Конференции

 
 

Есть мнение: России необходимо развивать экранопланостроение

Тема: Есть мнение: России необходимо развивать экранопланостроение

Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Ильдусу: история этой осени с неудачным полётом французов на Долгопрудненском дирижабле к Северному полюсу должна нас ещё предостеречь. Когда ветер ураганной силы сбил специально подготовленный к этому полёту проверенный многолетней практикой АУ-20 и превратил его в груду обломков. И это - в благополучной зоне, во Франции, а вовсе не на продутом всеми ветрами Сахалине.
Игорю Бирюкову: губит не конкуренция, скорее, а разобщённость и гонор (всегда характерный для разработчиков). Плюс - как в авиации начала ХХ века, когда аэропланы считались видом спорта. Сейчас разработчики экранопланов в той же позиции застыли. Государство и "тугие кошельки" вкладываться в это дело не спешат. Поглядывают, что будет.

06.01.2009 Бирюков Андрей пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

у меня вопрос то ли к Ильдусу, то ли к Игорю: а что из себя представляет автоматика небольшого ЛА?
основные технические параметры и требования?
гидравлика тут вряд ли оправдана - скорее электроприводные исполнительные устройства.

я это к чему. наша фирма занимается промышленной автоматизацией. газоперекачивающие агрегаты(электроприводные) и другие объекты компрессорных цехов, у нефтянников что-то.
для ориентира - САУ ГПА контролирует под сотню дискретных сигналов и десятка 3 аналоговых.
датчики и исполнительные устройства - покупные либо существующие.
промышленные контроллеры собственной разработки, на иностранной элементной базе.
ПО контроллеров - свое. можно реализовать б/м любой алгоритм.
стоит это всё не дёшево, условия позволяют(на фоне цен на лицензионное ПО для АРМов и затрат на строительно-монтажные работы, цена шкафа автоматики - мелочь).

видимо, слабым местом применительно к ЛА будет время отклика: доли секунд - секунды. в определённых условиях есть резервы снижения.

06.01.2009 Ильдус пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Бирюков Андрей пишет:
"а что из себя представляет автоматика небольшого ЛА? основные технические параметры и требования?"
На небольших ЛА автоматики, связанной с пилотированием, можно считать нет. По АП-23 (Авиационные Правила, Нормы летной годности гражданских легких самолетов) при длительности полёта менее четырёх часов автопилот не требуется. Здесь шла речь об автоматики из-за неустойчивости экранопланов. Для обеспечения устойчивости по тангажу потребуется датчик угловой скорости тангажа (ДУС, в 1980 г. стоил 3400 руб., Жигули = 6000 руб.) и датчик линейных ускорений (ДЛУ), также датчик положения командного рычага управления, далее простейший вычислитель (на самолётах обычно есть коррекция по скорости и высоте) с выходом на гидропривод. Электропривод нужного быстродействия не обеспечит. Например, на Су-27 цельно поворотный стабилизатор (здоровые "лопухи" на хвосте) поворачиваются примерно 40 град/с.
Гидропривода сейчас часто применяются автономные: "маленький бак" с "маленьким гидронасосом" и всё это в одном флаконе с приводом. В общем, по реализации алгоритмов управления ничего сложного, "под сотню дискретных сигналов и десятка 3 аналоговых" - хватит и ещё останется. Проблема в надёжности. Вероятность самопроизвольного перемещения рулевых поверхностей для пассажирских самолётов не более 0,5 на 10 в минус девятой степени (кстати, ошибка в ПО экспертами оценивается как 10 в минус четвёртой степени). Отсюда четырёхкратное резервирование. Питание не менее двух независимых шин с аккумуляторами.
Когда-то я читал лекции лётчикам по электродистанционной системе управления (СДУ) и не мог понять, чего они не понимают :-). В курилке всё прояснилось: САУ выполняет кучу всяких функций и весит всего (в то время) 5 кг, СДУ выполняет функцию сервопривода и чуть-чуть демпфера и весит 100 кг.! Надёжность даром не даётся.
Далее требования по внешним воздействующим факторам (ВВФ).
Игорь пишет что: "двигатель кончился из-за промокшей электроники". Одно из требований ВВФ: стойкость к росе и внутреннему обледенению. Испытания выглядят так: прибор помещают на несколько часов в "баню" 35 град.Ц., влажность 95%, затем переносят в камеру холода минус 40 град.Ц. на несколько часов, затем в нормальные условия и включают для проверки. Прибор сначала обрастает шубой инея, затем всё это тает и течёт. Прибор включается для проверки каждый час, и так до высыхания. Отсюда соответствующая стоимость.
Ещё об ударных воздействиях.
Один из лётчиков-испытателей сравнивал ощущения при посадки Бе-200 на воду со стрельбой из пушки на Су-27. Когда на Су-27 первый раз пальнули из пушки, половина стрелочных приборов стала бесстрелочными.
***
Но всё это давно решено на самолётах, по-этому для экранопланов по технике проблем нет.

