Analiza stabilnoêci uk adu hydraulicznego

Transkrypt

1 Analiza stabilnoêci uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem LESZEK U ANOWICZ U ytkowanie instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem odbywa si w z o onych warunkach, w zwiàzku z czym ró ne procesy i czynniki wywierajà wraz z up ywem czasu ujemny wp yw na ich charakterystyki. Uk ady hydrauliczne wspomagania sterowania samolotem nara one sà bardziej ni inne serwomechanizmy na zmiany wymuszenia i zak óceƒ, zwiàzanych g ównie z oddzia ywaniem na p aszczyzny sterowe samolotu zmiennych w czasie lotu obcià eƒ aerodynamicznych. Bezpieczeƒstwo lotu wymaga, aby uk ad hydrauliczny wspomagania sterowania samolotem by stabilny, tzn. po ka dym zak óceniu, niezale nie od jego pochodzenia i wartoêci, wraca do stanu równowagi. Wa nym elementem oceny stanu technicznego instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem, podczas jej eksploatacji, sà wartoêci ciênienia w niej wyst pujàce, przy których serwozawory hydrauliczne instalacji pracujà stabilnie. Wynika stàd wymaganie i koniecznoêç przeprowadzenia analizy stabilnoêci serwozaworów instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem. Analiza stabilnoêci z uwzgl dnieniem wszystkich zjawisk zachodzàcych w procesie sterowania samolotem jest trudna ze wzgl du na du à liczb czynników majàcych wp yw na charakter zjawiska. Parametry okreêlajàce stany przejêciowe ulegajà cz sto w czasie eksploatacji instalacji znaczàcym zmianom. Badania stabilnoêci serwomechanizmów hydraulicznych instalacji wspomagania sterowania mo na wykonaç metodami liniowymi rozwini tymi w teorii automatycznej regulacji [1, 2], tj. stosujàc uproszczonà operatorowà funkcj przejêcia uk adu otwartego. Na podstawie funkcji operatorowej mo na wykreêliç charakterystyki cz stotliwoêciowe serwomechanizmu hydraulicznego instalacji wspomagania sterowania. Charakterystyki cz stotliwoêciowe serwomechanizmu hydraulicznego mo na wykreêliç we wspó rz dnych biegunowych (hodograf Nyquista) lub Blacka (na osi odci tych faza w stopniach, a na osi rz dnych modu w decybelach). StabilnoÊç uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem najlepiej jest oceniaç za pomocà parametru, jakim jest ciênienie. Dlatego te stabilnoêç uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania najkorzystniej jest ustalaç na podstawie znajomoêci charakterystyki amplitudowo-fazowej we wspó rz dnych biegunowych (Nyquista). DogodnoÊç wyboru charakterystyki amplitudowo-fazowej we wspó rz dnych biegunowych wynika z faktu, e g ównym parametrem analizy w tej metodzie jest ciênienie w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania. Praca zawiera wyniki analizy stabilnoêci serwomechanizmu wspomagania sterowania samolotu Su-22. Zaproponowanà w pracy metod mo na wykorzystaç do badaƒ symulacyjnych projektowanych uk adów hydraulicznych wspomagania sterowania samolotu. Instalacja hydrauliczna wspomagania sterowania samolotem Zasada dzia ania uk adu sterowania samolotem zaprezentowana zostanie na przyk adzie schematu kinematycznego kana u pod u nego sterownia samolotem przedstawionego na rys. 1. W sk ad takiego uk adu sterowania wchodzà: urzàdzenie korygujàce wartoêç si na drà ku sterowym (ARZ-1), Dr in. Leszek U anowicz jest