АРУ-2А — Автомат регулировки управления самолётом СССР

Статья под цифровой редакцией подготовлена: Орловым Геннадием Викторовичем (08.11.1965) — Советским выдающимся публицистом СССР — Прозаиком СССР — Историком СССР

Страна:    СССР.
Название:    АРУ-2А.
Тип:    ?
Самолёт:   Ту-104
Создан:    ?
Завод:    ?
Отрасль:    Производство авиационной техники.

Повествование

В ходе полетов выяснилось, что на дозвуковых режимах истребитель слишком чувствителен к изменению положения стабилизатора. Это было опасно; когда происходила раскачка самолета и пилот начинал управлять цельноповоротным стабилизатором, то запаздывание его действий приводило только к увеличению амплитуды колебаний. Поэтому в ОКБ приняли решение установить автомат регулировки управления (АРУ-2А). Его счетно-решающее устройство в зависимости от скорости и высоты полета регулировало отклонение стабилизатора и нагрузку на ручку управления: при одинаковых ходах ручки на низких скоростях стабилизатор отклонялся на большие углы, чем на высоких (аэродинамический шарнирный момент стабилизатора на ручку не передавался). Благодаря АРУ летчик почти не ощущал разницы в управлении истребителем при переходе с одного режима полета на другой. Максимальная эксплуатационная перегрузка при сверхзвуковых скоростях полета на высотах более 10000 м возросла в 1.7-1,8 раза (это давало возможность пилоту полностью использовать маневренные возможности самолета). Создал этот автомат А.В.Минаев, разработавший много новинок для систем управления самолетов.

Ранее отмечалось, что системы автоматизированного «управления облегчает пилотирование ЛА лётчиком путём обеспечения единообразия пилотирования / АРУ и АРЗ /,а также путём улучшения характеристик устойчивости и управляемости ЛА / демпферы и автоматы устойчивости /.

Необходимость в создании систем единообразия пилотиро­вания вызвана тем, что в зависимости от скорости V и высоты Н полёта весьма значительно изменяются диапазоны изменения аэродинамических характеристик ЛА. Самолёт как бы по-разному "слушается" рулей на различных V и Н - это объясняется наличием прямопропорциональной зависимости между эффективностью действия рулевой поверхности и скоростным напором воздуха /q/ ,обтекающего самолёт. Очевидно; что при больших значениях скоростного напора

для совершения манёвра можно рулевую поверхность отклонять на меньший угол /т.к. подъёмная сила руля тем больше, чем больше скоростной на­пор воздуха q. То есть лётчик постоянно должен "подстраиваться" под изменяющуюся эффективность рулей и для совершения одного и того же манёвра\ на разных V и Н соответственно на разные углы отклонять ручку управления самолётом, что создаёт дополнительные трудности пи- » дотированию. Единообразие пилотирования можно обеспечить двумя спо­собами:

- путём изменения передаточного числа от ручки управления к рулю в зависимости от V и Н

- путём изменения загрузки ручки управления в зависимости от V и H.

Последний способ создаёт у лётчика иллюзию наличия на ручке управления значения текущего шарнирного момента на руле. Способы применяются как в отдельности, так и вместе на одном ЛА, Однако во всех случаях система единообразия пилотирования включает лишь в продольный канал / каналы стабилизатора/ т.к в этом канале перегрузки / ny/ при маневрировании в несколько раз превышают допустимые перегрузки по продольной оси / nx / и поперечной оси / nz /. I

Пружинный загружатель, связанный с командным рычагом управления, создает сопротивление, пропорциональное отклонению командного рычага. но он не может имитировать изменений нагрузки на командный рычаг, обусловленных скоростью и высотой полета.

Применение только АРЗ или только АРП также не позволяет получить приемлемых характеристик статической управляемости для всех режимов
полета, так как по условиям безопасности полёта на случай возможных отказов им доверяют изменение характеристик в сравнительно узком диапазоне (не более чем в 2…3 раза).
Для маневренных самолётов большее применение нашли системы управления с АРУ, которые представляют собой композицию АРЗ и АРП.

Отмеченные выше особенности зависят от режима полёта, на котором происходит отказ АРУ. Режим полёта определяет режим работы АРУ. Различают работу АРУ по величине плеча

исполнительного механизма. При работе АРУ на большом плече передаточное отношение проводки управления максимально, а жёсткость загрузки ручки минимальна.
При отказах АРУ, связанных с уводом его штока в одно из крайних положений, изменяются характеристики статической управляемости, т. е. в

зависимости от характера отказа облегчается или затяжеляется управление при отклонении ручки управления от её балансировочного положения.
При отказе АРУ с уводом штока на малое плечо уменьшается диапазон углов отклонения стабилизатора. Вследствие этого может не хватить отклонения стабилизатора для балансировки самолёта на малых приборных скоростях. В этом случае снижается потолок самолёта, ухудшаются маневренные характеристики самолёта практически во всем диапазоне скоростей и высот полёта, затрудняется осуществление посадки, которая может быть выполнена только на повышенной скорости с затяжеленным управлением.
При отказе АРУ с уводом штока на большое плечо усложняется управление самолётом на больших дозвуковых скоростях и малых высотах.
При большом плече на таких режимах полёта самолёт чрезвычайно чувствителен к изменению усилий на ручке управления, и ее перемещениям. Лётчику трудно правильно дозировать отклонения ручки и стабилизатора. В этом случае создаются благоприятные условия для непроизвольной раскачки самолёта.
Учитывая опасность отказов АРУ, на самолётах нашли применение: сигнализация отказа АРУ на табло аварийных сигналов; выдача соответствующей команды речевым информатором в шлемофон лётчика; сигнализация текущего положения штоков исполнительных устройств (или крайних положений штоков); возможность управления исполнительными устройствами АРУ вручную с помощью специальных переключателей. 

Материалы

Орлов Г.В. «АРУ-2А — Автомат регулировки управления самолётом СССР» (повествование 14.12.2017).

Источник

https://ussr-cccp.moy.su/index/aviacija_sssr/0-10

https://ussr-cccp.moy.su/publ/aviacija_sssr/oborudovanie_samoljotov_sssr/oborudovanie_samoljotov_sssr/218-1-0-585