Действующие на самолет силы и моменты зависят от воздушной скорости полета. Поэтому, говоря об управлении скоростью самолета, имеют в виду прежде всего воздушную скорость. Различают истинную воздушную скорость V – скорость перемещения относительно воздушных масс и индикаторную скорость Vин, которая связана с истинной воздушной скоростью соотношением
,
где - относительная плотность воздуха.
Полет с заданной скоростью может происходить как на постоянной высоте, так и в режимах набора высоты и снижения. Для управления скоростью полета производятся воздействия на тягу двигателя или на руль высоты. В первом случае тангенциальное ускорение регулируется путем изменения силы тяги, а во втором – вследствие изменения силы сопротивления.
Условиями эксплуатации самолета индикаторная скорость ограничивается по максимуму и минимуму. Максимальное значение лимитируется из соображений прочности, а нижней границей является скорость сваливания. Имеется также ограничение числа М полета. Поэтому при полете на режимах, близких к граничным, скорость должна строго контролироваться. Автоматическая стабилизация воздушной скорости освобождает летчика от выполнения этой функции, позволяя ему сосредоточиться на решении других задач. В случае же неустойчивости по скорости автоматическая стабилизация становится просто необходимой.
Основным задатчиком режима работы каждого двигателя является рычаг управления двигателем (РУД), который установлен в кабине экипажа самолета на мотопульте. Число рычагов определяется количеством двигателей силовой установки. Все РУД через механическую проводку связаны с гидромеханической системой (ГМС) подачи топлива в двигатель. Количество топлива, подаваемое в камеру сгорания, определяет показатель работы турбины и компрессоров двигателя и, как следствие, его тяговые характеристики.
Разомкнутая система управления скоростью полета тягой двигателя:
Передаточная функция по скорости:
Ей соответствует следующий переходный процесс:
Передаточная функция по тяге двигателя:
Ей соответствует следующий переходный процесс при ступенчатом входном сигнале, равном 10:
Передаточная функция заслонки:
Коэффициент усиления по углу атаки: К = 1
Декремент затухания: x = 0.7
Собственная частота: W = 10
Время переходного процесса t = 1 c, перерегулирование s = 10 %.
Это колебательный процесс, асимптотически устойчивый. При процесс будет стремиться к .
Ей соответствует следующий переходный процесс при ступенчатом входном сигнале, равном 10:
Замкнутая система управления скоростью полета тягой двигателя:
Передаточная функция по скорости:
Передаточная функция по тяге двигателя:
Передаточная функция заслонки:
Найдем передаточное число, при котором установившееся значение скорости будет соответствовать уровню входного сигнала:
В нашем случае это число
Тогда переходный процесс по скорости:
Переходный процесс по тяге двигателя:
Переходный процесс по заслонке:
Сделаем систему астатической по внешнему контуру и введем обратную связь по скорости:
Информация по теме: