Ту-154Б АБСУ
Материал из FlightGear
<< ПНК | Ту-154Б | Навигационные системы >>
Содержание |
АБСУ
Автоматизированная бортовая система управления, АБСУ - это автопилот самолета Ту-154. Это довольно сложный комплекс, оказывающий важное влияние на параметры движения самолета. Требуемые характеристики устойчивости и управляемости невозможно получить только средствами аэродинамической компоновки, без помощи системы автоматического управления.
АБСУ получает информацию об пространственном положении самолета от различных гироскопических датчиков, датчиков ускорения, радиосредств и навигационных систем. Не все эти источники смоделированы детально, но по возможности сохранен принцип действия и основные особенности системы в целом.
АБСУ управляет самолетом по курсу, крену и тангажу, в штурвальном, полуавтоматическом или автоматическом режиме. Рассмотрим подробнее исполнительный механизм АБСУ.
Самолет Ту-154 имеет необратимую гидравлическую систему управления. Управляющее усилие от штурвальной колонки и педалей передается с помощью системы тяг к входной качалке гидроусилителя (бустера), а уже выходной шток бустера приводит в движение рулевую поверхность. Для создания усилия на колонке, применяются пружинные загружатели.
Выходные сигналы системы АБСУ подаются на электрически управляемые гидравлические агрегаты РА-56, которые включены через дифференциальные качалки в основную проводку управления. Таким образом, автопилот постоянно подключен параллельно штурвалу и педалям. В автоматическом режиме управления, автопилот воздействует на тяги через исполнительные агрегаты, усилия на штурвал при этом не передаются из-за трения в проводке и усилия пружинных загружателей. В штурвальном режиме, АБСУ воздействует на тяги параллельно с пилотом, обеспечивая в этом случае оптимальный закон управления.
Агрегаты РА-56 имеют тройное резервирование и защиту от заклинения, каждый агрегат питается от трех гидросистем.
АБСУ структурно разделена на продольный канал (тангажа), и боковой канал (крена и курса). Каждый канал може работать полностью независимо от другого. Возможна штурвальное управление в одном канале, и автоматическое - в другом.
АБСУ работает в следующих режимах:
- Штурвальное управление. В этом режиме автопилот формирует требуемый закон управления, "помогая" пилоту.
- Режим стабилизации боковой, продольной. Автопилот удерживает заданный курс и крен, возможно управление ручками "тангаж" и "разворот".
- Режим удержания высоты, приборной скорости или числа М изменением тангажа.
- Режим стабилизации заданного курса (режим ЗК)
- Режим полета по сигналам маяка VOR (режим АЗ-I, АЗ-II)
- Режим полета по сигналам навигационной системы НВУ (режим НВУ)
- Режим автоматического захода на посадку по сигналу ILS (режим Заход)
- Режим автоматического полета по глиссаде по сигналу ILS (режим Глисс)
- Режим автоматического ухода на второй круг (режим Уход)
Режимы автоматического захода на посадку ("Заход", "Глисс") позволяют выполнять автоматический полет по глиссаде, по сигналам ILS, до высоты принятия решения (обычно 60 м). Дальнейшее снижение и посадку необходимо выполнять в штурвальном режиме.
В режимах автоматического захода можно использовать автомат удержания скорости изменением режима двигателей (автотяга). Автомат тяги запрещается использовать в других режимах полета, например в режиме штурвального захода или полета на эшелоне.
Продольный канал и МЭТ
Продольный канал АБСУ, в автоматическом режиме, стабилизирует угол тангажа, а также обеспечивает заданую траекторию движения самолета в вертикальной плоскости по датчикам приборной скорости, числа М и барометрической высоты и в режиме автоматического захода - по сигналам глиссадного маяка ILS.
Кроме автоматического режима, продольный канал АБСУ вносит свой вклад в пилотирование самолета в штурвальном режиме. Во всех режимах, продольный канал АБСУ демпфирует самолет по тангажу, обеспечивая необходимые характеристики устойчивости.
Давайте рассмотрим более подробно работу продольного канала АБСУ в штурвальном режиме. Для комфортного пилотирования, самолет должен откликаться на движение штурвальной колонки примерно одинаково, в максимально возможных диапазонах скоростей и центровок. Автопилот, воздействуя на тяги управления, подстраивает эффективность продольного управления и таким образом облегчает пилотирование. Но откуда автопилот получает информацию о ведичине требуемой коррекции? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, как триммируется самолет.
