Спосіб управління приводними ланками шестиступеневого динамічного стенда опорного типу при формуванні кутових переміщень платформи

Изобретение относится к области авиационной и космической техники, а именно: к способам управления приводными звеньями (ПЗ) шестистепенного динамического стенда (ДС) в составе имитатора акселерационных воздействий авиационного тренажера, Известен один способ управления ПЗ, ДС, который и является наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности, заключающийся в том, что перемещением ПЗ задают угловые перемещения платформы динамического стенда (ПДС) относительно трех взаимоперпендикулярных осей координат OXYZ (фиг.1), по крену, тангажу и рысканию. Разработать способы имитации движения ЛА в отказных ситуациях на авиационных тренажерах с системой подвижности (Киевский международный университет гражд. авиации: Руков. Д.А. Сотников. N ГР. 0193ИО43517; инв. № 039И012761 М., 1993, с.88, ил. 11]. Недостатком этого способа является неоптимальное использование располагаемых ходов (РХ) ПЗ при совместном угловом перемещении ПДС относительно трех осей. Для расширения диапазона перемещений создают ДС с большими РХ, что, в свою очередь, приводит к значительному росту стоимости ДС, т.к. цена растет пропорционально кубу отношения максимальных длин ПЗ и в настоящее время достигает, например, при РХ ПЗ равном 1,5 м двух миллионов долларов США. Совершенствование способов управления позволяет достигать высоких качеств имитации акселерационных воздействий (AB) при меньших ходах ПЗ. Этим объясняется постоянное стремление создавать более эффективные способы имитации AB и управления ДС. Рассматриваемая задача представляет особый интерес при имитации AB на критических режимах движения летательного аппарата (ЛА), в частности, на режиме сваливания и движения в штопоре. Актуальность имитации этого режима возникла в связи с происшедшими в последнее время катастрофами самолетов по вине экипажей, которые не смогли вывести самолет из штопора из-за отсутствия навыков пилотирования самолета в режиме штопора. Одной из причин отсутствия достоверной имитации режима штопора на авиационных тренажерах является несовершенство управления ДС. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа управления ПЗ шестистепенного ДС при формировании совместных угловых перемещений ПДС, в котором задают положение оси вращения по углу крена в поперечном направлении, а положения осей вращения по углам тангажа и рыскания - в продольном направлении, при этом координаты положения осей вращения по углам тангажа и рыскания задают в продольном отрицательном направлении максимальными и не приводящими к уменьшению совместных угловых перемещений, чем обеспечивается совместное максимальное перемещение ПДС по крену и тангажу и за счет этого расширяется число имитируемых режимов движения ЛА с помощью ДС. Поставленная задача решается тем, что в ДС перемещением ПЗ создают угловые движения ПДС относительно трех взаимоперпендикулярных осей вращения согласно с изобретением задают положение оси вращения по углу крена в поперечном направлении, а положения осей вращения по углам тангажа и рыскания - в продольном направлении таким образом, чтобы обеспечить совместные максимальные угловые перемещения ПДС по крену и тангажу, при этом координаты положения осей вращения по углам тангажа и рыскания задают в продольном отрицательном направлении максимальными и приводящими к уменьшению диапазона совместных угловых перемещений. Управление ПЗ с изменяемым положением осей вращения позволяет существенно расширить диапазоны совместных угловых перемещений ПДС. На фиг.1 представлена схема ПЗ ДС; на фиг.2 - области предельных напряжений по крену ПДС с изменяемым положением осей вращения (кривая 1) и с не изменяемым положением осей вращения (кривая 2); на фиг.3 - блок-схема устройства, реализующего способ, состоящая из блока пуска 1, вычислителей 2, 3, 4, 5, 6, 7, вычислителя имитатора акселерационных воздействий (ИАВ)8, ПЗ ДС 9. Сущность способа управления ПЗ заключается в следующем. Линейные перемещения т. O1 (мгновенного центра вращения ПДС)(фиг.1) в неподвижной системе координат OgYgZg: продольное - вдоль оси OgXg - Sx, вертикальное - вдоль оси OgYg - Sy, поперечное - вдоль оси OgZg - Sz; угловые перемещения ПДС: крена относительно оси O1X1 - g, рыскания относительно оси O1X1 -j, тангажа относительно оси O1Z1 - n, осуществляется за счет изменения длин ПЗ, которые определяются по формулам где j - номер ПЗ, j = 1,6, XHj, ZHj - координаты центров вращения нижних шарниров ПЗ: Xвj, Yвj, Zвj - изменения координат центров вращения верхних шарниров ПЗ, рассчитываемые по формулам где Xвoj, Yвoj, Zвoj - координаты центров вращения верхних шарниров в системе координат OXYZ; Yср - расстояние между центрами вращения нижних и верхних шарниров вдоль оси OgYg при рабочем ходе ПЗ равном lср; Zg - координата положения оси O1X1 вдоль оси OZ относительно точки 0, определяемая по формуле где b, g, J - параметры, зависящие от максимального хода ПЗ. Для ПЗ с ходом 1,5 м b=4,12м, g = 20о, J =24°, x J - координата положения оси O Z вдоль оси ОХ относительно точки О, определяемая по формуле 1 1 где K J , h, J1, J2 - параметры, зависящие от максимального хода ПЗ. Для ПЗ с ходом 1,5 м K J = 0,14, h = 3,572 м, J1 = 12°, J2 = 14°. Хj - координата положения оси O1Y1 вдоль оси ОХ относительно точки О, определяемая по формуле X , X ,J ,J где y1 y 2 1 2 - параметры, зависящие от максимального хода ПЗ. Для ПЗ с ходом 1,5 м X y1 = 1,78 м, X y 2 = 0,3 м, J1 = 12°, J2 = 15°. Устройство, реализующее способ, работает следующим образом. Блок 1 осуществляет включение устройства в комплекс со всеми имитаторами тренажера. Блок 2 задает исходные данные b, h, g, J, J1, J2 , k J , Xy1, Xy 2 , поступающие в блоки 3, 4 и 5; Xвoj, Yвoj, Zвoj, Yср, поступающие в блок 5; Xнj, Zнj, поступающие в блок 7. Вычислитель имитатора акселерационных воздействий 8 формирует потребные перемещения ПДС, которые поступают в блоки 3, 4, 5 и 6. В блоке 3 вычисляется X J , в блоке 4 - Хy , в блоке 5 - Zg, которые поступают в блок 5, где вычисляются Xвj, Yвj, Zвj, поступающие в блок 7. В блоке 7 вычисляются I j, которые поступают как управляющие сигналы на ПЗ 9ДС. На фиг.2 представлены области предельных перемещений по крену ПДС в зависимости от угла тангажа ПДС с неизменяемым положением осей - кривая 2 - и с изменяемым положением осей вращения, рассчитанным по формулам 3, 4, 5 - кривая 1. Из сравнения этих кривых видно, что изменение положения осей вращения, например, при J = 15° расширяет диапазон по крену в два раза. Предлагаемый способ управления ПЗ-реализован на АНТК им. О.К.Антонова в имитаторах акселерационных воздействий тренажера самолета Ан-74 и исследовательского пилотажного стенда самолета Ан-70.