×
27.01.2014
216.012.9b46

Результат интеллектуальной деятельности: ВАРИАТИВНОЕ РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002505456
Дата охранного документа
27.01.2014
Аннотация: Изобретение относится к ручному управлению рулями высоты и направления и касается учебных самолетов. Вариативное ручное управление самолетом состоит из управляющих органов, управляемых элементов и кинематики между ними. При этом механизм управления содержит продольно закрепленный вал с поперечной горизонтальной вилкой и консольным перпендикулярным рычагом. В вилке закреплен Г-образный рычаг с ручкой управления на вертикальном конце и с продольным горизонтальным рычагом с шаровым шарниром на другом конце, который соединен тягой с двумя шаровыми шарнирами с вертикально качающимся рычагом. На вертикально качающемся рычаге и на консольном рычаге имеются отверстия для присоединения тяг управления креном и тангажом. Механизм управления вместо продольного вала может содержать продольно закрепленную крестовину с консольным вертикальным рычагом, на поперечных штырях которой закреплена вилка с ручкой управления и с рычагом, имеющим шаровой шарнир на конце. Также управляющий орган может быть соединен с управляемым элементом через одну или две пружины, расположенные у органа управления, или у управляемого элемента, или на элементах соединяющей их кинематики. Рычаг управления самолетом закреплен в шаровом или карданном шарнире. На нижнем продолжении рычага имеется крестообразный в сечении консольный рычаг, на ребрах которого имеются ряды отверстий для присоединения тяг управления креном и тангажом или их пружин. При использовании штурвала стойка штурвала крепится в плоском шарнире с возможностью качания в продольной плоскости, а к стойке крепится штурвал, соединенный параллелограммным механизмом с закрепленным в нижней части стойки крестообразным в сечении консольным рычагом, имеющим возможность качания в поперечной плоскости. Механизм управления может содержать демпферы, расположенные между управляющим органом и управляемым элементом, или между управляемым элементом и пружинами в системе управления. Достигается получение характеристик управления самолетом, субъективно аналогичных характеристикам управления другого самолета (имитация поведения в воздухе другой модели самолета), настройка на различные варианты управления. 5 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ручному управлению рулями высоты и направления, элеронами или элевонами самолетов малого класса и других летательных аппаратов с аэродинамическими поверхностями управления.

Известно ручное управление самолетами, см., например, пат. №2410286. Однако у разных самолетов реакция отклонения управляющего органа (ручки управления самолетом, штурвала, педалей) приводит к разному отклонению управляемых элементов (элеронов, элевонов, вертикальных и горизонтальных рулей, интерцепторов, закрылков) и к разной эффективности реакции на управляющее воздействие. И, кроме того, большие самолеты обладают инерционностью управления, то есть реакция самолета на отклонение управляющего органа несколько размытая и запаздывающая.

Задача и технический результат изобретения - получение характеристик управления данным самолетом, субъективно аналогичных характеристикам управления другого самолета. Это особенно важно для учебных самолетов - на легком одномоторном самолете можно имитировать поведение в воздухе самолета другой модели и другого размера. Можно также подстраивать «резкость» управления под вкусы и привычки конкретного летчика. То есть такое управление «вариативное» - допускает настройку на различные варианты «резкости» и «плавности» управления.

В первых двух вариантах использовано известное в авиации крепление ручки управления самолетом с помощью двух шарниров, но с последующим разделением качания ручки на два рычага - по тангажу и по крену.

ВАРИАНТ 1. Для этого механизм управления, кроме управляющих органов, управляемых элементов и кинематики между ними, состоит из продольно закрепленного вала (здесь и далее - все направления даны относительно прямого горизонтального полета самолета) с поперечной горизонтальной вилкой и консольным перпендикулярным рычагом; в вилке закреплен Г-образный рычаг с ручкой управления на вертикальном конце и с продольным горизонтальным рычагом с шаровым шарниром на другом конце, который соединен тягой с двумя шаровыми шарнирами с вертикально качающимся рычагом, причем на этом рычаге и на консольном рычаге имеются отверстия для присоединения тяг управления креном и тангажом (см. фиг.1).

Причем консольный рычаг может быть расположен с той же стороны, что и вилка, а может быть - с другой стороны. Особенно, если этот другой конец расположен как раз в районе центроплана, что облегчает передачу управления тросам элеронов.

