Вертолеты появились позже самолетов. и поэтому на них автоматизация управления происходила с учетом самолетного опыта. Выяснилось, что вертолет прежде всего нуждается в увеличении демпфирования но тангажу,++ по крену, а также и по рысканию. Первыми практически использовавшимися автоматическими системами для вертолетов (если не считать первых неудачных автопилотов с параллельными РМ) явились демпферы тангажа, крена и рыскания с параллельными РМ. Следующим шагом было создание вертолетных автопилотов с последовательными РМ, которые давали не только увеличение демпфирования вертолета по трем осям, но и стабилизацию заданных углов тангажа, крена и курса. В частности, таким явился первый серийный автопилот АП-34Б для вертолета Ми- 8.
Такой автопилот с одними только последовательными РМ имеет недостаток: пилот должен вмешиваться в управление при уходе РМ на упор и постоянно заботиться о центрировании РМ. При дальнейшем развитии вертолетных автопилотов вместе с последовательными РМ стали применяться и параллельные в виде триммерных электромеханизмов. Они перемещают рычаги управления, освобожденные нилотом, в пределах полного хода, но через загрузочную пружину и с малой скоростью (полный ход управления за 15…20 с). Это даст возможность нилоту вмешиваться в управление без каких-либо предварительных действий при необходимости изменения траектории полета, а также для парирования отказа автопилота или параллельной РМ. Последовательные РМ стали выполняться дублированными для повышения надежности и безопасности при отказе.
Параллельно развивались системы управления самолетов. На истребителях с широким диапазоном скоростей и высот полета появились демпферы не только но рысканию, но и по тангажу и крену. Возникла необходимость улучшить управляемость самолета на различных режимах полета. Поэтому демпферы стали «обрастать» дополнительными функциями: в них стали использоваться сигналы перегрузки, угла атаки и др. Эти системы стали называться «автоматами устойчивости» или «системами улучшения устойчивости» (СУУ). При применении на самолетах гидроусилителей стало необходимо создавать искусственные усилия на рычагах управления, зависящие от скорости полета, перегрузки и др. Для этого применяются специальные РМ. создающие усилия на рычагах управления.
Кроме СУУ на самолетах всегда имеются автопилоты с параллельными РМ, служащие для стабилизации режима полета, наведения при стрельбе или при заходе на посадку и т.п.
Таким образом, к настоящему времени системы управления самолетов и вертолетов перестали быть простыми механическими устройствами и превратились в сложные комплексы механических, гидравлических и электрических систем, обеспечивающих кроме ручного управления ЛA еще и выполнение функций улучшения устойчивости и управляемости, стабилизации режима полета и управления траекторным движением ЛА.
Система управления современного вертолета кроме механической проводки включает в себя гидроусилители, гидросистемы, последовательные и параллельные РМ автопилота. Еще более сложна система управления самолета, в которой, кроме того, имеются устройства для искусственного создания усилий на рычагах управления. В ряде случаев на самолете имеются также такие специфические устройства управления как система предотвращения флаттера и т.п.
Системы дистанционного управления (СДУ) для самолетов
Крайняя и все возрастающая сложность систем управления самолетов уже приводила конструкторов к мысли об их замене единой системой, в которой сложные связи между рычагами управления, датчиками и между управляющими поверхностями формировались бы электрическим путем, а исполнительными устройствами были бы электрогидравлические агрегаты управления. Уже в конце 1960-х гг. в ряде стран появились экспериментальные самолеты с такой полностью электрической системой дистанционного управления (СДУ).
Видимо, наиболее существенным фактором, ускорившим развитие СДУ, явились идеи о снижении статической устойчивости самолета. Реализация этой идеи давала существенные выгоды: уменьшались размеры стабилизатора, он становился несущим (т.е. создавал не отрицательную, как на устойчивых самолетах, а положительную подъемную силу); полетный вес самолета уменьшался приблизительно на 10%. Однако пилотировать статически неустойчивый самолет вручную. без СУУ в продольном направлении (с введением искусственного демпфирования и устойчивости по перегрузке) практически невозможно. Таким образом, СУУ должна была быть практически безотказной (с вероятностью отказа не выше, чем для обычных механических систем управления: 10>-7 10>-8 за один час полета.). Это при существующем уровне техники можно обеспечить лишь при четырехкратном резервировании каналов управления.
В этой связи оказалось проще и надежнее придать СУУ и более простые функции обычного ручного управления. исключив механическую проводку управления полностью.
Первыми серийными самолетами с СДУ стали истребители Су-27 в Советском Союзе и F-16 в США. На них используется 4-кратно резервированная аналоговая СДУ (на Су-27 – в канале тангажа, на F-16 в каналах тангажа, крена и рыскания).