Ту-154 не имеет отдельных отклоняемых поверхностей для триммирования. Вместо этого, применяется механизм триммерного эффекта, МЭТ. МЭТ управляется электрическими сигналами и отклоняет штурвальную колонку от центрального положения, таким образом снимая усилия с колонки. Штурвальная колонка оборудована датчиками положения МЭТ, с этих датчиков в автопилот поступает информация о текущем балансировочном положении колонки.
Именно информация о балансировочном положении МЭТ тангажа и является источником данных о требуемой величине коррекции для штурвального режима. Работает это так. Пилот триммирует самолет по тангажу, а АБСУ, в зависимости от балансировочного положения штурвальной колонки, вычисляет требуемый уровень коррекции. Характеристики системы подобраны так, что в широком диапазоне эксплуатационных скоростей и центровок, сохраняется примерно постоянная перегрузка на единицу хода штурвальной колонки.
Правильная работа системы улучшения управляемости продольного канала возможна только в том случае, если самолет стриммирован.
В автоматических режимах продольного канала АБСУ, механизм триммерного эффекта отключается от кнопок на штурвале, и подключается к выходу автопилота через специальный усилитель с пороговой характеристикой. Это позволяет обеспечить непрерывное триммирование самолета в автоматическом режиме и работу системы улучшения управляемости. Когда продольный канал автопилота переключается из автоматического режима в режим штурвального управления, самолет остается стриммирован.
Продольный канал АБСУ включается тумблером 367 на центральной консоли, а система улучшения управляемости - тумблером 550 на панели бортинженера. Режим автоматической стабилизации включается нажатием на кнопку-лампу "СТАБ" (363), при этом лампа загорается, и на панели режимов загорается табло "СТАБ ПРОД" (139). На индикаторе режимов продольного канала АБСУ (358) появляется надпись "СТАБ". АБСУ начинает стабилизировать тот угол тангажа, который был в момент включения режима. Тангаж можно менять с помощью ручного задатчика - колеса 364.
Когда продольный канал АБСУ работает в режиме стабилизации (горит кнопка-лампа (363), надпись "СТАБ" на индикаторе 358), нажатием кнопки-лампы 359, 360, 361 можно выбрать режим автоматической стабилизации числа М, приборной скорости и барометрической высоты соответственно. На панели режимов гаснет "СТАБ ПРОД" и загорается "M"(142), "V"(141), "H"(140). Автоматические режимы переключаются обратно в режим стабилизации тангажа поворотом задатчика 364. Выключение стабилизации продольного канала производится тумблером 367, при этом звучит кратковременный сигнал, на индикаторе 358 появляется символ штурвала и если не был задействован режим стабилизации бокового канала - гаснет лампа 363.
Боковой канал
Канал крена и канал курса образуют боковой канал АБСУ. Основное управление производится в канале крена, канал курса обеспечивает демпфирование рысканья (во всех режимах работы АБСУ) и устранение скольжения при выполнении координированного разворота в автоматических режимах работы бокового канала. Выходной агрегат канала крена включен в проводку управления элеронами, канала курса - в проводку руля направления.
И канал крена, и канал курса триммируются с помощью МЭТ, однако в отличие от продольного канала, система улучшения управляемости тут отсутствует. МЭТ крена и курса просто изменяют нейтральное положение штурвала\педалей.
Боковой канал АБСУ стабилизирует крен, позволяет выполнять координированный разворот от задатчика, удерживает заданный курс от ТКС, ведет самолет по сигналам навигационного вычислителя или по сигналам вычислителя посадки.
Боковой канал включается тумблером "КРЕН" (365), и нажатием кнопки-лампы "СТАБ" (363). На панели режимов загорается табло "СТАБ БОКОВ" (131), а на приставке ПН-5 - кнопка-лампа "СБРОС ПРОГР" (347).На индикаторе режимов бокового канала АБСУ (356) появляется надпись "СТАБ". АБСУ начнет стабилизировать крен, причем если в момент включения режима крен был ненулевым, автопилот устранит крен.
В этом режиме можно управлять самолетом ручкой "разворот" (362), при этом разворот будет координированным, т.е. канал курса будет управлять рулем направления, устраняя боковое скольжение.
После включения режима стабилизации крена можно включить режим удержания заданного курса нажатием кнопки-лампы "ЗК" (345). Курс вводится левой кремальерой ПНП (102-B) капитана либо второго пилота, в зависимости от положения переключателя 322.На панели режимов загорается табло 130.