Тяги могут присоединяться к консольному и вертикально качающемуся (то есть - расположенному горизонтально) рычагам непосредственно к отверстиям. Или же на рычагах с помощью тех же отверстий могут крепиться дугообразные ложементы для укладки тросовых тяг. Причем сменные ложементы могут быть разного радиуса (для получения разной «резкости» управления).

Указанные направления могут быть изменены на 90 градусов (для поперечного спаренного управления), но указанное расположение рычагов удобнее для продольно спаренного управления учебным самолетом - на втором конце вала может иметься вторая ручка управления, которая соединена с первой параллелограммным механизмом.

Вертикально качающийся рычаг может быть одноплечим или двуплечим, как на фиг.1. А отверстия на нем могут быть расположены в один или в два ряда.

ВАРИАНТ 2. Этот вариант несколько отличается конструктивно - вместо продольного вала он имеет продольно закрепленную крестовину с консольным вертикальным рычагом (можно использовать доработанную автомобильную), на поперечных штырях которой закреплена вилка с ручкой управления и с рычагом, имеющим шаровой шарнир на конце, который соединен тягой с двумя шаровыми шарнирами с вертикально качающимся рычагом, причем на этом рычаге и на консольном рычаге имеются отверстия для присоединения тяг управления креном и тангажом (см. фиг.2).

На фиг.1, 2 показаны в диметрии 1-й и 2-й варианты управления, где: 1 - продольный вал, 2 - поперечная вилка на нем, 3 - консольный рычаг на нем (пунктиром показан рычаг на другом конце вала), 4 - Г-образный рычаг с ручкой управления 5 и с продольным горизонтальным рычагом 6, шаровой шарнир на котором расположен на продолжении оси продольного вала (ось «y»). Далее показаны: 7 - тяга с шаровыми шарнирами, 8 - вертикально качающийся двуплечий рычаг (вместо него может быть одноплечий или Г-образный).

На фиг.2 показана продольно закрепленная (крепление условно не показано) по оси «у» крестовина 9 с вертикальным консольным рычагом 3, на штырях крестовины по оси «x» поперечно закреплена вилка 10 с ручкой управления 5 по оси «z» и с рычагом 11 (аналог рычага 6 на фиг.1) на продолжении оси «у». Далее кинематика не показана, но аналогична фиг.1 с тягой 7 и вертикально качающимся рычагом 8.

Работают варианты 1, 2 так: переставляя тяги в рядах отверстий на рычагах 3 и 8, получают разное передаточное отношение между ручкой управления и элеронами и вертикальными рулями. После чего управление работает как обычное.

ВАРИАНТ 3. Однако взлетная и посадочная скорости самолета в 3-4 раза меньше максимальной. Поэтому на больших скоростях полета отклонение руля или элерона на тот же угол, что и на малых скоростях, приводит к увеличению усилия на элементе управления в 9-16 раз (пропорционально квадрату скорости). Это означает, что на малых скоростях летчику приходится делать размашистые, амплитудные движения штурвалом, рычагом управления или педалями (далее «орган управления»), а на максимальной скорости даже небольшое отклонение органа управления вызывает резкую реакцию самолета.

Задача и технический результат этого варианта изобретения - адекватная реакция самолета на одинаковое управляющее движение летчика во всем диапазоне летных скоростей.

Для этого управляющий орган соединен с управляемым элементом через одну или две пружины, расположенные у органа управления, или у управляемого элемента, или на элементах соединяющей их кинематики. Причем, если применены две пружины, то они при нейтральном положении органа управления должны находиться в положении половины рабочего хода (сжатия или растяжения), чтобы не провисали тросы управления.

Одна пружина в этом устройстве должна работать и на сжатие, и на растяжение. Поэтому устройство получится надежнее, если использовать две пружины, причем работающие на сжатие. Поломка пружины в этом случае не приведет к отказу управления, как было бы в случае пружин растяжения, и может даже остаться незамеченной летчиком - в месте поломки сломанный виток упрется в следующий, и пружина будет продолжать работать, хотя и с несколько меньшим усилием. Чтобы при этом витки пружины постепенно не вкручивались друг в друга, концы пружины надо зафиксировать от поворота. Проще всего это сделать с помощью зуба на концах пружины, отогнутого параллельно оси пружины и от нее.

В такой системе управления одинаковое отклонения органа управления на разных скоростях приводит не к отклонению управляемых элементов на одинаковый угол, а к появлению примерно одинакового усилия на них (чем длиннее пружина, тем это заметнее). То есть летчик знает, что отклонение органа управления на определенный угол всегда приведет к одному и тому же маневру, что особенно важно для начинающего пилота.

То есть такое управление является адаптивным - оно адаптируется к любой скорости полета.

Но при отклонении, большем рабочего хода пружин, управление превращается в обычное - то есть последующее отклонение приводит к пропорциональному отклонению управляемого элемента. Это - режим энергичных маневров. Можно порекомендовать рабочий ход пружин выбрать 50-70% от всего рабочего хода органа управления.

Применение данной системы позволит точнее управлять самолетом на больших скоростях, что особенно важно при групповом пилотировании и при необходимости других точных маневров на максимальной или крейсерской скоростях (аэрофотосъемка, опрыскивание полей и т.п.). Точнее станет управление и на малых скоростях.

Очень важное качество такой системы управления - склонность к саморегулированию. Допустим, налетел порыв встречного ветра, то есть временно резко увеличилась воздушная скорость самолета. С обычным управлением самолет резко увеличил бы тангаж (эффект воздушных ям). А в данной системе рули высоты сами повернутся так, что усилие на них останется почти постоянным. А после окончания порыва ветра вернутся в исходное положение. То же самое, только наоборот, будет и в более опасном случае - при попутном порыве ветра, что особенно опасно на бреющем полете и при ЗГО (заднем горизонтальном оперении) из-за наличия просадки. Полного саморегулирования получить не удастся, однако, эффект воздушных ям станет менее выраженным.

В третьем варианте рычаг управления самолетом закреплен в шаровом или карданном шарнире, а на нижнем продолжении рычага имеется крестообразный в сечении консольный рычаг, на ребрах которого имеются ряды отверстий для присоединения тяг управления креном и тангажом или их пружин.

Упрощенно этот вариант показан в диметрии на фиг.3, где схематично показан карданный шарнир 12, на котором по оси «z» крепится рычаг управления с ручкой, который под карданным шарниром имеет вид консольного крестообразного рычага 3, на котором имеется четыре ряда отверстий для присоединения тяг или пружин 13.

Работает этот вариант так: качания в двух плоскостях ручками управления самолетом приводят к соответствующим отклонениям рычага 3, который не перемещает непосредственно тяги, а увеличивает или уменьшает усилия сжатия четырех пружин 13 (показаны только две пружины тяг крена). Это вызывает появление управляющих усилий на элеронах и рулях высоты. Причем эти усилия почти не зависят от скорости полета.

ВАРИАНТ 4. Он полностью аналогичен варианту 3 за исключением того, что в нем применен не рычаг управления самолетом, а штурвал. В этом варианте стойка штурвала крепится в плоском шарнире с возможностью качания в продольной плоскости, а к стойке крепится штурвал, соединенный параллелограммным механизмом с закрепленным в нижней части стойки крестообразным в сечении консольным рычагом, имеющим возможность качания в поперечной плоскости, причем на ребрах консольного рычага имеются ряды отверстий для присоединения тяг управления креном и тангажом или их пружин. То есть упомянутый консольный рычаг также имеет возможность качаться в двух плоскостях, передавая усилия на тяги крена и тангажа.

Этот вариант графически не иллюстрируется и работает аналогично варианту 3.

ВАРИАНТ 5. Этот вариант можно применять совместно с любым ручным управлением, но наиболее адекватно он будет работать с «адаптивными» вариантами 3 и 4. Необходимость его вызвана тем, что большие самолеты управляются иначе, чем малоразмерные - большие амплитуды отклонений вызывают и большие силы инерции, противодействующие силам управления. То есть они управляются «плавно» и «задумчиво». Для имитации такого поведения большого самолета на легком самолете в системах ручного управления имеются демпферы, расположенные между управляющим органом и управляемым элементом, или между управляемым элементом и пружинами в системе управления, если они есть.

Такое управление учитывает инерцию большого самолета, поэтому такое управление называется «инерциальным».

