Материал из FlightGear

<< Навигационные системы | Ту-154Б | Примеры >>

Содержание

1 Системы управления

Системы управления

Переставной стабилизатор

Самолет Ту-154 оборудован электрически управляемым переставным стабилизатором. Переставной стабилизатор позволяет сохранить требуемую эффективность горизонтального оперения в посадочных режимах и расширить допустимый диапазон эксплуатационных центровок.

Стабилизатор может работать в автоматическом режиме. В этом режиме, стабилизатор занимает требуемое положение синхронно с выпуском закрылков, в зависимости от положения задатчика 302. Задатчик имеет три положения: П-С-З. Требуемое положение выбирается в зависимости от центровки. При значениях центровки менее 28% выбирается положение "П", от 28% до 35% - положение "С", более 35% - положение "З".

В реальности, экипаж определяет центровку на взлете согласно расчетам загрузки самолета, на посадке - по указателю положения стабилизатора и РВ (309). Чтобы определить требуемое положение стабилизатора на посадке, нужно проверить балансировочное положение РВ в горизонтальном полете на высоте круга, при установившейся скорости 400 км/ч. Если тонкая стрелка прибора 309 находится в зеленом секторе - центровка передняя и задатчик стабилизатора устанавливается в положение "П". Если в оранжевом - центровка задняя, положение "З". Стрелка в черном секторе - центровка средняя, "С".

В модели, значение центровки можно посмотреть, щелкнув мышкой в центр прибора 309. Появится строка подсказки с центровочными параметрами.

Кроме автоматического режима, стабилизатором можно управлять вручную. Для этого нужно открыть колпак 301, при этом автоматическое управление стабилизатором отключится. Под колпаком находится тумблер, нажимая его можно управлять электроприводом стабилизатора. Положение стабилизатора контролируется по толстой стрелке прибора 309, при включении электропривода загорается табло 313.

Механизация крыла

Механизация крыла включает закрылки и предкрылки. В модели, механизация реализована упрощенно, в частности, так же, как и в ПТ, не моделируется отдельный выпуск предкрылков. Предкрылки выпускаются и убираются вместе с закрылками. Механизация работает от гидросистем, в модели реализована зависимость выпуска-уборки закрылков от давления в гидросистемах 1 и 2. От положения закрылков зависит и положение переставного стабилизатора, если (по умолчанию) выбран совмещенный режим.

Механизация управляется с помощью крана 451. В модели, кран 451 управляется мышью, кроме того, можно использовать стандартные команды симулятора на выпуск-уборку закрылков. Рекомендуется для этой цели задействовать пару кнопок джойстика.

Закрылки имеют 4 фиксированных положения: убраны, 15, 28 и 45 градусов. Посадочное положение закрылков - 45, в некоторых случаях - 28. Взлет следует производить с закрылками в положении 28 или 15 градусов.

В процессе выпуска и уборки закрылков горит зеленое табло 314, 315. Положение закрылков можно отслеживать с помощью прибора 310.

Шасси и тормоза

Шасси, как и закрылки, выпускаются от гидросистем. В модели, выпуск шасси зависит от давления в гидросистеме 1. Выпуск от гидросистем 2 и 3 не реализован, в связи с отсутствием системы отказов.

Шасси выпускаются краном 452, можно использовать штатные шорткаты сима (g и G). В реальности, управление краном шасси сложнее, чем сделано в модели. Возможно, в следующей версии будет реализована логика "кран шасси в нейтрально".

Положение шасси контролируется световым табло 311. Когда шасси выпущены, горят три зеленые лампы. Шасси убраны - все лампы потушены. В процессе уборки и выпуска шасси, горят три красные лампы. Предусмотрена звуковая сигнализация и табло "выпусти шасси", в верхней части прибора 311.

В модели, в данной версии, все три стойки шасси выпускаются синхронно, и невыпуск одной стойки невозможен. Так же не реализовано "зависание" передней стойки при попытке выпуска шасси на скоростях более 400 км/ч. Моделирование этой ситуации отложено.