06.01.2009 Бирюков Игорь пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

На небольших самолетах автоматика ставится редко по причине дороговизны, что из себя представляет мне неведомо. Есть отдельные разработки компактных САУ для мелких ЛА, где в качестве исполнительных механизмов применяются электрические рулевые машинки. За все не знаю.
Время отклика, чем меньше тем лучше. Секунды - слишком много. Контролировать нужно два-три канала.
В принципе вопрос по САУ, под силу решить одному хорошему инженеру, умеющему пользоваться паяльником и программатором. Думаю мы так и поступим.

Боеву Дмитрию: Вы правы. Еще играет роль то, что конструктора - люди не самостоятельные. За каждым стоит финансовая структура, а капиталисты добровольно не объединяются.
Государству Российскому экранопланы не нужны. Ему вообще ничего не надо.

06.01.2009 Бирюков Игорь пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Ильдусу: Электроника была сугубо автомобильная. Не догались загерметизировать блок управления инжекторным двигателем. Зажигание пилот не отключил, поскольку был озабочен покиданием аппарата, вот там и окислилось все.
А что если применить механическу автоматику: например большой гироскоп совместить с гидроприводом. Конечно будет иметь место "уход", но для экраноплана это не страшно, поскольку он в основном находится в горизонте и нужно отрабатывать только кратковременные эволюции.

06.01.2009 Бирюков Андрей пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Ильдус, а что из себя представляют ДУС и ДЛУ (принцип действия) ?

Игорю.
а Вы какую устойчивость собираетесь обеспечивать автоматикой?
по курсу - понимаю. нужно ли так делать по крену - вопрос, может сделать аппарат изначально аэродинамически устойчивым? а по тангажу - не вижу причин не сделать устойчивым изначально.
кстати, Алексеев первые опытные образцы(маленькие) делал по схеме "утка" именно чтобы не заморачиваться устойчивостью. не думали?

из видимых минусов Вашей "касатки" - мореходность. с ростом размеров проблема будет сниматься конечно, но крыло большой хорды и малого удлиннения выглядит с этой точки зрения предпочтильнее.
да и почему оно хуже по массе - непонятно. множество коротких лонжеронов обеспечит хорошую прочность при небольшой массе. разве нет?

06.01.2009 Н Александр пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Игорю Бирюкову:
>большой гироскоп совместить с гидроприводом. Конечно будет иметь место "уход", но для экраноплана это не страшно, поскольку он в основном находится в горизонте и нужно отрабатывать только кратковременные эволюции< - что Вы имеете в виду?