В режиме стабилизации крена можно также выбрать один из режимов навигационного вычислителя: АЗ-I (кнопка-лампа 349),АЗ-II (кнопка-лампа 350),НВУ (кнопка-лампа 348). Первые два - это полет по сигналам маяка VOR, последний - полет по НВУ. Чтобы включились эти режимы, нужно включить навигационный вычислитель тумблером "ПОДГОТОВКА НАВИГАЦИИ" (351) и выполнить настройку соответствующих комплектов Курс-МП или подготовить к работе НВУ. При выборе навигационных режимов, на панели режимов загорается табло 132 или 133.
Для правильного управления АБСУ в режиме полета по маякам VOR, необходимо прочитать соответствующий раздел РЛЭ.
Выключить любой автоматический режим бокового канала можно нажатием кнопки-лампы "СБРОС ПРОГР" (347). Боковой канал АБСУ перейдет в режим "СТАБ БОКОВ", кнопки-лампы погаснут, на панели режимов загорится табло 131. Для перехода в штурвальное управление в боковом канале нужно выключить тумблер "КРЕН" (365), на табло 356 появится символ штурвального управления, и если не включен канал тангажа, то погаснет кнопка-лампа "СТАБ". Отключение бокового канала сопровождается кратким звуковым сигналом.
Вычислитель посадки и автоматический заход на посадку
Важной частью АБСУ являются системы, обеспечивающие движение самолета по заданной траектории - навигационный вычислитель и вычислитель посадки и ухода. Несмотря на современное название, никаких компьютеров на реальном самолете, конечно, нет. Все вычисления выполняются аналоговым способом. Отметим, что одновременно может работать либо навигационный вычислитель, либо вычислитель посадки, поэтому в каждый момент времени включенным может быть либо тумблер 351, либо 352, но не оба вместе. Навигационный вычислитель обеспечивает режимы АЗ-I, АЗ-II, НВУ, а вычислитель посадки - автоматический заход на посадку до ВПР, режимы ЗАХОД и ГЛИСС.
Давайте рассмотрим, как работает АБСУ при выполнении захода на посадку в автоматическом режиме. Для обеспечения посадки в этом режиме, работают следующие системы ПНК:
- Навигационный приемник Курс-МП, первый комплект. Приемник должен быть настроен на требуемую частоту ILS (445).
- Точная курсовая система ТКС должна быть правильно выставлена, и на ПНП командира, правой кремальерой ЗПУ ("Шпага") должен быть установлен правильный курс посадки(102-D)
- На ПН-5 должен быть включен вычислитель посадки тумблером 352.
- АБСУ должна находиться в режиме стабилизации крена (вкл. тумблер 365, горит "СТАБ" (363) )
Тумблером 354 можно включить директорные стрелки на ПКП. При автоматическом заходе они в основном служат целям контроля, а вот в директорном по ним можно выполнять пилотирование. Чтобы подготовить директорный заход, нужно выполнить те же операции с АБСУ, что и для автоматического захода, но режим стабилизации не включать (тумблеры 365, 367 должны быть выключены). При этом будет работать система траекторного управления, в этом случае - на директорные стрелки ПКП.
Самолет может быть выведен на посадочный курс либо в штурвальном режиме, либо с помощью задатчика крена, или из режима "ЗК", или любого навигационного режима. Режим автоматического захода можно включить кнопкой-лампой "ЗАХОД" (353, загорится табло 129) либо уже после вывода самолета на курс, либо во время полета к четвертому развороту. В этом случае, АБСУ выполнит четвертый разворот в автоматическом режиме по следующему алгоритму:
- Если самолет еще не вошел в луч ILS, АБСУ развернет машину в сторону посадочного курса, и начнет сближение с линией заданного пути под углом около 30 градусов. В этот момент АБСУ будет управлять самолетом по сигналам ТКС, нужный угол отсчитывать от стрелки ЗПУ на ПНП.
- Когда самолет войдет в луч ILS, АБСУ начнет выводить самолет на ЛЗП, заданную лучом. По мере входа самолета в равносигнальную зону ILS, автопилот перейдет на управление от сигналов ILS, а сигнал компаса будет выключен из управления.
- Если самолет в момент нажатия кнопки-лампы "ЗАХОД"(353) уже пересек ЛЗП, АБСУ будет производить вывод самолета на посадочный курс двумя координированными разворотами.
