подобный подход позволяет сохранить полноценное управление отдельными секциями, при отказе одной из гидросистем. Повышается техническое совершенство системы, формируются дополнительные возможности по индивидуальной регулировке каждой секции в отдельности, что необходимо для повышения аэродинамического качества крыла. Дополнительно можно рассмотреть использование не всех секций интерцепторов для выполнения торможения или маневрировании, а только части из них, в зависимости от условий полета.

По предварительным подсчетам применение данных решений позволит снизить массу пустого самолета на 60 кг. Модернизация всей СУР-204, позволит облегчить самолет примерно на 300 кг.

Таблица 1. Данные по массам

	Масса существующей системы, кг	Масса снимаемой проводки, кг
СУР в фюзеляже (Системы управления по крену, по курсу, по тангажу)	305	98
СУ элеронами, интерцепторами и ВТ;	295	60
СУ управления РВ в стабилизаторе	97	38
СУ управления РН в киле	153	103
Итого:	850	299

Согласно схемам, представленным выше, снижение массы, в основном, достигается за счет отказа от механической проводки управления, уменьшения количества гидравлических и элек-трогидравлических агрегатов и применения современной электронной элементной базы. Дан- ные по массам приведены в табл. 1.

Для более глубокой проработки вопросов, связанных с усовершенствованием СУР, необходима совместная работа специалистов по аэродинамике, прочности, оборудованию и вычислительной технике

MODERNIZATION OF THE FLIGHT CONTROLS SYSTEM TU-204