pracownikiem Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych w Warszawie. Rys. 1. Schemat kinematyczny kana u pod u nego uk adu sterowania samolotem spr ynowy mechanizm obcià ajàcy (MO), nieliniowy mechanizm ró nicowy (MN), urzàdzenia wykonawcze systemu automatycznego sterowania (RA-30A, RAU- 107A) oraz serwomechanizmy hydrauliczne (BU-250). Uk ad sterowania samolotem przedstawiony na rys. 1 jest uk adem wspomaganym hydraulicznie przez zastosowanie w nim serwomechanizmów hydraulicznych. Serwomechanizmy hydrauliczne wspomagania uk adu sterowania samolotem zasilane sà z instalacji hydraulicznej. Przyk adowy schemat instalacji hydraulicznej zasilajàcej serwomechanizmy 18

2 Rys. 2. Schemat ideowy uk adu zasilania instalacji hydraulicznej: 1 pok adowy króciec t oczenia, 2 pompa hydrauliczna, 3 pok adowy króciec odsysania, 4 oddzielacz par, 8, 19 zawór zwrotny, 14 zawór czó enkowy, 18 zawór elektrohydrauliczny, 28 d awik jednokierunkowy, 29 zawór roz àczny, 30, 31 wzmacniacz hydrauliczny lotki, 32 filtr zlewu z II instalacji hydraulicznej, 33 zbiornik hydrauliczny z nadciênieniem, 34 filtr wysokiego ciênienia z II instalacji hydraulicznej, 37 pompa awaryjna, 38, 39 sygnalizator ciênienia, 40 króciec nape nienia, 41 zasobnik hydrauliczny, 42 zawór bezpieczeƒstwa, 43 silnik hydrauliczny, 44 hamulec hydrauliczny, 45 wzmacniacz hydrauliczny statecznika p ytowego prawy, 46 wzmacniacz hydrauliczny, 47 wzmacniacz hydrauliczny steru kierunku hydrauliczne przedstawiono na rys. 2. Instalacja hydrauliczna zasilajàca serwomechanizmy hydrauliczne sk ada si najcz Êciej z uk adu zasilania i serwomechanizmów hydraulicznych, zwanych popularnie wzmacniaczami hydraulicznymi. W uk adzie hydraulicznym sterowania samolotem pracujà serwomechanizmy hydrauliczne, w których wejêciowym sygna em sterujàcym jest sygna elektryczny lub mechaniczny. Serwomechanizmem hydraulicznym nazywamy ka de urzàdzenie sterujàce ze sprz eniem zwrotnym, z hydraulicznym wzmocnieniem mocy. Zadaniem serwomechanizmu hydraulicznego jest przekszta cenie sygna u wejêciowego (mechanicznego lub elektrycznego) na wyjêciowy sygna hydrauliczny proporcjonalny do sygna u wejêciowego. Przyk adem serwomechanizmu hydraulicznego, w którym wejêciowym sygna em sterujàcym jest sygna elektryczny, jest serwomechanizm RA-30A. Schemat ideowy serwomechanizmu hydraulicznego RA-30A przedstawiono na rys. 3. Innym przyk adem jest serwomechanizm hydrauliczny BU-250, w którym wejêciowym sygna em sterujàcym jest sygna mechaniczny. Schemat ideowy serwomechanizmu hydraulicznego BU-250 przedstawiono na rys. 4. Dzia anie serwomechanizmu hydraulicznego RA-30 polega na zamianie sygna u elektrycznego, podawanego z bloku sterowania i kontroli w warunkach automatycznego sterowania (tzw. sterowania przez autopilota) na przemieszczenie trzonu wyjêciowego sterujàcego suwakiem serwomechanizmu hydraulicznego BU-250. Opis budowy i zasad pracy serwomechanizmu hydraulicznego RA-30A przedstawiono w pracy [3]. W niniejszej pracy analizie poddany zostanie serwomechanizm hydrauliczny BU-250 z symetrycznym si ownikiem dwustronnego dzia ania, mechanicznym sygna em wyjêciowym, z po o eniowym wspó czynnikiem wzmocnienia serwomechanizmu równym jednoêci. Dzia anie serwomechanizmu hydraulicznego BU-250 polega na zamianie sygna u mechanicznego, pochodzàcego od wolanta lub drà ka sterowego (patrz rys. 1), na wzmocnione Rys. 3. Schemat ideowy serwomechanizmu hydraulicznego RA-30 z wejêciowym, sterujàcym sygna em elektrycznym 19

