Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»
жүктеу/скачать 14.24 Mb.
|
Р. в. влияет на динамику движения лопасти при её колебаниях относительно оси горизонтального шарнира (см. рис.), добавляя аэродинамический момент к восстанавливающему моменту от действия центробежных сил. Р. в. влияет также на амплитуду и фазу вынужденных колебаний (маховое движение). Для рулевых винтов это используют с целью уменьшения махового движения лопастей и нагрузок от сил Кориолиса. Для лопастей несущих винтов влияние Р. в. учитывается при выборе параметров системы управления, автомата перекоса и перемещений тяг управления. Наличие Р. в. влияет на положение границы классического и хордового флаттера. Регулятор взмаха: 1 — ось несущего винта; 2 — ось горизонтального шарнира; 3 —тяга к автомату перекоса; 4 — ось поворота лопасти. редан (французское redan) — уступ на днище летающей лодки или поплавка гидросамолёта для срыва водяного потока или струй. Различают поперечный (см. рис.) и продольный Р. Поперечные Р. имеют прямую, стреловидную или криволинейную форму в плане. Высота Р. по ширине может быть как постоянной, так и переменной. Лодка обычно имеет два Р., поплавок — один. Первый Р. лодки отделяет поток жидкости от днища, уменьшает смоченную поверхность, устраняет прилипание и подсасывание водяных струй на значит, протяжении межреданной части, а при глиссировании гидросамолёта на первом Р. — на всей межреданной части. Эффективность Р. зависит прежде всего от его высоты. Р. с малой высотой может не обеспечить доступа воздуха к зареданной области и не устранить разрежения в межреданной части, что может вызвать раскачивание самолёта. Продольные Р. на днище носовой части лодки применяют для смягчения ударных перегрузок на лодку при движении по волне. редукторы вертолетные — см. в статье Трансмиссия вертолёта. режим полета летательного аппарата. Термин широко используется для обозначения этапов и участков управляемого движения летательного аппарата, характеризуемых конкретной целью или параметрами движения. Р. п. подразделяются на установившиеся, квазиустановившиеся, неустановившиеся, прямолинейные, криволинейные, плоские, пространственные, основные, переходные, эксплуатационные, предельные и др. Так, для самолётов пользуются такими понятиями, как режимы взлёта и посадки, крейсерский режим полёта, режимы перехвата и барражирования и т. д. При исследовании пилотажных характеристик под Р. п. понимают полёт с каким-либо характерным значением параметра, например на максимальной высоте или с минимальной скоростью, с максимальной перегрузкой, на критических углах атаки и т. п. Часто под Р. п. понимают полёт при заданных режимах работы двигателей, автопилота или других систем: режим форсажа, режим стабилизации скорости и прочее. Для беспилотных и космических летательных аппаратов выделяют режимы выведения, спуска в атмосфере и др. Характерным Р. п. вертолётов (а также самолетов вертикального взлета и посадки) является висение, при котором скорость вертолёта относительно воздуха равна нулю (при наличии ветра висение является горизонт, полётом со скоростью, равной скорости ветра). У вертолётов различают также режимы вертикального подъёма и снижения (в том числе на режиме авторотации несущего винта). См. также статью Критические режимы и Режимы летательных аппаратов. режим работы двигателя — состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном управлении или задатчика режимов при автоматическом управлении, например с помощью бортовой ЦВМ). Каждому Р. р. д. соответствует также определенное положение или совокупность положений всех др. устройств, регулирующих элементы двигателя. Р. р. д. классифицируются по различным признакам, например по назначению (рабочие, или эксплуатационные, и нерабочие), близости к расчётному режиму (расчётные, нерасчётные, глубоко нерасчётные), характеру протекания во времени (установившиеся, неустановившиеся, переходные). Переходные режимы подразделяются на медленные и быстрые. При использовании пусковых устройств определенную группу переходных режимов составляют так называемые пусковые режимы. При установке на двигателе средств форсирования его по тяге вводятся нефорсированный, форсированный режимы и в ряде случаев чрезвычайный режим наибольшего кратковременного форсирования двигателя. Аналогичным образом при наличии на двигателе реверсивного устройства используется реверсированный режим (режим обратной тяги). Наибольшее значение имеют, как правило, рабочие Р. р. д. Их название обычно отражает какую-либо функцию, выполняемую двигателем на летательном аппарате, например взлётный, номинальный (режим набора высоты), крейсерский (один из основных полётных режимов) Р. р. д., режим полётного малого газа (снижение и заход летательного аппарата на посадку), режим земного малого газа (рулёжка летательного аппарата по аэродрому). В пределах каждой группы эксплуатационных режимов могут выделяться максимальные (полные), минимальные и промежуточные (частичные) режимы, как, например, режим полного форсирования, режим минимального форсирования, режим частичного форсирования; минимальный, максимальный и промежуточные крейсерские режимы. См. также Переходные режимы работы двигателя, Расчётный режим работы двигателя. Лит.: Литвинов Ю. А., Боровик В. О., Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей, М., 1979. Ю. А. Литвинов режимы летательного аппарата — наиболее характерные и стабильные для летательного аппарата формы свободного движения, развивающиеся после воздействия на него внешнего возмущения или отклонения лётчиком органа управления. Р. летательного аппарата подразделяют на две группы. К первой относят все свойственные расчётным (эксплуатационным) условиям полёта формы свободного движения этого летательного аппарата (см. Режим полёта). Ко второй — все опасные для конструкции и экипажа формы свободного движения летательного аппарата (см. Критические режимы). резервирование (от латинского reserve — сберегаю, сохраняю) — метод повышения надёжности объектов авиационной техники введением в их состав дополнительных (избыточных) элементов, узлов, устройств, связей для быстрой замены ими (автоматически или вручную) вышедших из строя аналогичных им элементов основного оборудования; обеспечивает высокий уровень выполнения функций или решения отдельных задач системами управления летательных аппаратов, бортовым оборудованием и т. д. Современные летательные аппараты оснащены сложными автоматизированными системами, а в соответствии с требованиями к надёжности летательных аппаратов и безопасности полёта вероятность полного отказа таких систем не должна превышать 10—8—10—9 за 1 ч полёта. Обеспечить столь малые значения вероятностей отказов систем при существующем уровне надёжности соответствующих элементов (блоков) можно только на основе Р. Наиболее распространённый вид Р. систем управления и бортового оборудования летательного аппарата — структурное Р. Структурное резервирование (его часто называют прямым Р.) осуществляется введением избыточных (резервных) элементов (блоков, систем) по сравнению с минимальным их числом, необходимым для выполнения заданных функций в данных условиях работы. Такое Р. может быть раздельным (поэлементным), общим и смешанным. При раздельном Р. резервируются отд. элементы системы, при общем — система в целом (устанавливается несколько комплектов системы). Смешанное Р. — совмещение раздельного и общего Р. Теоретическая надёжность системы при раздельном Р. выше, чем при общем. Однако при практической реализации раздельного Р. для обеспечения работоспособности резервируемой системы при отказах требуется, в частности, применение дополнительно к резервным элементам устройств контроля и переключения, которые существенно усложняют систему и снижают преимущества раздельного Р. Кроме того, при таком Р. между резервируемыми элементами в тракте передачи сигнала образуются т. н. общие цепи (точки) см. рис. 1. Попадание ложного сигнала в общую цепь или обрыв её может привести к полному отказу резервирующей системы. В связи с этим в авиации предпочтение отдаётся общему Р., которое проще при реализации и позволяет практически полностью избежать образования общих цепей (точек). В зависимости от способа включения в работу резервных элементов (систем) различают Р. с замещением отказавшего элемента (системы) резервным и с пост, их включением. При Р. с замещением сохраняется неизменность характеристик систем после отказа, так как отказавшая система (элемент) замещается такой же исправной. Однако при этом способе Р. необходима операция переключения. Эта операция должна выполняться быстро и надёжно, в ином случае возможна потеря работоспособности системы. В процессе замещения на выходе системы может появиться возмущение, амплитуда которого зависит от рассогласования между основной и резервной системами, времени запаздывания при переключении и различия в условиях работы основной и резервных систем (основная система подвергается воздействию нагрузки, тогда как на резервные системы она не действует). В полёте устройства переключения практически неконтролируемы, и существует опасность, что в момент замещения устройство переключения может оказаться неисправным. Надёжность резервируемых систем с постоянно включёнными резервными элементами (системами) меньше зависит от операций переключения. Это в значительной мере определило более широкое применение в авиации этого вида Р. При практической реализации систем с постоянно включёнными резервными элементами (системами) необходимо выполнение ряда условий, к которым относятся: обеспечение приемлемых характеристик резервируемой системы при совместном функционировании элементов (систем), имеющих разброс характеристик в пределах установленных допусков; исключение возможности полного отказа резервируемой системы при отказе любого элемента; сохранение определенного уровня