Управление разворотом передней ноги шасси зависит от давления в гидросистеме 2, и совмещено с управлением РН. Чтобы самолет рулился, нужно включить управление передней ногой (447) и выбрать режим разворота (448): 10 гардусов (взлет-посадка) или 63 градуса (руление).

В модели есть некоторое упущение: не смоделирован режим свободного ориентирования переднего колеса, т.е. при выключении 447, передняя нога по-прежнему остается управляемой. К сожалению, динамика JSBSim не предоставляет готового свободно-ориентированного колеса. Конечно, это можно рассчитать, средствами того же JSBSim, и видимо это будет одной из первоочередных задач дальнейшего развития модели. Свободно-ориентированное колесо имеет важное значение для правильного моделирования посадки со сносом...

Визуальная модель стоек шасси выполнена с высоким уровнем детализации, это потребовало обратить серьезное внимание на анимацию шасси. Для реализации движения деталей каждой стойки используется более тридцати анимаций, и вспомогательная поддержка Nasal. Стойка шасси это хороший пример возможностей симулятора в части анимации сложных движений.

Тормоза зависят от давления в гидросистеме 1. Как и в реальности, самолет не может тормозить, если отсутствует давление в гидросистемах. Возможно, стояночный тормоз следует сделать независимым от ГС - ведь в симе отсутствуют упоры под колесами:)

Как и в реальности, в модели возможно дифференциальное подтормаживание. А вот подворот основных тележек не смоделирован...

Из-за отсутствия отказов, система аварийного торможения сейчас не задействована. В данной версии модели, тормоза не отказывают никогда. Также не рассчитывается перегрев.

Интерцепторы

Самолет оборудован внешними, средними и внутренними интерцепторами. Внутренние секции используются только на пробеге, внешние отклоняются совместно с элеронами для улучшения управляемости по крену. Средние секции можно отклонять во всех допустимых диапазонах скоростей и на любых высотах, если необходимо ускорить снижение самолета.

Интерцепторы используют гидросистему 1. Для управления интерцепторами, используется ручка на центральной консоли, слева от секторов газа. В модели, средние секции интерцепторов управляются кнопками j, k, внутренние - выпускаются автоматически при включении реверса и обжатия основных стоек, как и на реальном самолете. Принудительный выпуск внутренних интерцепторов не реализован.

Положение средних секций интерцепторов можно контролировать по положению ручки выпуска на центральной консоли. Кроме того, при открытии замков интерцепторов, загораются желтые табло 316 - 319.

Реверс

Двигатели 1 и 3 самолета Ту-154 оборудованы реверсирующим устройством. При включении реверса, специальные заслонки перекрывают сопла и направляют реактивный поток вперед, вверх и вниз.

Для моделирования реверсирующего устройства используются возможности динамики JSBSim. Динамика позволяет плавно отклонять вектор тяги двигателя, что дает возможность довольно реалистично моделировать реверсирование, причем раздельно для каждого двигателя.

В модели, управление реверсом можно производить ручкой газа джойстика. Удобно, если на оси "throttle" предусмотрено некоторое подобие упора малого газа. При перемещении ручки газа за упор, вначале включается малый реверс - створки снимаются с замков и поворачиваются в режим реверса. При дальнейшем движении ручки газа за упор, двигатели выходят на режим полного реверса. Положение створок реверса можно контролировать по рычагам включения реверса на РУДах. Кроме того, работа реверса и положение замков контролируется с помощью табло 579 G,N на панели бортинженера.

В модели, для правильного управления реверсом от джойстика, необходимо задать порог срабатывания. Порог задается двумя переменными: /fdm/jsbsim/fcs/revers-1-limit и /fdm/jsbsim/fcs/revers-2-limit. первая задает порог включения малого реверса, вторая - полного. По умолчанию, порог малого реверса установлен в 0.1 (10% хода сектора), порог включения полного реверса - 0.04 (4% хода). Изменить дефолтные значения под свой джойстик можно редактированием set-файла модели, см. строку 355.

