Підсистема управління передкрилками та закрилками
Закрилки — поверхні, що відхиляються, симетрично розташовані на задній кромці крила. Закрилки в убраному стані є продовженням поверхні крила, тоді як у випущеному стані можуть відходити від нього з утворенням щілин. Використовуються для покращення несучої здатності крила під час зльоту, набору висоти, зниження та посадки, а також при польоті на малих швидкостях.
Принцип роботи закрилків у тому, що з їх випуску збільшується кривизна профілю, а разі висувних закрилків також площа поверхні крила, отже, збільшується і підйомна сила. Підйомна сила, що зросла, дозволяє літальним апаратам летіти без звалювання при меншій швидкості. Таким чином, випуск закрилків є ефективним способом зниження злітної та посадкової швидкостей. Разом з тим, під час випуску закрилків збільшується опір, що є небажаним. Тому на зльоті закрилки випускаються завжди на менший кут, ніж під час посадки. При випуску закрилків також змінюється поздовжнє балансування літака через додатковий поздовжній момент. Це ускладнює керування літаком (на багатьох сучасних літаках пікіруючий момент при випуску закрилків компенсується перестановкою стабілізатора на заданий негативний кут).
Закрилки, що утворюють під час випуску профільовані щілини, називають щілинними. Закрилки можуть складатися з кількох секцій, утворюючи кілька щілин (зазвичай, від однієї до трьох). Наприклад, на Ту-154М застосовуються двощілинні закрилки, а на Ту-154Б - трищілинні. Наявність щілини дозволяє потоку перетікати з області підвищеного тиску (нижня поверхня крила) в область зниженого тиску (верхня поверхня крила). Щілини спрофільовані так, щоб струмінь, що випливає з них, була спрямована подотичної до верхньої поверхні, а переріз щілини має плавно звужуватися для збільшення швидкості потоку. Пройшовши через щілину, струмінь з високою енергією взаємодіє з «млявим» прикордонним шаром і перешкоджає утворенню завихрень та відриву потоку. Цей захід дозволяє «відсунути» зрив потоку на верхній поверхні крила на більші кути атаки і великі значення підйомної сили.
Передкрилки - поверхні, що відхиляються, встановлені на передній кромці крила. При відхиленні утворюють щілину, аналогічну такою у щілинних закрилків. Передкрилки, що не утворюють щілини, називаються носками, що відхиляються. Як правило, передкрилки автоматично відхиляються одночасно із закрилками, але можуть і керуватися незалежно. В цілому, ефект функціонування передкрилків полягає у збільшенні допустимого кута атаки, тобто зрив потоку з верхньої поверхні крила відбувається при більшому куті атаки.
На сучасних літаках передкрилки та закрилки зазвичай виконують багатосекційними, що запобігає їхньому заклиненню при деформаціях консолей крила під дією зовнішніх навантажень. Враховуючи особливу важливість синхронного випуску передкрилків і закрилків для забезпечення безпеки польотів, на сучасних ЛА часто використовують для їх випуску та прибирання гвинтові механізми, які рухаються від гідравлічної або електричної систем.
Так, на рис.1.35 зображено принципову схему управління передкрилками літака Іл-86. На кожній консолі крила встановлено шість секцій передкрилок, які відхиляються дев'ятьма гвинтовими механізмами. У свою чергу момент, що крутить, на гвинтові механізми передається трансмісією, що проходить через всю консоль крила. Така конструкція системи дозволяє просто забезпечити синхронність випуску предкрылков.
Джерелом енергії є гідравлічна система (ГС1 та ГС3), яка забезпечує роботу кермового приводу. У систему управління передкрилками входять: ручка управління передкрилками та закрилками; електродистанційна система контролю та управління з блоком передкрилок МКВ-47, що задає; кермовий привід РП71-01; блок кінцевих вимикачів МКВ-45; трансмісія; обвідний і два кутові редуктори, 18 гвинтових механізмів з муфтою граничних навантажень у кожному.
При переміщенні ручки замикаються відповідні контакти в МКВ-47 і живлення подається на блок кінцевих вимикачів МКВ-45 і електрогідравлічні клапани рульового приводу. Рульовий привід РП71-01 – двоканальний електрогідравлічний механізм реверсивної дії обертального типу. Потужність приводу складає 8,8 л. Обертання від рульового приводу передається на редуктор, від якого трансмісія йде у двох напрямках: до лівих та правих передкрилок. На редукторі встановлено блок кінцевих вимикачів МКВ-45, який механічно пов'язаний із трансмісією передкрилок. Замикання та розмикання контактів у МКВ-45 відбувається залежно від положення передкрилків.
Призначення трансмісії - передача руху від кермового приводу до гвинтових механізмів передкрилок. Трансмісія, крім того, забезпечує синхронний випуск та прибирання лівих та правих передкрилок. Трансмісія являє собою ряд валів, з'єднаних між собою в один безперервний ланцюг карданами. Вали обертаються у 22 опорах на передньому лонжероні крила. У місцях виходу трансмісії із центроплану встановлено кутові редуктори. Кутові редуктори призначені для зміни напряму прокладання трансмісії.