характеристик системы при заданном числе последовательных отказов. Наряду с этим должны также исключаться чрезмерные возмущения на выходе системы в момент отказа какого-либо элемента. Для выполнения этих условий структура резервируемой системы обычно строится на следующих принципах: полное разделение систем от входа до выхода; обеспечение «пересиливания» отказавшей системы исправными с послед, её отключением; исключение чрезмерного рассогласования между выходными сигналами систем; применение автоматических устройств обнаружения и изоляции отказов. На рис. 2 показана схема резервируемой электрической системы дистанционного управления, построенной на основе этих принципов. Она состоит из трёх одинаковых независимых каналов. Каждый канал содержит необходимый состав устройств, обеспечивающих преобразование электрического входного сигнала в механическое перемещение. Исполнительные устройства каждого канала (например, сервоприводы) могут непосредственно управлять отдельной поверхностью управления (например, секцией) или объединяться с помощью механических или гидромеханических связей на общем выходном элементе, которым может быть траверса (как на рис.), силовой шток привода или непосредственно орган управления. Связь выходного элемента каждого канала с траверсой может быть жёсткой или с предварительным усилием (типа пружины или гидромуфты). Применение элементов связей с предварительным усилием даёт возможность весьма просто произвести выбор среднего значения выходного сигнала (рис. 3) как наиболее «правильного» (устанавливается своего рода кворум) и осуществить контроль и изоляцию неисправного канала. В этом случае обеспечивается так называемое гидромеханическое кворумирование выходных сигналов. В электрических цепях выбор среднего значения сигнала осуществляется с помощью специальных электронных устройств — кворум-элементов, или селекторов сигналов. Кворумирование строится на использовании межканальных связей, поэтому требуются особые меры для исключения возможности распространения отказа какого-либо канала на другие каналы. В некоторых случаях возникает необходимость применения разнородного Р., когда, например, электрическая система управления резервируется механической системой, и наоборот. Каждой из этих систем присущи свои причины отказов. Благодаря этому исключается возможность отказа всей резервируемой системы при появлении какого-либо одного вида причины отказа. Одной из существенных характеристик прямого Р. (как общего, так и раздельного) являет кратность Р. — отношение полного числа элементов (блоков, систем) резервируемой системы к минимально необходимому. В авиации кратность Р. обычно 2—4. Чаще всего используется дублирование, особенно в системах, работоспособность которых контролируется экипажем, а в случае возникновения отказа имеется возможность управляемого включения резерва. В отсутствии такого контроля при постоянном включении резервных каналов в двухканальной системе при отказе одного из них средства автоматики обычно не могут определить какой именно канал отказал, и отключается вся система. Поэтому такие системы с кратностью Р., равной, например, трем, сохраняют работоспособность при отказе одного из каналов и отключаются при последующем отказе любого другого (рис. 6); при четырехкратном Р. система отключается после последовательного отказа любых трех каналов и т. д. Если вероятность q отказа каждого канала известна (например, q = 110-3 за 1 ч полёта), то для вероятности Q отказа четырёхканальной системы можно получить приближённо Q = 4q3 = 4-10-9 за 1 ч полёта. При Р. отдельных полётных задач помимо прямого применяется функциональное Р. При функциональном резервировании функции какой-либо бортовой системы при полном её отказе перекладываются на другие системы, хотя при этом и происходят некоторые потери эффективности или (и) точности. Например, при решении задач определения высоты и скорости полета используются система воздушных сигналов, радиовысотомер и доплеровский измеритель скорости и угла скоса, а при определении местоположения летательного аппарата —инерциальная система навигации, системы счисления пути по воздушной скорости и курсовому углу, радиотехнические системы ближней, дальней и спутниковой навигации, средства астронавигации. Используются в авиации и другие виды резервирования: по нагрузке, мощности и т. д. В зависимости от характера отказов система может принимать различные состояния, характеризуемые уровнем изменения её выходных характеристик. Экипажу обычно выдаётся необходимая информация о состоянии системы, на основании которой принимается решение о продолжении полёта на данном режиме, переходе на другой, более благоприятный по условиям безопасности полёта, или о его скорейшем завершении. Обязательный минимум Р. в зависимости от класса летательного аппарата регламентируется требованиями Международной организации гражданской авиации и национальными Нормами лётной годности.
Рис. 1. Схема системы с раздельным резервированием: a1, a2, а3, b1, b2 — резервные элементы; УК — устройства контроля. УП — устройства переключения; звёздочками отмечены общие цепи (точки). Рис. 2. Схема трёхканальной системы с общим резервированием: xр — датчик перемещения ручки управления;{{α}}, ny, {{}}z, — датчики режимов полета; В — вычислитель; СО — сигналы отказа; MC1, MC2, МСЗ — модули сервоприводов; КО — клапан отключения; ГС1, ГС2, ГСЗ — гидросистемы; РП — рулевой привод; ОУ — орган управления. Рис. 3. Зависимость амплитуды А сигналов управления от времени t в каналах x1, x2, x3 в трёхканальной резервированной системе: {{}}max — максимально допустимое рассогласование сигналов; t1 — момент отключения канала x3 (первый отказ), t2 — момент отключения всей системы (второй отказ); жирной линией показан «правильный» сигнал. резина в авиастроении. Р. — общее название группы материалов, получаемых вулканизацией каучука. Техническая Р. — продукт вулканизации резиновой смеси, содержащей от 5—6 до 15—20 различных ингредиентов, облегчающих переработку каучука и придающих изделию нужные эксплуатационные свойства. Наиболее важные ингредиенты — вулканизирующие агенты (чаще всего сера), ускорители и активаторы вулканизации, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и прочее. В качестве наполнителей применяют главным образом различные высокодисперсные вещества, например, технический углерод (сажу), каолин, тальк, диоксид кремния, а также ткани, корд на основе синтетических или металлических волокон. Особенность Р. — их высокая эластичность в широком температурном диапазоне. Исключение составляют эбониты (так называемые твёрдые Р.) — продукты, которые получают при вулканизации каучуков большими количествами серы (до 50%). Р. присущ ряд ценных свойств, обусловливающих их широкое применение в авиастроении: амортизирующая и уплотняющая способность, износостойкость, усталостная выносливость, электроизоляционные свойства, газо- и водонепроницаемость, некоторым Р., кроме того, — стойкость при действии жидких топлив, масел, различных агрессивных сред (кислот, щелочей и т. д.). Эбониты характеризуются высокой химической стойкостью и долговечностью при эксплуатации в экстремальных условиях окружающей среды (например, при воздействии тропического климата), высокой механической прочностью, электроизоляционными свойствами. Большинство резиновых изделий получают из твёрдых каучуков, некоторые (например, пенорезину) — из латексов. Авиационные резиновые изделия изготовляются по единой технологии схеме, состоящей из четырёх основных этапов: 1) смешение каучука в резиносмесителе или на вальцах с необходимыми ингредиентами; 2) получение полуфабрикатов — каландров, листов, экструдированных профилей; 3) изготовление или сборка заготовок; 4) вулканизация изделий и их отделка. Заготовки резиновых изделий вулканизуют в пресс-формах, устанавливаемых на прессе, автоклавах и др. при температуре 140—200{{°}}С и давлении 1,5—2 МПа. Резинотехнические изделия делят на формовые и неформовые. Формование заготовок и вулканизация первых осуществляются одновременно, вторых — раздельно. Формовые изделия имеют строго определенную форму и размеры, чистую и гладкую поверхность; это — уплотнительные резиновые кольца, манжеты, амортизаторы, прокладки, резинометаллические подшипники и блок-шарниры, резино-тканевые манжеты, мембраны, диафрагмы. К внешнему виду, форме и точности размеров неформовых изделий не предъявляют высоких требований; их вырезают или вырубают из вулканизованной пластины (например, прокладки), нарезают из трубчатых заготовок (например, уплотнительные кольца), склеивают из отдельных элементов (например, резинотканевые изделия сложной формы), профилируют в экструдерах (например, уплотнители окон и дверей самолётов и вертолётов) с последующей вулканизацией в паровых котлах или воздушных автоклавах. К неформовым резинотехническим изделиям относят также мягкие топливные баки для транспортирования и хранения авиационного топлива. Баки обычно состоят из двух слоев — внутреннего топливостойкого из Р. и внешнего армирующего из прорезиненной ткани; изготовляются на специальных формах путём последовательного наложения и склеивания слоев с последующей вулканизацией.