Если ваш джойстик упором МГ не оборудован, или вы не желаете пользоваться управлением реверсом от ручки газа, можно полностью отключить этот режим установкой переменной /fdm/jsbsim/fcs/revers-by-joy в 0, отредактировав строчку в set-файле. В этом случае, остается возможность включения реверса нажатием F2.

Электросистема

Электросистема смоделирована довольно упрощенно. Есть шины, источники, потребители, все это как-то работает, и позволяет дать очень упрощенное представление о электросистеме реального самолета. Но поскольку в данной версии не ставилась задача создать процедурный тренажер, все электрохозяйство моделировано не слишком точно. Впрочем, тот потенциал, который заложен в код электросистемы, позволяет при желании сделать модель с любой необходимой степенью достоверности.

Самолет Ту-154 использует:

Сеть 27 В постоянного тока

Трехфазную сеть 220 В 400 Гц переменного тока

Сеть 36 В 400 Гц переменного тока

Для питания сетей, используются:

Три генератора переменного тока, приводимые от двигателей

Генератор переменного тока, приводимый от ВСУ

Аэродромный источник постоянного и переменного тока РАП

Аккумуляторные батареи

Выпрямительные устройства

Аварийный преобразователь

Для запитки самолета, необходимо:

Включить аккумуляторную батарею на сеть (АЗС 569). Аккумуляторы должны быть подключены к сети в течении всего полета.

Включить выпрямительные устройства (565, 567)

Включить РАП (АЗС 552 вниз), если самолет находится на аэродроме и РАП доступен. В модели, РАП доступен всегда.

Включить на сеть генератор ВСУ (АЗС 552 вверх), если ВСУ запущена.

Включить на сеть генераторы двигателей, (АЗС 561-563 вверх, 552 в среднее положение), если двигатели запущены.

Режимы приборов контроля сетей 501-503, 504-507 переключаются многопозиционными переключателями 553-556, 564. В данной версии, эти приборы работают не слишком достоверно.

Топливная система

В модели, в топливную систему входят:

Топливные баки

Электрические насосы

Клапаны, топливные магистрали, перекрывные краны итд.

Порционер

Автомат расхода

Автомат выравнивания

Топливомеры и расходомер

Топливная система любого лайнера - это довольно сложный комплекс. Ту-154 не исключение, и чтобы правильно управлять моделью, следует иметь некоторое представление о том, как устроена система. В модели реализована т.н. "модифицированная топливная систмема", которая стала применяться в серии с самолета N508.

Топливо хранится в шести баках: четыре бака находятся в крыльях, и два - в центроплане. Основной запас топлива находится в крыльевых баках, бак 1 в центроплане - расходный, и бак 4 - балластный, служит для сдвига центровки вперед. Емкости баков:

Баки 2 - по 9500 кг

Баки 3 - по 5425 кг

Бак 4 - 6600 кг

Бак 1 - 3300 кг

В баках установлены топливные насосы, в баках 3 - по 3, в баках 2 - по 2, в баке 4 - 2 насоса, и в расходном баке 1 - 6 насосов. Насосы баков 2,3,4 перекачивают топливо в бак 1, из которого топливо качается к двигателям четырьмя насосами. Также, из первого бака отдельным насосом питается ВСУ. Кроме того, предусмотрен отдельный насос, питающийся постоянным током, для обеспечения двигателей топливом при отказе всех генераторов и пропадания сети 220 В.

В расходном баке установлен порционер - устройство, перекрывающее поступление топлива из топливных магистралей, если расходный бак полный. Порционер циклически перепускает топливо в расходный бак из баков 2,3,4. Работу устройства можно наблюдать по колебаниям стрелки топливомера бака 1.

Для обеспечения правильной последовательности выработки топлива, в системе предусмотрен автомат расхода. Автомат управляет перекачивающими насосами и таким образом производит выработку топлива по заданной программе, обеспечивающей оптимальные центровочные параметры. В случае отказа или отключения автомата расхода, есть возможность управлять перекачивающими насосами вручную, с помощью переключателей на пульте топливной системы бортинженера.

Выработка топлива может производится неравномерно из правых и левых групп баков, либо может быть произведена несимметричная заправка. Для устранения неравномерности, предусмотрен автомат выравнивания. Автомат следит за равенством топлива по группам баков, и в случае неравномерной выработки, отключает перекачивающие насосы с той стороны, где топливо израсходовано больше. Об отключении насосов сигнализируют желтые лампы на пульте топливной системы.

В системе предусмотрена возможность перекачки топлива из 3-х баков в 2-е, и из 4-го во 2-е. Это сделано для обеспечения оптимальной центровки после посадки самолета, либо если в следующем полете 4-й бак не заполняется.

Контроль за количеством топлива в каждом баке и контроль суммарного количества топлива на борту производится по топливомерам. Кроме топливомеров, в системе предусмотрены расходомеры, измеряющие мгновенный расход топлива по двигателям (521-523). Интегрируя эту информацию, дополнительный расходомер (530) непрерывно вычисляет текущий остаток топлива. Перед полетом, на этом приборе необходимо вручную выставить количество заправленного топлива.

Порядок запуска топливной системы:

Включите топливомеры и расходомер. Выставьте количество топлива на приборе 530, в нижней части прибора есть мышиные зоны. Количество топлива можно посмотреть на приборе 531, стрелка "С"

Включите автомат расхода (5018) и автомат выравнивания (5016). Включите автоматический режим расхода (5019). Лампа "автомат расхода не работает" (5004) должна погаснуть.

Включите 4 насоса подкачки расходного бака (5012). Должны загореться зеленые лампы (5011). Лампа горит - насос работает.

Включите перекрывные краны 5014, должны загореться зеленые лампы 5013. Теперь топливо поступает в двигатели, гаснет табло P топлива (579-С).

Включите насосы подкачки бака 4 (5009) и насосы подкачки баков 2 и 3 (580, 581, 5007, 5008). В автоматическом режиме, эти насосы управляются автоматом расхода, включать их нужно, чтобы обеспечить топливом двигатели в момент отказа автомата расхода.

В зависимости от количества заправленного топлива, расход будет производиться:

Из баков 2, до сработки до остатка по 3700 кг в каждом баке. Горит желтая лампа (5001) и зеленые лампы подкачивающих насосов баков 2 (585, 589, 586, 590).

Из баков 2 и 3, до полной сработки баков 2. Горят лампы (5001, 5002) и зеленые лампы подкачивающих насосов баков 3 (584, 588, 592, 587, 591, 595) и 2 (585, 589, 586, 590).

После полной сработки баков 2 погаснут лампы 5001, 585, 589, 586, 590. В этот момент в баках 3 остается около 1725+-250 кг. Расход производится из баков 3.

В случае неравномерной выработки, соответствующие группы насосов будут выключаться автоматом выравнивания, и загораться желтые лампы (582, 583, 593, 594).

После полной сработки баков 3, погаснут лампы 5002, 584, 588, 592, 587, 591, 595. Расход переключится на бак 4, загорятся лампы 5010 и 5003.

После сработки бака 4 погаснут лампы 5010 и 5003, расход будет производится из бака 1. После сработки бака 1 до остатка 2500 кг, загорится табло "остаток 2500" и включится сирена.

Двигатели и ВСУ

На самолете установлено три двигателя НК-8-2У. Двигатель двухконтурный турбореактивный, взлетная тяга 105 кН. Для запуска двигателей и обеспечения электропитания на самолете установлена ВСУ ТСА-6А.