3 Rys. 4. Schemat ideowy serwomechanizmu hydromechanicznego BU-250 z wejêciowym, sterujàcym sygna em mechanicznym: 1 wahacz wyjêciowy, 2 oê obrotu, 3 dêwignia sterujàca, 4 trzon si ownika, 5 rozdzielacz serwomechanizmu, 6 korpus, 7 zawór zwrotny, 8 filtr, 9 cylinder si ownika, 68 t ok energià hydraulicznà przemieszczenie odbiornika mocy, w tym wypadku powierzchni sterowej. Opis budowy i zasad pracy serwomechanizmu hydromechanicznego BU-250 przedstawiono w pracy [4]. Sprz enie zwrotne od po o enia lub pr dkoêci, tj. idea uk adu regulacji w serwomechanizmie hydraulicznym, realizowane jest przez po àczenie sztywnà dêwignià suwaka rozdzielacza przep ywowego z t oczyskiem si ownika serwomechanizmu hydromechanicznego. Schemat ideowy serwomechanizmu hydraulicznego z mechanicznym sprz eniem zwrotnym przedstawiono na rys. 5. Serwomechanizm hydromechaniczny BU-250 pe ni funkcj elementu wykonawczego w nieodwracalnym uk adzie ste- Rys. 5. Schemat ideowy serwomechanizmu hydraulicznego z mechanicznym sprz eniem zwrotnym rowania p ytowym usterzeniem wysokoêci samolotu Su-22. Oznacza to, e przy braku zasilania ciênieniem serwomechanizmu hydromechanicznego sterowanie samolotem jest niemo liwe. NiesprawnoÊç serwomechanizmu hydromechanicznego w postaci zablokowania suwaka rozdzielacza oznacza brak mo liwoêci sterowania pod u nego i poprzecznego samolotu, zaê nadmierne tarcie suwaka rozdzielacza oznacza przemieszczenie si drà ka sterowego z du ymi oporami oraz chodzenie drà ka sterowego z niewielkim wychyleniem si stabilizatora. Transmitancja uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem Jak wynika z analizy pracy serwomechanizmu hydraulicznego uk adu sterowania samolotem, ruch si ownika serwomechanizmu sterowany jest przez wzgl dne otwarcie rozdzielacza serwomechanizmu. Schemat blokowy serwomechanizmu uk adu sterowania samolotem ze wspomaganiem hydraulicznym przedstawiono na rys. 6. W schemacie przyj to nast pujàce oznaczenia podstawowe: x(t) wielkoêç wejêciowa (przesuni cie suwaka rozdzielacza serwomechanizmu hydraulicznego), y(t) wielkoêç wyjêciowa (przesuni cie t oka si ownika serwomechanizmu hydraulicznego), e wzgl dne otwarcie rozdzielacza serwomechanizmu hydraulicznego (e = x y), H 1 transmitancja uk adu hydraulicznego wspomagania pod u nego sterowania samolotem. Serwomechanizm hydromechaniczny przedstawiony na rys. 4 mo na opisaç trzema równaniami: zale noêci kinematycznej, bilansu nat eƒ przep ywu i si. Sprz enie zwrotne utworzone jest kinematycznie przez po àczenie ci gna sterujàcego suwakiem rozdzielacza z ruchomà cz Êcià si ownika serwomechanizmu hydraulicznego. Oznaczajàc przez z po o enie ci gna sterujàcego, a przez λ po o enie uk adu dêwigniowego (λ = ) zgodnie z rys. 7, mo na napisaç αγ βγ Rys. 6. Równowa ny schemat blokowy serwomechanizmu uk adu sterowania samolotem ze wspomaganiem hydraulicznym 20