06.01.2009 Бирюков Игорь пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Автоматикой мы собираемся подстраховать действия пилота и устранить кабрирующий момент при уменьшении тяги.
Из-за того, что винт создает пикирующий момент, аппарат норовит поднять нос при сбрасывании оборотов и это нужно компенсировать дачей ручки "от себя", что не удобно. А если пилот раньше летал на классическом самолете, то и противоестественно. Самолет в таком случае наоборот опускает нос. "На попа" аппарат ставили именно летчики.
Подстраховка выглядит следующим образом: машина должна без задержки реагировать на отклонение органов управления и моментально выравниваться при переводе ручки или педалей в нейтраль. Кроме того, не переходить в закритические режимы при ошибках пилотирования.
Аэродинамическая компоновка экраноплана обеспечивает стабилизацию по всем осям, но на данный момент аппарат слишком строптив. Мы же хотим сделать управление машиной доступной для не профессионалов.
Короткое крыло не подходит для экранолетов. У классической "утки" недостатков больше, чем достоинств. Однако я не вижу смысла возобновлять многочисленные дискуссии по поводу особенностей аэродинамических компоновок. Ничего нового мы здесь "не нароем".

06.01.2009 Ломазов Владимир пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Игорю Бирюкову:
Судя по всему вы понимаете вопрос профессионально. Я не специалист-самолетчик, а тем более знаток экранопланов. Но интересно очень. Ввиду тех особенностей управления экранопланом, которые вы перечислили, почему не осуществить неустойчивую схему с электронным управлением (как это давно сделано в большой авиации). Тогда, имея данные по характеру управления машиной и ее поведением, можно оптимизировать работу пилота, а главное заблокировать его грубые ошибки. Такой подход позволит двигаться дальше, основываясь на существующих и отработанных компоновках.
То, о чем вы говорите, устранено в самолетостроении переходом на электронноые схемы управления. Машины теперь сложно загнать в закритические режимы, ошибки пилотов подчищаются.
С уважением.

06.01.2009 Ильдус пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Андрею.
"а по тангажу - не вижу причин не сделать устойчивым изначально".
26.12.2008 andrey_che дал обширнейшую информацию по экранопланам, в частности о продольной устойчивости экраноплана http://ekranoplan-ru.narod.ru/C31.htm .

ДУС - принцип действия волчка http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF.
Сейчас всё большее применение находят лазерные ДУСы: две одинаковые катушки намотаны светопроводом в разные стороны (в одной плоскости) в начало каждой катушки подаётся луч света, при неподвижных катушках луч света достигает конца катушек одновременно. Если катушки вращать вокруг оси, то в одной катушке луч достигнет конца намотки быстрее, чем в другой. Измеряя разницу времени можно измерять угловую скорость. Диаметр катушек примерно 60-80 мм. Измерить 30 град/с сегодня нет проблем - этого диапазона вполне достаточно для экраноплана.

ДЛУ - "грузик на пружинке", который перемещается под действием ускорения. Перемещение преобразуется индукционным (бесконтактным) датчиком в напряжение.

Игорю.
"большой гироскоп совместить с гидроприводом". - в ДУСах и ДЛУ основная проблема снять информацию, не внося возмущений в чувствительный элемент. Поэтому в ДУСах, например, используют хитромудрости вроде магнитных пружин. Потом датчики желательно располагать в центре масс (но необязательно). Все экранопланы, рассматриваемые здесь, изготовлены по самолётной технологии и, наверняка, обладают упругой деформацией. Следовательно, измерив возмущение, датчик даст сигнал на перемещение руля. Перемещение руля вызовет упругую волну по корпусу, которая достигнет датчика, который даст сигнал на перемещение руля ..., - получим приборный флаттер на резонансной частоте корпуса (мне приходилось сталкиваться с этим на частотах от двух до 18 Гц, но при неизменной конструкции частоты достаточно стабильны). В электрических цепях это давится с помощью ФУКов (фильтров упругих колебаний), а датчики стараются ставить в узлах колебаний.
Ещё, на малых скоростях ЛА быстрее откликается на возмущение угловая скорость, с увеличением скорости быстрее начинает откликаться линейное ускорение. Поэтому одного гироскопа может быть не достаточно.

"машина должна без задержки реагировать на отклонение органов управления" - машина получится строгая в управлении (Вы это сами заметили). В ЭДСУ специально ставится апериодика с постоянной 0,05...0,15 с. В механической проводке специально делают начальную загрузку на командных рычагах управления и/или нелинейность: на малых перемещениях маленький коэфф. передачи.