В процессе моделирования двигателей, основное внимание уделялось достоверности высотной и скоростной характеристик, а также поведению двигателя на режимах близким к предельно допустимым. Если обеспечение характеристик свелось к творческому осмыслению графиков из "Практической аэродинамики" Лигума, то топливную автоматику пришлось моделировать отдельно. Как и в реальном двигателе, в модели применяется ограничитель предельной тяги способом отсечки топлива, на взлетном режиме при отрицательных температурах воздуха. А вот скачок тяги при закрывании клапанов перепуска реализовать пока не получилось.

ВСУ - это дополнительный ГТД, работающий на электрогенератор. Кроме обеспечения электропитания, от ВСУ производится отбор горячего воздуха для запуска двигателей, и работы климатической установки самолета. В модели, ВСУ - это еще один двигатель, другого типа, с тягой, близкой к нулю. Симулятор не делает различий между двигателем и ВСУ, и поэтому в полете тахометр отключенной ВСУ показывает ненулевые обороты, как если бы его турбина находилась в воздушном потоке.

В модели, запустить двигатель можно только от ВСУ. Запуск в воздухе возможен, но пока не реализован. Так же отсутствует система отказов, и двигатели никогда не выходят из строя, даже если виртуальный пилот не соблюдает ограничения по взлетному режиму. Моторные приборы показывают всякую ерунду, и если найдутся желающие точно смоделировать температуру масла и подшипников, вибрацию и прочий "останов Т газов" - добро пожаловать на борт!

Для запуска ВСУ нужно:

Включить питание системы запуска ВСУ (570).Откроются створки ВСУ (577-F).

"Запуск-холодная прокрутка"(571) - в положении "запуск" .

Включить топливный насос ВСУ (572). Если в расходном баке есть топливо, загорится табло "P топлива" (577-G) и "Готов к запуску" (577-H)

Нажать кнопку "Пуск" (574). Загорится зеленая лампа пусковой автоматики ВСУ (577-J), на тахометре (508) будет рост оборотов.

После выхода ВСУ на режим, загорится табло (577-I), а (577-J) погаснет. ВСУ работает, можно включать генератор на бортсеть.

Для выключения ВСУ, нужно нажать кнопку "Стоп" (575), и после останова турбины - выключить АЗС 570, 571, 572.

Для запуска двигателя нужно:

Поставить РУДы в положение "Малый газ".

Подготовить топливную систему.

Запустить ВСУ.

Открыть кран отбора горячего воздуха от ВСУ. Для этого перевести в верхнее положение тумблер 573 и удерживать его до погасания табло "готов к запуску" (577-H).

Включить указатели температуры газов (515-517) выключателями 5030-5032. Проконтролировать исправность термометров нажатием на кнопки 5033-5035.

Открыть крышку панели запуска двигателей 5038.

Включить тумблер "Запуск-Выкл" в положение "Запуск" (577-A).

Включить тумблер "Запуск-Холодная прокрутка" в положение "Запуск" (577-B). Холодная прокрутка смоделирована, но не без глюков. В данной версии использовать режим "холодная прокрутка" не рекомендуется.

При температуре ниже -5С, включить тумблер "Обогрев запального устройства" (577-C). В данной версии двигатель запустится при любом положении обогрева.

Выбрать многопозиционным переключателем (577-D) запускаемый двигатель.

Открыть стоп-кран запускаемого двигателя, переведя рычаг в переднее положение. Рычаги управления стоп-кранами находятся слева от секторов газа, в левой части пульта бортинженера.

Нажать на кнопку "Запуск" (577-Е).Если все подготовительные операции выполнены правильно, загорится зеленая лампа "ПДА работает" (577-G), начнут увеличиваться обороты (контроль по тахометрам 512-514). В процессе выхода двигателя на режим МГ может кратковременно загораться лампа "Опасные обороты стартера" (5036).

При необходимости прервать запуск, нажмите "Прекращение запуска" (577-F).

После выхода двигателя на режим МГ и погасании "ПДА работает"(577-G), выберите переключателем (577-D) следующий двигатель и повторите процедуру запуска.