4 zale noêç kinematycznà uk adu sterowania suwakiem (tarczà) rozdzielacza o nast pujàcej postaci: αγ z y = (x y) = λe (1) βγ Równania nat eƒ przep ywu serwomechanizmu hydraulicznego w kierunku komór si ownika serwomechanizmu majà nast pujàcà postaç: gdzie: Q i Q B nat enie przep ywu w kierunku komór A i B si ownika serwomechanizmu, W wzmocnienie serwomechanizmu hydraulicznego, p A i p B ciênienia w komorach A i B si ownika serwomechanizmu, B modu spr ystoêci obj toêciowej cieczy, λ po o enie uk adu dêwigniowego, F pole powierzchni efektywnej si ownika serwomechanizmu, V t obj toêç si ownika serwomechanizmu przy Êrodkowym po o eniu t oka. Na podstawie równaƒ przep ywu (2) mo na dla tego typu serwomechanizmu hydraulicznego (wzmacniacza hydraulicznego), stosujàc zapis operatorowy, napisaç: gdzie: Q 0 obj toêciowe nat enie przep ywu przez przekroje przep ywowe rozdzielacza serwomechanizmu przy ró nicy ciênieƒ p = /2, ciênienie na dop ywie do cylindra si ownika serwomechanizmu. Dla rozpatrywanego uk adu sterowania mo na napisaç równanie si o postaci: (2) (3) (4) skàd po przekszta ceniach dochodzi si do odwróconej transmitancji uk adu o postaci: Wprowadzajàc do równania (6) w miejsce operatora Laplace a (s) pulsacj (jω) dochodzi si, po odpowiednich przekszta ceniach, do transmitancji widmowej uk adu, okreêlonej równaniem: przy czym: Wyprowadzona zale noêç na transmitancj uk adu stanowi podstaw do analizy stabilnoêci metodami liniowymi rozwini tymi. Najbardziej przydatne do oceny stabilnoêci uk adu na podstawie znajomoêci charakterystyki amplitudowo-fazowej jest kryterium Nyquista. Badanie stabilnoêci wed ug tej metody polega na wykreêleniu hodografu H 1 (jω) na p aszczyênie zespolonej i zbadanie kàta obrotu tego wektora podczas jego ruchu wzd u hodografu od punktu ω = 0 do punktu ω = +. Uk ad jest stabilny, jeêli przyrost argumentu wektora równa si zeru. Oznacza to, e hodograf nie mo e obejmowaç punktu (-1, j0). JeÊli hodograf H 1 (jω) przecina oê rzeczywistà w punkcie (-1, j0), to uk ad znajduje si na granicy stabilnoêci. (6) (7) gdzie: C r i C s wspó czynniki proporcjonalnoêci si do przemieszczenia odpowiednio dla rozdzielacza i si ownika, m masa na t oczysku si ownika, χ wspó czynnik oporów tarcia wiskotycznego w elementach uk adu. Po przekszta ceniu Laplace a równanie (4) otrzymuje postaç: (p A p B )F = C r y(s) + C s y(s) = χsy(s) + ms 2 y(s) (5) Podstawiajàc równanie (5) do równania (3) otrzymuje si : Rys. 7. Rysunek pomocniczy do wyznaczenia zale noêci kinematycznej uk adu sterowania suwakiem rozdzielacza serwomechanizmu hydraulicznego Wspó czynniki wyst pujàce w równaniu (7) uzupe niajà jednoêç zarówno w jego cz Êci rzeczywistej, jak i urojonej. Wyznaczenie wartoêci wspó czynników równania (7) dokonano dla uk adu pod u nego i poprzecznego sterowania samolotem Su-22. Na 21

5 podstawie wymiarów konstrukcyjnych serwomechanizmu hydraulicznego (wzmacniacza hydraulicznego) BU-250 oraz wyników pomiarów, przyj to do obliczeƒ nast pujàce wartoêci: najmniejsze ciênienie zasilania wzmacniacza hydraulicznego min = 10 MPa, wzmocnienie serwomechanizmu hydraulicznego W = 3,5 m 2 /s, pole powierzchni efektywnej t oków si ownika serwomechanizmu F = 0,0125 m 2, wspó czynnik proporcjonalnoêci si y do przemieszczenia dla tarczy rozdzielacza C r = 1950 N/m, wspó czynnik proporcjonalnoêci si y do przemieszczenia dla trzonu si ownika hydraulicznego C s = N/m, obj toêciowe nat enie przep ywu w kanale rozdzielacza serwomechanizmu