Подібну конструкцію може мати і система керування закрилками. Як приклад розглянемо систему управління закрилками літака Іл-76 (рис.1.36).Трищілинні розсувні закрилки, призначені для збільшення підйомної сили крила при зльоті та посадці, розташовані за заднім лонжероном крила та розділені на внутрішні та зовнішні. Час випуску закрилків трохи більше 30 сек, час збирання - трохи більше 30 сек. Закрилками керують за допомогою ручки, встановленої на центральному пульті в кабіні льотчиків ліворуч від ручки керування передкрилками. Ручка приводить у дію електросистему, яка керує гідроприводом РП60-3, що отримує живлення від гідросистем ГС1 та ГС2. Гідропривід, встановлений у відсіку гідрообладнання за центропланом, за допомогою обвідного, кутових редукторів та валів трансмісії приводить у дію кулькові гвинтові механізми, які, у свою чергу, приводять у дію основну ланку кожного закрилка. Розсування ланок закрилка здійснюється механізмом розсування, розташованим усередині закрилка.
Випуск закрилків до 30 ° відбувається без розсування. Зі збільшенням кута випуску понад 30° закрилки розсуваються. При прибиранні закрилків порядок зворотний. Для фіксації закрилків у крайньому або будь-якому проміжному положенні служать гальма, наявні в гідроприводі, встановлені протизбиральні електромеханічні гальма ТЕМ-4, призначені для автоматичного зупинення закрилків у разі обриву (роз'єднання) трансмісії. Останні положення закрилків визначаються регулюванням механізму кінцевих вимикачів, який встановлений на корпусі гідроприводу. При налагодженні та регулюванні керування закрилками на технічному обслуговуванні користуються ручним приводом.
При встановленні ручки керування закрилками на центральному пульті в положення "Прибирання" або "Випуск" живлення подається на обмотки гідроклапанів приводу РП60-3. Гідроклапани, спрацьовуючи, підводять тиск з гідросистем 1 і 2 каналами до керуючих золотниківприводу та в порожнині гальм. Положення золотників обумовлює обертання гідродвигунів у напрямку, що відповідає прибиранню або випуску закрилків. Одночасно звільняються гальма та з ними вся трансмісія управління закрилками. Гідродвигуни через диференціальний редуктор приводять у дію вихідний вал приводу. Далі за допомогою обвідного та кутових редукторів, валів та редукторів гвинтових механізмів стануть у пригоді обертання ходові гвинти гвинтових механізмів, що викликає переміщення гайок і, таким чином, рух закрилків.
При установці ручки керування закрилками в середнє положення електроланцюги гідроклапанів розмикаються двічі: по плюсовому та мінусовому ланцюгам, що підвищує надійність електросистеми керування. Знеструмлені гідроклапани перекривають магістралі подачі, внаслідок чого падає тиск рідини в каналах золотників, що управляють, і порожнинах гальм. Золотники займають нейтральне становище, гідродвигуни зупиняються. Одночасно загальмовуються вали гальм, а разом із ними і вся трансмісія керування закрилками. Закрилки утримуються у заданому положенні гальмами приводу. Аналогічно дія системи при розмиканні електроланцюгів гідроклапанів у крайніх положеннях закрилків.
Рульовий привід РП-60 призначений для відхилення закрилків та передкрилків на літаку Іл-76 через механічну трансмісію і є реверсивним підсилювальним електрогідравлічним механізмом обертального типу. Для збільшення надійності роботи гідравлічні та електричні елементи приводу зарезервовані і становить два одночасно працюючі канали, що мають загальну механічну частину - диференціальний редуктор, що підсумовує потужність двох каналів на вихідний валу приводу.
Гідравлічне живлення кожного каналу здійснюється від незалежних гідросистемлітака, а електричне харчування – від незалежних джерел живлення. При відмові одного з каналів приводу швидкість обертання на вихідному валу знижується вдвічі за збереження крутного моменту. При технічному обслуговуванні та відсутності тиску в гідросистемах літака обертання вихідного валу приводу здійснюється від ручного приводу за допомогою знімного пристрою
Рульовий привід складається з наступних основних вузлів:
-двох гідродвигунів та двох гальм.
Рис.1.37.Схема кермового приводу РП-60
Головка управління (Рис.1.37) є двокаскадним електрогідропідсилювачем, що перетворює електричний сигнал у витрату робочої рідини і служить для керування роботою гідродвигуна та гальма.
Редуктор призначений для підсумовування потужності двох каналів і передачі обертання двох гідродвигунів або ручного приводу на вихідний вал, а також для приводу механізму кінцевих вимикачів МКВ-42А-2сер. При цьому редуктор знижує кількість обертів гідродвигунів до необхідного числа обертів на вихідному валу.
Гідродвигун призначений для перетворення енергії робочої рідини в механічну роботу і являє собою дев'ятиплунжерний двигун аксіального типу з блоком циліндрів (ротором), що обертався, і нерухомим похилим диском.
Гальмо призначене для фіксації валу гідродвигуна в будь-якому положенні, запобігаючи провертанню його від зовнішнього навантаження за відсутності сигналу управління.
На сучасних літаках може використовуватись і електрична система управління закрилками, наприклад, на літаку Суперджет (рис.1.38).