После запуска всех двигателей, поставьте переключатель (577-D) в нейтральное положение, выключите тумблеры "Запуск-Выкл" (577-A) и "Обогрев запального устройства" (577-C). Тумблер "Запуск-Холодная прокрутка" (577-B) оставьте в положение "Запуск". Закройте крышку панели запуска.

После выхода всех двигателей на режим МГ, подключите генераторы (561-563) на бортсеть.

Гидросистема

На самолете Ту-154 имеются три полностью автономные гидросистемы. Гидросистемы обеспечивют работу (с троекратным резервированием) бустеров - рулевых агрегатов РВ, РН и элеронов, а также исполнительных механизмов АБСУ РА-56. Кроме этого, дополнительно

От первой гидросистемы работают:

Выпуск-уборка закрылков, первый канал

Выпуск-уборка шасси, основная система

Торможение колес, основная система и стояночная

Управление интерцепторами, внутренние и внешние секции

Зарядка гидроаккумулятора аварийного торможения

От второй гидросистемы работают:

Выпуск-уборка закрылков, второй канал

Выпуск шасси, аварийная система

Разворот колеса передней стойки шасси

От третьей гидросистемы работают:

Выпуск шасси, аварийная дублирующая система

Каждая гидросистема имеет по два плунжерных насоса, создающих рабочее давление. На среднем двигателе установлены два гидронасоса, на левом и правом двигателях - по одному, и дополнительно две насосные станции с электрическим приводом от сети переменного тока.

Первая гидросистема использует:

Насос левого двигателя

Насос среднего двигателя

Вторая гидросистема:

Насос среднего двигателя

Насосная станция 1

Третья гидросистема:

Насос правого двигателя

Насосная станция 2

В состав каждой гидросистемы входит гидроаккумулятор - cпециальный баллон, заполненный азотом, выполняющий функции накопителя энергии. Кроме трех гидроаккумуляторов в составе систем, есть дополнительный гидроаккумулятор, используемый только для аварийного торможения. Перед полетом, этот гидроаккумулятор заряжается от гидросистемы 1.

Предусмотрена возможность соединять гидросистемы 1 и 2 через электрически управляемый клапан. В нормальной эксплуатации, эта возможность используется для зарядки гидросистемы 1 от насосной станции гидросистемы 2, либо перед запуском двигателя, либо на пробеге после выключения среднего двигателя.

Гидросистемы сами по себе довольно сложны, и взаимодействие их с потребителями иногда напоминает головоломку. Однако управление гидросистемами довольно простое. Органы управления:

Три АЗС под крышкой 339 включают бустера - гидроприводы рулевых поверхностей

Девять АЗС 540 - 548 включают гидропитание агрегатов РА-56, три независимых канала на каждый агрегат

АЗС 5028, 5029 включают насосные станции 1 и 2

АЗС 5027 подключает ГС2 к ГС1.

Кнопка 5026 заряжает гидроаккумулятор аварийного торможения от гидросистемы 1

Манометры 532-535, 125-128, лампы падения давления 5021-5024 и 121-124 служат для контроля давления

Указатели уровня гидрожидкости 536, 537 и кнопки 5025 позволяют оперативно контролировать количество жидкости в системах.

В модели, гидросистмемы, кроме включения бустеров и гидропитания РА-56, управления не требуют. Давление в системах появляется при раскрутке двигателей, и сохраняется, пока двигатели работают. Как и на реальном самолете, при остановке двигателей в воздухе, давление в системах создается вращением компрессоров от воздушного потока. Степень точности моделирования этой ситуации вызывает сомнения.

Модель гидросистемы довольно сложна, и даже не только из-за разветвленной структуры. Расчет давления в ГС, т.е. вычисление количества энергии, запасенной в газовой пружине гидроаккумулятора, требует определенной математической поддержки. Вся математика гидросистем обсчитывается средствами JSBSim. Возможно, на тему моделирования ГС придется написать отдельную статью.

<< Навигационные системы | Ту-154Б | Примеры >>

Ту-154Б Системы управления