Q 0 = 65 dm 3 /min, obj toêç cylindra si ownika dla Êrodkowego po- o enia t oków w cylindrze V t = 0,0047 m 3, modu spr ystoêci obj toêciowej cieczy wyznaczony w oparciu o prac [5] z uwzgl dnieniem sprawnoêci wolumetrycznej uk adu B = 9, N/m 2, wspó czynnik oporów tarcia wiskotycznego w elementach uk adu χ = 913,3 Ns/m, prze o enie sprz enia zwrotnego λ = 2,8. Na podstawie wymienionych wartoêci wyznaczono wspó czynniki równania (7), które wynoszà: a 1 = 0,0012, a 2 = 0,0058, b 1 = 0,0032, b 2 = 0,0019, b 3 = 0,0297. Suma wspó czynników równania (7) zarówno w cz Êci rzeczywistej, jak i urojonej nie przekracza 3,5% g ównego sk adnika, to znaczy mo na je pominàç nie zmniejszajàc przydatnoêci praktycznej równania (7) do analizy stabilnoêci uk adu. Pomijajàc wspó czynniki w równaniu (7) mo na je uproêciç, otrzymujàc transmitancj amplitudowo-fazowà uk adu o postaci: Hodografy Nyquista na p aszczyênie zespolonej Wykorzystujàc równanie (8) oraz podane w poprzednim rozdziale wartoêci: wzmocnienia serwomechanizmu hydraulicznego W, pola powierzchni efektywnej t oków si ownika serwomechanizmu F, wspó czynnika proporcjonalnoêci si y do przemieszczenia dla tarczy rozdzielacza C r i si y do przemieszczenia dla t oczyska si ownika hydraulicznego C s, obj toêciowego nat enia przep ywu w kanale rozdzielacza serwomechanizmu Q 0, obj toêci cylindra si ownika dla Êrodkowego po o enia t oków w cylindrze V t, modu u spr ystoêci obj toêciowej cieczy B, wspó czynnika oporów tarcia wiskotycznego w elementach uk adu χ oraz prze o enia sprz enia zwrotnego λ wykreêlono charakterystyki amplitudowo-fazowe dla czterech wartoêci ciênienia na dop ywie do rozdzielacza serwomechanizmu hydraulicznego. Charakterystyki amplitudowo-fazowe uk adu sterowania pod u nego samolotu Su-22 dla czterech wartoêci ciênienia na dop ywie do rozdzielacza serwomechanizmu hydraulicznego przedstawiono na rys. 8, 9, 10, 11. Na rys. 8 przedstawiono Rys. 8. Charakterystyka amplitudowo-fazowa serwomechanizmu Su-22 przy ciênieniu = 12,0 MPa hodograf Nyquista, gdy wartoêç ciênienia na dop ywie do serwomechanizmu hydraulicznego wynosi = 12,0 MPa. Z rys. 8 wynika, e uk ad wspomagania sterowania samolotem jest w stanie niestabilnym, poniewa hodograf przecina oê odci tych w przedziale H 1 (jω) < (-1, j0), tj. przyrost argumentu wektora jest ujemny. Na rys. 9 przedstawiono hodograf Nyquista, gdy wartoêç ciênienia na dop ywie do serwomechanizmu hydraulicznego wynosi (8) w którym cz Êç rzeczywista. jest odci tà, a cz Êç urojona. Rys. 9. Charakterystyka amplitudowo-fazowa serwomechanizmu Su-22 przy ciênieniu = 15,5 MPa rz dnà na p aszczyênie zespolonej U(ω), jv(ω). Rys. 10. Charakterystyka amplitudowo-fazowa serwomechanizmu Su-22 przy ciênieniu = 21,0 MPa = 15,5 MPa. Z rys. 9 wynika, e uk ad wspomagania sterowania samolotem znajduje si na granicy stabilnoêci, poniewa hodograf przebiega przez punkt o wspó rz dnych U = -1, jv = 0. StabilnoÊç uk adu uzyskuje si zatem przy ciênieniu wy szym od wartoêci = 15,5 MPa. Na rys. 10 przedstawio- 22