Основные задачи Р. и.: уточнение расчётной динамической схемы летательного аппарата или его агрегатов, сравнение характеристик натурного летательного аппарата с его ДПМ, проверка соответствия характеристик серийных образцов заданным требованиям и др. Цель Р. и. — обеспечение безопасности летательного аппарата от флаттера и опасных колебаний в полёте, выявление уровня динамических нагрузок и т. д. В ходе Р. и. определяются спектр собственных частот (в ограниченном частотном диапазоне), собственные формы колебаний (для некоторых измеренных частот), декременты колебаний и обобщённые массы наиболее важных (в первую очередь низших по частоте) собственных тонов, а также измеряются амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики планёра летательного аппарата при различном возбуждении колебаний. Основные технические средства для проведения Р. и.: приборы для возбуждения, измерения и регистрации колебаний, входящие в состав многоканального оборудования для динамических испытаний (см. рис.). Для реализации заданных граничных условий испытываемый объект имеет упругую подвеску (на резиновых амортизационных шнурах, пневматических опорах и др.) либо жёсткую консольную заделку. Возбуждение колебаний осуществляется электродинамическими силовозбудителями с электронными усилителями мощности. Для измерений параметров служат датчики перемещения, скорости или ускорения и др. аппаратура. Первичная обработка данных проводится на малых ЭВМ. Основной метод Р. и. — испытания с многоточечным возбуждением, в ходе которых подбором внешних сил (компенсирующих внутреннее трение) выделяют поочерёдно отдельно тона собственных колебаний и регистрируют их. Используются синусоидальные силы возбуждения с фазовыми сдвигами 0 или 180{{°}} и различными амплитудами. Подбор внешних сил заключается в выборе рациональных мест возбуждения и в регулировке уровней колебаний характерных точек летательного аппарата с целью минимизации их относительных фазовых сдвигов. Измерения проводятся при неизменной амплитуде колебаний. Собственная форма колебаний определяется распределением амплитуд квадратурных составляющих перемещений летательного аппарата для первой гармоники колебаний на собственной частоте. Лит.: Колесников К. С., Минаев А. Ф., Колебания летательных аппаратов, в кн.: Вибрации в технике. Справочник, т. 3, М., 1980; Смыслов В. П., Определение характеристик собственных колебаний, там же, т. 5, М., 1981. Схема проведения резонансных испытаний: 1 — генератор синусоидальных колебаний; 2 — блок подбора внешних сил; 3 — усилители мощности; 4 — электродинамические силовозбудители; 5 — упругие подвесы; 6 — сигналы датчиков; 7 — коммутатор, усилительные и измерительные блоки; 8 — блоки синхронного детектирования; 9 — многоканальный индикатор; 10 — шлейфовый осциллограф или магнитный регистратор переходных процессов; 11 — цифропечать и графопостроитель для регистрации установившихся колебаний; 12 — ЭВМ; 13 — средства возбуждения, измерения и регистрации колебаний. Рейнольдс, Рейнолдс (Reynolds), Осборн (1842—1912) — английский учёный и инженер, член Лондонского королевского общества (с 1877). Окончил Кембриджский университет (1867). Профессор Манчестерского университета (с 1868), с 1888 возглавил Витвортовскую инженерную лабораторию. Внёс существенный вклад в развитие гидромеханики: предложил подход к изучению турбулентности и турбулентных течений, получил уравнения, описывающие осреднённое движение жидкости (уравнения Рейнольдса); ввёл понятие турбулентных напряжений (напряжения Рейнольдса); экспериментально исследовал переход ламинарного течения в турбулентное при движении жидкости в цилиндрических трубах и впервые установил критерий перехода (число Рейнольдса); установил связь между коэффициентами сопротивления трения и теплообмена в турбулентном потоке жидкости (коэффициент аналогии Рейнольдса). Кроме того, проводил исследования в области теории смазки, акустики, кавитации на лопастях винтов и т. п. Изобрёл турбонасос. Портрет см. на стр. 473. Соч.: Papers on mechanical and physical subjects, v. 1-3, Camb., 1900-03. Рейнольдса уравнение (по имени О. Рейнольдса) — см. в статье Турбулентное течение. Рейнольдса число (по имени О. Рейнольдса) — безразмерный параметр, характеризующий собой соотношение инерционных сил и сил внутреннего трения в потоке жидкости или газа. Равен произведению плотности {{}}, характерных значений скорости V и линейного размера L, делённому на динамическую вязкость {{}}: Re = {{}}VL/{{}}. В качестве подобия критерия Р. ч. первоначально было введено Рейнольдсом (1883) при изучении течений жидкости в трубах. Р. ч. играет важную роль в аэро- и гидродинамике. Так, например, при малых скоростях полёта, когда можно пренебречь сжимаемостью воздуха, Р. ч. является, основным параметром подобия, определяющим сопротивление аэродинамическое. В зависимости от значения Р. ч. в области вязкого течения реализуется ламинарный (Re < Re0, переходный (Re Re0) или турбулентный (Re > Re0) режим движения (Re0 — критическое Р. ч.; для потока воды, например, в трубе круглого сечения Re0 2300). жүктеу/скачать 14.24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|