Экспериментальные исследования возможности динамического регулирования рабочего давления в гидравлической системе летательных аппаратов

Аннотация

В рамках изучения возможности ограничения времени работы гидравлических агрегатов летательных аппаратов в полете под высоким давлением и в целях продления срока службы бортовой гидравлической системы проведены экспериментальные исследования по изменению уровня номинального рабочего давления в гидравлической системе комплексного стенда ЦАГИ для отработки электрогидравлических рулевых приводов и систем управления летательных аппаратов. Регулирование давления по режимам полета предполагает возможность снижения отбора мощности от авиадвигателя, а также значительно упрощает процесс перехода на более высокий уровень номинального рабочего давления в гидравлических системах, что может снизить массу и объем гидравлического оборудования летательного аппарата. Показано, что использование специального устройства --- редукционного блока --- позволяет дистанционно по командным сигналам системы управления регулировать в широком диапазоне значений давление гидропитания приводов на испытательном стенде. Применение редукционного блока автоматизирует процесс и расширяет виды экспериментальных исследований рулевых приводов, например, при имитации различных режимов полета или отказных ситуаций при полунатурном моделировании динамики движения летательного аппарата. Приведены описание и принцип действия основных элементов редукционного блока. В результате исследования динамики переходных процессов по изменению давления выявлено, что принципиальная схема предлагаемого редукционного блока может применяться не только на испытательном стенде, но и на борту современных и перспективных летательных аппаратов в целях создания интеллектуальных гидравлических систем нового поколения

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ (проект № 23-19-00464)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ерофеев Е.В. Экспериментальные исследования возможности динамического регулирования рабочего давления в гидравлической системе летательных аппаратов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 3 (150), c. 57--75. EDN: YFRSAT

Литература

[1] Матвеенко А.М., Зверев И.И. Проектирование гидравлических систем летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1982.

[2] Черненко Ж.С., Лагосюк Г.С., Никулинский Г.Н. и др. Гидравлические системы транспортных самолетов. М., Транспорт, 1975.

[3] Шумилов И.С. Возможные пути снижения массы системы управления рулями самолета. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, № 2. EDN: QABSSB

[4] Борис Ю.А. Форсирование давления в резервированной гидросистеме самолета при отказах ее каналов. Техника воздушного флота, 1991, № 3, с. 24--35.

[5] Матвеенко А.М., Долгушев В.Г., Петровичев В.И. и др. Повышение эффективности бортовых гидросистем ЛА за счет адаптации рабочего давления. ASTEC’07, 2007, с. 7.

[6] Guo S., Chen J., Lu Y., et al. Hydraulic piston pump in civil aircraft: current status, future directions and critical technologies. Chinese J. Aeronaut., 2020, vol. 33, no. 1, pp. 16--30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cja.2019.01.013

[7] Долгушев В.Г., Ионов В.А., Кун Н.В. и др. Тенденции развития современных авиационных бортовых гидросистем. Труды МАИ, 2017, № 95. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=84461

[8] Demarchi J., Ohlson J. Flight testing an 8000 psi lightweight hydraulic system. SAE Tech. Pap., 1977, paper 771007. DOI: https://doi.org/10.4271/771007

[9] Robert W.M. High-pressure hydraulics for the A380. Overhand & Maintenance, 2005, vol. 18, no. 6, pp. 43--45.

[10] Zhao Y., Bao Y., Zhang C., et al. Design and analysis of variable pressure control of aircraft hydraulic system. ICMCCE, 2020, pp. 815--819. DOI: https://doi.org/10.1109/ICMCCE51767.2020.00179

[11] Wang Z., Chen B. Characters of future aircraft hydraulic system. SSCAE, 1999, vol. 1, no. 3, pp. 1009--1742.

[12] Aerospace hydraulic pump controls. Aerospace Information AIR5872A. Warrendale, SAE International, 2017.

[13] Spencer J.E. Development of variable pressure hydraulic systems for military aircraft utilising the "smart hydraulic pump". ImechE, 1993, pp. 101--111.

[14] Матвеенко А.М., Пейко Я.Н., Комаров А.А. Расчет и испытания гидравлических систем летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1974.

[15] Смагин Д.И., Пугачев Ю.Н., Долгов О.С. К вопросу испытаний бортовых гидравлических систем и их значение при разработке современных видов воздушных судов. Труды МАИ, 2011, № 44. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=25118

[16] Erofeev E., Khaletsky L., Skryabin A., et al. Methodologies and test-rig configurations for experimental improvement of flight control actuation systems. R3ASC, 2018, pp. 109--116.

[17] Сабельников В.И., Колеватов Ю.В., Фадеев Ю.В. Гидросистема для нагружения авиационных конструкций при прочностных испытаниях. Патент РФ 2267759. Заявл. 08.01.2004, опубл. 10.01.2006.

[18] Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. М., Машиностроение, 1987.

[19] Mileti J.A., Lawhead P.M. Controlled pressure pumps for more efficient hydraulic systems. SAE Tech. Pap., 1986, paper 861844. DOI: https://doi.org/10.4271/861844

[20] Wilson T.M., Hasenoehrl T.R., Chin E.C., et al. Engine driven pump (EDP) automatic depressurization system. Patent US 9823670. Appl. 25.11.2014, publ. 21.11.2017.