6 no hodograf Nyquista, gdy wartoêç ciênienia na dop ywie do serwomechanizmu hydraulicznego wynosi = 21,0 MPa. Z rys. 10 wynika, e uk ad wspomagania sterowania samolotem jest w stanie stabilnym, poniewa hodograf przecina oê odci tych w przedziale (-1, j0) < H 1 (jω) < (0, j0), tj. przyrost argumentu wektora równa si zero. Na rys. 11 przedstawiono hodograf Nyquista, gdy wartoêç ciênienia na dop ywie do serwomechanizmu hydraulicznego wynosi = 30,0 MPa. Z rys. 11 wynika, e uk ad wspomagania sterowania samolotem jest niestabilny, poniewa hodograf przecina oê odci tych w przedziale H 1 (jω) > (0, j0). StabilnoÊç uk adu uzyskuje si zatem przy ciênieniu ni szym od wartoêci = 30,0 MPa. Rys. 11. Charakterystyka amplitudowo-fazowa serwomechanizmu Su-22 przy ciênieniu = 30,0 MPa Z analizy hodografów wynika, e stabilnoêç uk adu wspomagania sterowania samolotem Su-22 b dzie zachowana dla zakresu ciênienia zasilania zawartego w przedziale od 15,5 MPa do oko o 30,0 MPa. CiÊnienie w uk adzie wspomagania sterowania samolotem Su-22 zale y od naporu aerodynamicznego na p ytowy statecznik steru wysokoêci. Aby uk ad wspomagania sterowania samolotem Su-22 pracowa poprawnie, ciênienie zasilania serwomechanizmu hydraulicznego (wzmacniacza hydraulicznego) nie mo e byç mniejsze od wartoêci 15,5 MPa. Górne ciênienie zasilania serwomechanizmu hydraulicznego (wzmacniacza hydraulicznego) ograniczane jest przez zawór bezpieczeƒstwa wyregulowany na ciênienie 25,0 MPa. Na rys. 12 i 13 przedstawione sà przyk adowe przebiegi ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22 podczas ich przesterowywania. Na rys. 12 przedstawiono przyk adowe przebiegi ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem na poczàtku procesu jej eksploatacji, zaê na rys. 13 po przepracowaniu przez instalacj hydraulicznà wspomagania 1500 godzin. Z przebiegu ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22, na poczàtku procesu eksploatacji instalacji (patrz rys. 12) wynika, e przy braku ruchu statecznika p ytowego steru wysokoêci ciênienie w instalacji zawiera si w przedziale od 20,9 MPa do 21,3 MPa, a wi c jest wi ksze od dolnej wartoêci granicznej wyznaczajàcej obszar stabilnoêci uk adu wspomagania. Z przebiegu ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22, na poczàtku procesu eksploatacji instalacji wynika, e przy pe nym ruchu statecznika p ytowego steru wysokoêci ciênienie w instalacji zawiera si w przedziale od 19,2 MPa do 19,8 MPa, a wi c jest wi ksze od dolnej wartoêci granicznej wyznaczajàcej obszar stabilnoêci uk adu wspomagania. Z przebiegu ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22 po przepracowaniu przez uk ad 1500 godzin (patrz rys. 13) wynika, e przy braku ruchu statecznika p ytowego steru wysokoêci ciênienie w instalacji zawiera si w przedziale od 19,2 MPa do 19,7 MPa, a wi c jest wi ksze od dolnej wartoêci granicznej wyznaczajàcej obszar stabilnoêci uk adu wspomagania. Z przebiegu ciênieƒ w instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22, po przepracowaniu przez instalacj 1500 godzin wynika, e przy pe nym ruchu statecznika p ytowego steru wysokoêci ciênienie w instalacji zawiera si w przedziale od 15,0 MPa do 16,2 MPa, a wi c jest na granicy dolnej wartoêci wyznaczajàcej obszar stabilnoêci uk adu wspomagania. W czasie prób stwierdzano, e przy spadku ciênienia w uk adzie wspomagania sterowania samolotem poni ej 15,0 MPa uk ad zaczyna drgaç. Podsumowanie StabilnoÊç uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem Su-22 zale y w du ym stopniu od jego stanu technicznego i warunków eksploatacji. Z równania (8) wynika, e jeêli wartoêç modu u spr ystoêci cieczy ulegnie zmniejszeniu, to wspó czynnik przy ω 3 przybiera du e wartoêci i rz dna wy- Rys. 12. Przyk adowy przebieg ciênienia w uk adzie hydraulicznym wspomagania sterowania samolotem Su-22, podczas jego przesterowywania, na poczàtku procesu eksploatacji uk adu Rys. 13. Przyk adowy przebieg ciênienia w uk adzie hydraulicznym wspomagania sterowania samolotem Su-22, podczas jego przesterowywania, po przepracowaniu przez uk ad wspomagania 1500 godzin 23

7 kresu na p aszczyênie staje si ujemna. Uk ad staje si niestabilny. Zmniejszenie wartoêci modu u spr - ystoêci cieczy mo e byç spowodowane np. zapowietrzeniem cieczy roboczej w uk adzie (warunków eksploatacji) lub znaczàcym spadkiem sprawnoêci wolumetrycznej uk adu hydraulicznego (stan techniczny). Wyprowadzona w pracy zale noêç na transmitancj uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem stanowi podstaw do analizy stabilnoêci metodami liniowymi rozwini tymi. Do oceny stabilnoêci uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotem na podstawie znajomoêci charakterystyki amplitudowo-fazowej wykorzystano kryterium Nyquista. Badanie stabilnoêci wed ug tej metody polega na wykreêleniu hodografu H 1 (jω) na p aszczyênie zespolonej i zbadanie kàta obrotu tego wektora podczas jego ruchu wzd u hodografu od punktu ω = 0 do punktu ω = +. Uk ad jest stabilny, jeêli przyrost argumentu wektora równa si zeru. Oznacza to, e hodograf przecina oê odci tych w przedziale (-1, j0) < H 1 (jω) < (0, j0). JeÊli hodograf H 1 (jω) przecina oê rzeczywistà w punkcie (-1, j0) lub (0, j0), to uk ad znajduje si na granicy stabilnoêci. Przedstawiona w pracy analiza stabilnoêci metodami liniowymi rozwini tymi zosta a wykorzystana do oceny stanu technicznego uk adu hydraulicznego wspomagania sterowania samolotów Su-22 w czasie ich badaƒ resursowych (okreêlajàcych czas pozosta y do naprawy g ównej). Otrzymane w rezultacie analizy teoretycznej wyniki znalaz y potwierdzenie w badaniach resursowych instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotów Su-22. Na podstawie badaƒ stabilnoêci instalacji hydraulicznej wspomagania sterowania samolotem Su-22 mo na oceniç jej stan techniczny, a tym samym bezpiecznie eksploatowaç uk ad sterowania samolotem. Z analizy charakterystyk amplitudowo-fazowych uk adu wspomagania sterowania samolotem Su-22 wynika, e stabilnoêç uk adu b dzie zachowana dla zakresu ciênienia zasilania zawartego w przedziale od 15,5 MPa do oko o 30,0 MPa. Oznacza to, e instalacja hydrauliczna wspomagania sterowania samolotem Su-22, w czasie jego eksploatacji, nie mo e pracowaç poni ej ciênienia 15,5 MPa. LITERATURA 1. Guillon M.: Teoria i obliczenia uk adów hydraulicznych. WNT, Warszawa Krasowski A.: Podstawy automatyki i cybernetyki technicznej. Sowietskoje radio. Moskwa-Leningrad Michalak S., U anowicz L.: Protokó nr 2/42/97 z badaƒ elementów uk adu sterowania samolotu Su-22UM3K nr Opracowanie wewn trzne ITWL 1997r. 4. Michalak S., U anowicz L.: Konspekt szkolenia nt. uk ad sterowania pod u nego samolotu Su-22. Opracowanie wewn trzne ITWL 1997r. 5. Pizoƒ A.: Hydrauliczne i elektrohydrauliczne uk ady sterowania i regulacji. WNT, Warszawa