Авиация и космонавтика 2013 12 - [15]
Разработка системы управления Су-27 началась в 1973 г. На этом этапе требовалось найти ответ на главный вопрос — каковы должны быть параметры системы управления в продольном канале? Начались консультации с аэродинамиками. Параллельно, в 8 отделе ОКБ выполнялись эксперименты с полунатурным моделированием на стенде, в результате чего постепенно определился возможный диапазон эксплуатационных режимов работы системы, потребные характеристики основных ее элементов и основные алгоритмы работы.
На следующем этапе требовалось определить общую концепцию построения системы управления. В отношении продольного канала суть проблема была ясна, а вот следует оснащать самолет дистанционным управлением во всех каналах, или, вследствие невозможности другого решения, ограничиться только продольным управлением, было неясно.
В ОКБ имелся определенный опыт создания систем дистанционного управления: отработка алгоритмов СДУ на ЛЛ«10ОЛДУ», СДУ самолета Т-4, управление интерцепторами самолета Су-24, но, все же, этого было недостаточно. Поэтому, для минимизации технических рисков, приняли решение о применении на Су-27 комбинированной системы управления с использованием СДУ в продольном управлении и МСУ в путевом и поперечном каналах. Два последних оснащались автоматическими устройствами улучшения динамических характеристик управления — демпферами крена и курса, которые вошли в состав СДУ.
При выборе законов управления в продольном канале рассматривались два варианта: астатическая (интегральная) и статическая система. Выбор был сделан в пользу статического закона, поскольку астатическая система, несмотря на свои преимущества (постоянный расход ручки на единицу перегрузки, ограничение углов атаки и перегрузки в контуре СДУ, наличие автотриммирования), обладала существенным недостатком — требовала увеличенных значений передаточных чисел по сигналам угловой скорости и перегрузки, что было чревато вероятностью возникновения автоколебаний и требовало повышенных динамических характеристик приводов.
Сложившаяся концепция давала уверенность в успешном проведении работ по оснащению самолета надежной резервированной, отказобезопасной системой дистанционного управления, работающей совместно с механической системой в путевом и поперечном каналах. Разработанную структуру системы управления самолетом утвердил Генеральный Конструктор ОКБ П.О. Сухой, и она получила положительное заключение ЦАГИ.
Дальнейшие работы по СДУ проводились совместно с головным разработчиком системы — 3-м МПЗ, и были связаны с определением конкретного облика и разработкой ТЗ на отдельные агрегаты и ТЗ на СДУ в целом. Выходные параметры конкретных устройств задавались исходя из обеспечения нормируемых характеристик системы управления. Наиболее критичным для обеспечения устойчивости и заданной степени управляемости самолета являлись характеристики быстродействия, чувствительности и динамической точности рулевых приводов в продольном канале. К примеру, требовалось обеспечить скорость перекладки стабилизатора не менее 33°/ сек.
В развернувшейся работе широко использовался опыт создания систем ручного и автоматического управления предшествующих самолетов ОКБ — Су-15, Су-24 и Т-4. Самолеты Су-15 и Су-24 оснащались традиционными гидромеханическими системами ручного управления с нерезервированными, короткоходовыми, по условиям отказобезопасности, демпферами продольного, поперечного и путевого управления. Новым решением явилось применение на самолете Су-24 гидроприводов консолей стабилизатора КАУ-120. Управление этим приводом в ручном режиме производилось как перемещением входного рычага механической проводки, так и подачей на его вход электрического сигнала от системы демпфирования. При переключении в автоматический режим, использовалось одноканальное электродистанционное управление приводом от САУ. В дальнейшем, такая структура привода стала аналогом в создании резервированного привода стабилизатора для самолета Су-27.
Но, конечно, основным фактором, который с самого начала добавлял «управленцам» уверенности в собственных силах и в правильности выбранного пути, являлся опыт создания в ОКБ электродистанционной системы управления для самолета Т-4. Вполне возможно, что не будь у них за плечами опыта разработки, отработки принципов резервирования и недолгой экспериментальной эксплуатации СДУ на Т-4, никто вообще не взялся бы за подобную работу для Су-27.
Схема канала поперечного управления
Схема канала путевого управления
Т-4
На Т-4 четырехкратно резервированная СДУ применялась во всех каналах управления, но исполнительным агрегатом системы являлся не гидропривод, непосредственно перемещающий рулевую поверхность, а резервированный рулевой агрегат, выходным звеном связанный с гидромеханическим приводом. Вот только такая схема не позволяла достичь высоких точностных и динамических характеристик управления, необходимых для маневренного самолета с широким диапазоном режимов полета, каким должен был стать Су-27. Кроме того, из-за отсутствия достаточного опыта отработки и эксплуатации электродистанционного управления, СДУ на самолете Т-4 во всех каналах резервироваласьтросовой механической проводкой, предусмотренной для включения летчиком на случай сбоев в работе или отказе в каналах СДУ. Для Су-27 такая схема была неприемлема.