Во время захода, продольный канал может находится в штурвальном режиме, либо в режиме стабилизации заданного угла тангажа, либо в режиме "H". В случае, если продольный канал находится в режиме стабилизации, и самолет в посадочной конфигурации, возможно автоматическое включение режима полета по глиссаде "ГЛИСС" (355). Режим включится автоматически, при этом загорится кнопка-лампа 355, когда планка положения глиссады на приборе ПКП (102-H) будет находиться в центре прибора, сигнализируя о пересечении самолетом линии глиссады. Если режим не включился автоматически, его можно включить вручную, нажатием кнопки-лампы 355. При включении режима автоматического полета по глиссаде, загорится табло "ГЛИСС" (137) на панели режимов. Самолет выполнит маневр в вертикальной плоскости, впишется в глиссаду и продолжит снижение по сигналам ILS.
Во время полета по глиссаде, АБСУ будет менять параметры регуляторов автопилота по сигналам радиовысотомера РВ-5, как и на реальном самолете.
АБСУ самолета Ту-154 не предназначена для автоматической посадки. На высоте принятия решения, обычно 60 м, но не менее 30 м, автоматический полет по сигналам ILS должен быть прекращен и произведен переход на ручное пилотирование, отключением автопилота. В модели, для этих целей, идеально подходит курок джойстика, что уже было рекомендовано выше.
Скорость полета по глиссаде можно определить по таблицам в РЛЭ, но для удобства виртуального пилота, в модели сделана подсказка. Подсказка вызывается нажатием на хотспот на указателе положения стабилизатора и РВ (309). Нужно помнить, что подсказка показывает значения скоростей (Vr и Vref) для текущей конфигурации самолета, и после довыпуска закрылков, например, скорости изменятся.
Автомат тяги и вычислитель ухода
В состав АБСУ входит автомат тяги. Назначение автомата - выдерживать заданную воздушную скорость изменением режима двигателей. Автомат тяги работает только при включенном вычислителе посадки и должен применяться только в режиме автоматического захода на посадку.
Включение автомата тяги производится тумблерами 373 и 374. После включения, спустя примерно семь секунд, загорятся две лампы готовности системы АТ, и автомат перейдет в режим согласования. Подвижный индекс на указателе скорости 108 повернется в согласованное положение и будет следовать за стрелкой скорости.
Включение стабилизации приборной скорости производится из режима согласования нажатием кнопки-лампы "С"(372). Кнопка-лампа загорится, на панели режимов загорится табло "АТ" (138). Автомат тяги начнет стабилизировать воздушную скорость, которая была в момент нажатия "С". Изменить скорость можно с помощью задатчика - колеса 375, заданная скорость будет показана на подвижном индексе УС (108). Отклонение текущей воздушной скорости от заданной можно контролировать по индексу указателя скорости на приборе ПКП (101-B). В модели, при вращении задатчика скорости 375, появляется строка подсказки.
Автомат тяги управляет секторами газа двигателей. По умолчанию, управляются все три двигателя. При необходимости, один из двигателей может быть выключен из автоматического управления нажатием кнопки-лампы 377, 378, 379. Кнопка-лампа отключенного двигателя загорается. Если выключить более одного двигателя, стабилизация скорости отключается и автомат тяги переходит в режим согласования, гаснет кнопка-лампа "С" и табло 138.
Выключить автомат тяги можно тумблером 374, или общей кнопкой отключения автопилота. В модели, после отключения автотяги, сектора газа снова начнут управляться от джойстика. Об этом надо помнить и выставлять ручку газа в требуемое положение перед отключением автотяги.
Если в процессе автоматического полета по сигналам ILS (включен режим "ГЛИСС") перевести сектора газа в положение взлетного режима, АБСУ начнет выполнять процедуру автоматического ухода на второй круг. Боковой канал перейдет в режим стабилизации крена, а продольный канал начнет управлять углом тангажа по сигналам вычислителя ухода. На панели режимов гаснут табло "КУРС", "ГЛИСС", "АТ", загорается табло "УХОД" (151). В реальной жизни, кроме секторов газа, режим "УХОД" можно включить кнопкой на штурвале, в модели пока эта возможность не реализована.
В режиме "УХОД" продольный канал АБСУ будет выполнять набор высоты, меняя тангаж в зависимости от скорости и положения закрылков. Отключить режим "УХОД" можно так же, как любой автоматический режим АБСУ.