""На попа" аппарат ставили именно летчики". - это заметил ещё Алексеев.

P.S. Я инженер-электронщик, поэтому не судите строго :-)

06.01.2009 Иванчин Владимир пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Очень приятно видеть конструкторов экранопланов на этой ветке форума. И ещё приятнее видеть что люди занимаются этой темой и пытаются сделать рабочую машину.

06.01.2009 Ильдус пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Игорю. Наткнулся в своём компутере случайно :-). Может быть Вы это знаете, а может и пригодится:
ЛИИ 1970 г. РУКОВОДСТВО ПО КОМПОНОВКЕ КАБИН ЭКИПАЖА
...
Для рычагов управления приводимых в движение рукой, величина усилия должна быть 4-6 кг, макс. - 10-12 кг; для рычагов приводимых в движение пальцами руки - 1-2 кг, макс. - 4 кг; ногами - 30-50 кг, макс. - 100 кг.
На аварийных рычагах и рукоятках управления допускается усилие до 20 кг.

06.01.2009 Бирюков Игорь пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Иванчин Владимир, спасибо.
Ильдус, спасибо.

Я вижу механическую стабилизацию так: берем маховик весом несколько кило и раскручиваем его тысяч до десяти оборотов. Полученный гироскоп посредством тяг соединяем с гидравлическими кранами. При уходе экраноплана от горизонтального полета гироскоп останется на месте (если не считать увод из-за присоединенных тяг), и тяги откроют соответствующий кран. Это очень грубо описано :) Но применимо для экраноплана если гироскоп периодически ставить "в ноль" как только закончится возмущающее действие. Определять когда экраноплан "в горизонте" можно например пьезогироскопом. В итоге убираем электронику из канала управления и тем добиваемся приемлемой надежности и стоимости. Правда за счет повышенного энергопотребления. Прошу воспринимать сказанное как экспромт, мы пока не занимались вопросами принудительной стабилизации.

"почему не осуществить неустойчивую схему с электронным управлением"
Думаю, за ней будущее. И только за ней. Иначе экраноплан никогда не сможет реализовать теоретическое аэродинамическое качество. Пока сие удовольствие непомерно дорого.

Существующие компоновки (Касатка в меньшей степени) застабилизированы чисто аэродинамической схемой. У Иволги например продольная стабилизация даже избыточна.
Ноги у сего растут с прошлого века, когда продольная стабилизация была главной проблемой экранопланщиков. Решая главное, люди упустили второстепенное, которое в наше время стало главным. А именно: плохая весовая отдача и низкая надежность конструкций.

06.01.2009 Ильдус пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Бирюков Игорь пишет: "А именно: плохая весовая отдача и низкая надежность конструкций".
Мне довелось потрогать руками и Бериевские амфибии и Алексеевский Лунь. Впечатления электронщика:
- у Бериева это самолёт, хотя и плавает;
- у Алексеева это корабль, хотя и летает.

Маленькая деталь. У Алексеева вся эл.проводка проложена по корабельным нормам - в стальных трубах. На самолётах, включая амфибии - в прорезиненных чехлах.

06.01.2009 Ломазов Владимир пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Игорю Бирюкову.
Спасибо, что ответили на вопрос. Мне кажется, что неустойчивая аэродинамика вкупе с электронным управлением будут дороги в разработке, но и системы стабилизации, которые вы предлагаете, не просты в доводке, съедают вес и весьма экзотичны по конструкции. Не факт, что их развивать будет дешево. Система датчиков ускорений, гироскопических датчиков не столь дороги, как может показаться, но они ничего не весят, в сравнении с механическими системами. А электроника, имея даже 4-х кратное резервирование, тоже вес не съест.
Просто к разработкам не подключились такие деньги при наличии которых другого пути просто уже никто не выберет.
Вопрос исключительно финансовый.
Как и в любом другом деле.

Ответить в тему:



Авиапорт.Конференции

Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.