Демпферы могут быть любой конструкции. Но нежелательно применять наиболее распространенные демпферы - телескопические гидравлические, так как уплотнения в них вызывают большое трение покоя, которое отрицательно скажется на точности управления самолетом (управляемый элемент будет двигаться рывками). Наиболее приемлемы гидравлические демпферы с передачей движения вращательного типа (трение покоя здесь минимально), а еще лучше - вовсе без трущихся уплотнений, предпочитая им упругие уплотнения. Возможно применение магнитных демпферов, хотя они проигрывают по массе гидравлическим.

Такой гидравлический демпфер может иметь вид стакана, в который погружен шток с поршнем, имеющим сферическую боковую поверхность.

На фиг.4 показан такой простейший гидравлический демпфер, состоящий всего из двух деталей: стакана 14 и погруженного в него с зазором поршня 15 со скругленными боками (сферическая поверхность) и штоком. Для защиты от мусора и от выливания при отрицательных перегрузках может иметься эластичный гофрированный чехол 16. Для настройки демпфера на нужную «плавность» управления (то есть - на нужное запаздывание от 0,01 до 0,3 с) в поршне может быть отверстие или несколько отверстий, закрываемых резьбовыми пробками. Причем отверстия желательно иметь разного диаметра (разной резьбы) Правда, такой демпфер работает только в вертикальном положении, но горизонтальное перемещение всегда можно преобразовать в вертикальное с помощью двуплечего рычага 17, закрепленного на прикрепленном к цилиндру ребре 18. Демпфер крепится к фюзеляжу и работает так: перемещение штока и поршня вызывает перетекание гидрожидкости по разные стороны поршня, что вызывает замедленное перемещение элементов управления.

Данное вариативное адаптивное инерциальное управление позволяет на легком самолете обучать летчиков для управления любым самолетом - от реактивного истребителя до огромного аэробуса.


ВАРИАТИВНОЕ РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ (ВАРИАНТЫ)
ВАРИАТИВНОЕ РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ (ВАРИАНТЫ)
ВАРИАТИВНОЕ РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ (ВАРИАНТЫ)
ВАРИАТИВНОЕ РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 161-170 из 311.
10.11.2015
№216.013.8ef8

Легкогазовое орудие староверова-3 /варианты/

Изобретение относится в основном к артиллерии, но также может быть полезно для стрелкового оружия. Легкогазовое орудие, содержащее ствол и затвор, в зарядной камере содержит смесь пироксилина, коллоксилина, нитроглицеринового пороха и гидрида/гидридов щелочных металлов, особенно - лития и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568209
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.9095

Автоматическое оружие-12 /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию и может быть использовано в автоматическом оружии. Автоматическое оружие содержит ствол, затвор, магазин с эластичным гофрированным чехлом, герметичный кожух с герметизированным отверстием для подпружиненного штока с выступом, пневмоцилиндр с обратными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568629
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9096

Космическая ракета /варианты/ и способ ее посадки

Изобретение относится к конструкциям космических ракет и способам их посадки на землю. Космическая ракета содержит ракетный двигатель и полезную нагрузку, при этом многоразовый аппарат имеет форму оживального конуса с затупленной жаропрочной частью в основании конуса, а рули, или пилоны, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568630
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.90d5

Боевая машина-4 /варианты/

Группа изобретений относится к вариантам боевых машин. Боевая машина содержит двигатель, стартер и трансмиссию. В первом варианте выполнения для отсоединения двигателя от трансмиссии при езде с помощью стартера венец стартера закреплен на валу двигателя с возможностью вращения и соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568693
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.92df

Аттракцион-тренажер /варианты/

Группа изобретений относится к тренажерам для тренировки парашютистов. Каждый аттракцион-тренажер содержит парашют и аэростат, соединенный блоком с тросом. Первый вариант включает тяжелую лебедку на земле, дополнительную лебедку и дополнительный трос, крепящийся к аэростату с помощью блока и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569217
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.95de

Парашют с плавным раскрытием /варианты/

Парашют состоит из строп и купола с центральным отверстием. Три варианта выполнения парашюта характеризуются расположением на куполе предохранительного перепускного клапана формой их выполнения. В первом варианте купол имеет разрезы от центрального отверстия, образующие трапециевидные лепестки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569986
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f4

Взрывчатое вещество староверова (варианты)

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам. Изобретение основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргидрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции. Соединения бора, например бораны, боргидриды, кроме того,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570008
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f6

Ракетное топливо староверова - 6

Изобретение относится к ракетным топливам. Ракетное топливо содержит жидкий или связанный кислород и гидрид или смесь гидридов. При этом в качестве связанного кислорода содержит кислородовыделяющее вещество или смесь кислородовыделяющих веществ, например азотную кислоту, раствор пятиокиси азота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570010
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f7

Заряд к легкогазовому оружию - ii /варианты/

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам. Изобретения основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргибрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции. Соединения бора, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570011
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f8

Ракетное топливо староверова - 3 /варианты/

Изобретение относится к ракетному топливу, а именно для жидкого, твердого и гибридного ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель. В качестве горючего содержит боргидрид лития-алюминия, гидрид лития-алюминия, боргидрид кремния, силан, диборан, тетраборан, декаборан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570012
Дата охранного документа: 10.12.2015
Показаны записи 161-170 из 311.
10.11.2015
№216.013.8ef8

Легкогазовое орудие староверова-3 /варианты/

Изобретение относится в основном к артиллерии, но также может быть полезно для стрелкового оружия. Легкогазовое орудие, содержащее ствол и затвор, в зарядной камере содержит смесь пироксилина, коллоксилина, нитроглицеринового пороха и гидрида/гидридов щелочных металлов, особенно - лития и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568209
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.9095

Автоматическое оружие-12 /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию и может быть использовано в автоматическом оружии. Автоматическое оружие содержит ствол, затвор, магазин с эластичным гофрированным чехлом, герметичный кожух с герметизированным отверстием для подпружиненного штока с выступом, пневмоцилиндр с обратными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568629
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9096

Космическая ракета /варианты/ и способ ее посадки

Изобретение относится к конструкциям космических ракет и способам их посадки на землю. Космическая ракета содержит ракетный двигатель и полезную нагрузку, при этом многоразовый аппарат имеет форму оживального конуса с затупленной жаропрочной частью в основании конуса, а рули, или пилоны, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568630
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.90d5

Боевая машина-4 /варианты/

Группа изобретений относится к вариантам боевых машин. Боевая машина содержит двигатель, стартер и трансмиссию. В первом варианте выполнения для отсоединения двигателя от трансмиссии при езде с помощью стартера венец стартера закреплен на валу двигателя с возможностью вращения и соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568693
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.92df

Аттракцион-тренажер /варианты/

Группа изобретений относится к тренажерам для тренировки парашютистов. Каждый аттракцион-тренажер содержит парашют и аэростат, соединенный блоком с тросом. Первый вариант включает тяжелую лебедку на земле, дополнительную лебедку и дополнительный трос, крепящийся к аэростату с помощью блока и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569217
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.95de

Парашют с плавным раскрытием /варианты/

Парашют состоит из строп и купола с центральным отверстием. Три варианта выполнения парашюта характеризуются расположением на куполе предохранительного перепускного клапана формой их выполнения. В первом варианте купол имеет разрезы от центрального отверстия, образующие трапециевидные лепестки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569986
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f4

Взрывчатое вещество староверова (варианты)

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам. Изобретение основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргидрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции. Соединения бора, например бораны, боргидриды, кроме того,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570008
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f6

Ракетное топливо староверова - 6

Изобретение относится к ракетным топливам. Ракетное топливо содержит жидкий или связанный кислород и гидрид или смесь гидридов. При этом в качестве связанного кислорода содержит кислородовыделяющее вещество или смесь кислородовыделяющих веществ, например азотную кислоту, раствор пятиокиси азота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570010
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f7

Заряд к легкогазовому оружию - ii /варианты/

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам. Изобретения основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргибрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции. Соединения бора, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570011
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.95f8

Ракетное топливо староверова - 3 /варианты/

Изобретение относится к ракетному топливу, а именно для жидкого, твердого и гибридного ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель. В качестве горючего содержит боргидрид лития-алюминия, гидрид лития-алюминия, боргидрид кремния, силан, диборан, тетраборан, декаборан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570012
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД