Привет студент

Поперечные равновесие, устойчивость и управляемость

Для поперечного равновесия необходимо равенство моментов сил, действующих на самолет относительно оси х:

 

где ΣM_{х лев} и ΣM_{х пр} — сумма моментов, соответственно кренящих самолет влево и вправо.

Это равновесие обеспечивается строгой симметрией самолета относительно плоскости ху, причем самолеты должны иметь не только весовую симметрию, т. е. равенство весов левой и правой частей, но и аэродинамическую, которая достигается одинаковыми формами, размерами и положениями обеих частей (половин) самолета.

Поперечное равновесие в полете может нарушиться при отклонении элеронов (рулей крена) или под действием порыва воздуха на одно полукрыло, что вызывает появление кренящего момента.

Большое влияние на поперечное равновесие самолета оказывает реактивный момент двигателя и воздушного винта. Как известно из механики, величина реактивного момента определяется зависимостью

Состояние самолета в полете, при котором действующие на него силы и моменты этих сил не вызывают его вращения и не нарушают равномерного и прямолинейного движения, называется равновесием.

Обычно равновесие рассматривают относительно трех осей координат, начало которых совмещается с центром тяжести самолета (рис. 22):

продольной оси х, направленной вдоль фюзеляжа;

вертикальной оси у, перпендикулярной оси х и лежащей в плоскости симметрии самолета;

поперечной оси г, проходящей по размаху крыла перпендикулярно осям х и у.

 

Двухтактные преобразователи могут быть с самовозбуждением и с независимым возбуждением. В настоящее время в основном применяют преобразователи с независимым возбуждением, имеющие более высокий КПД. На практике применяют три основных схемы двухтактных преобразователей: с выводом нейтральной точки первичной обмотки трансформатора (со средней точкой), полумостовые и мостовые. Трансформатор, входящий в состав преобразователя имеет две идентичные первичные обмотки с числом витков W₁₁ = W₁₂ = W₁ и две идентичные вторичные обмотки с числом витков W₂₁ = W₂₂ = W₂.

Рассмотрим установившийся режим работы идеального преобразователя в случае безразрывных токов дросселя L при широтно-импульсном управлении транзисторами VT1 и VT2. При переводе СУ транзистора VT1 в режим насыщения к первичной обмотке W₁₁ трансформатора будет приложено напряжение источника энергии U₀.

В результате на зажимах вторичной обмотки W₂₁ появится ЭДС Е₂ с полярностью, обеспечивающей открытие диода VD1. При этом на интервале открытого состояния VT1 все остальные диоды и транзистор VТ2 будут закрыты.

Величина аэродинамических сил зависит от многих факторов, одним из которых является состояние воздушной среды (атмосферы).

Атмосферой называется воздушная оболочка, окружающая земной шар. Толщина атмосферы равна нескольким тысячам километров.

Воздух, составляющий атмосферу, представляет собой механическую смесь газов, содержание которых в нижних слоях следующее (по объему): азот ~78%, кислород ~ 21, аргон ~ 93, другие газы (углекислый газ, водород, неон, гелий и т. д.) ~ 0,07%. Относительный состав постоянных компонентов атмосферы остается практически неизменным до высоты ~ 90 км. На больших высотах состав атмосферы претерпевает значительные изменения под влиянием диссоциации молекул атмосферных газов ультрафиолетовым излучением Солнца.

 

Аэродинамикой называется наука, изучающая законы движения воздуха (газа) и взаимодействие воздушного потока (газа) с находящимися в нем телами. В результате взаимодействия воздуха с движущимися в нем твердыми телами возникают силы, которые называются аэродинамическими. Аэродинамика как самостоятельная наука начала развиваться в конце XIX столетия. Долгое время она являлась лишь специальным разделом физики. С выделением аэродинамики в самостоятельную науку развитие ее шло по двум тесно взаимосвязанным направлениям: теоретическому и экспериментальному. Теоретическая аэродинамика находит решения путем теоретического анализа основных законов гидроаэромеханики. Экспериментальная аэродинамика изучает сущность тех же явлений опытным путем: определяет значения экспериментальных коэффициентов, без которых невозможно производить аэродинамические расчеты. Аэродинамические эксперименты проводят главным образом в аэродинамических трубах, в которых можно создать искусственный регулируемый поток воздуха (газа).

Уменьшение шарнирного момента руля, приводящее к снижению усилия на командные рычаги управления, осуществляется с помощью аэродинамической компенсации. К аэродинамическим средствам компенсации относятся следующие (рис. 63): осевая и роговая компенсация рулей; внутренняя или статическая компенсация рулей; сервокомпенсатор; пружинный сервокомпенсатор. Сущность осевой компенсации заключается в том, что ось вращения руля помещается не вдоль носка, а несколько сзади (ближе к центру давления). В результате уменьшения расстояния аэродинамической силы Rp от оси вращения шарнирный момент уменьшается. Дальнейшее перемещение оси вращения в направлении от носка может привести к перемене знака шарнирного момента; это явление носит название перекомпенсации.

Преобразователем напряжения (по зарубежной терминологии DC/DC converter) называют устройство, преобразующее электрическую энергию постоянного тока в электрическую энергию постоянного тока другого уровня напряжения или имеющую гальваническую развязку выходного напряжения от источника энергии. Преобразователи напряжения (ПН) могут применяться в виде отдельного законченного устройства или входить в состав источников и систем бесперебойного питания аппаратуры электрической энергией постоянного тока. ПН широко применяются в системах электропитания для стабилизации выходного напряжения электропитающих установок (ЭПУ) во всех режимах их работы (стабилизаторы постоянного напряжения — СПН, вольтодобавочные конверторы — КВ, КУВ). На базе ПН строятся современные выпрямительные (выпрямители с бестрансформаторным входом — ВБВ) и инверторные устройства, преобразующие электрическую энергию постоянного тока в электрическую энергию переменного тока. Блоки питания электронных сигнально-вызывных устройств (СВУС-Э, СВУС-М) декадно-шаговых и координатных АТС также представляют собой преобразователи напряжения. Преобразователи современных цифровых систем передачи и обработки информации, преобразующие выходное напряжение ЭПУ в напряжения, необходимые для работы аппаратуры, тоже представляют собой преобразователи напряжения.

Качество выходного напряжения известных схем выпрямления не удовлетворяет требованиям, предъявляемым аппаратурой телекоммуникации и информатики по критерию пульсаций или допустимому уровню переменных составляющих. Для получения необходимого качества выпрямленного напряжения на выходе вентильного звена включают специальное звено, «сглаживающее» пульсации. Частными случаями сглаживания являются работа выпрямителя на емкостную или индуктивную нагрузку. Смысл эффекта сглаживания состоит в том, что величина постоянной составляющей на выходе сглаживающей цепи значительно больше, чем амплитуда переменной составляющей. В терминах электротехники это означает, что коэффициент передачи цепи подключенной к выходу схемы выпрямления по постоянному току значительно больше, чем по переменному току. В общем случае сглаживающее звено является фильтром нижних частот (ФНЧ). Задачей сглаживающего фильтра является передача с минимальными потерями постоянной составляющей его входного напряжения и ослабление переменных составляющих до приемлемого уровня. В отличие от сигнальных (слаботочных) фильтров, сглаживающие ФНЧ связаны с передачей электрической энергии, поэтому в технике электропитания получили распространение фильтры с относительно простой структурой.

В системах электропитания достаточно широкое применение находят так называемые каскадные (комбинированные) схемы: выпрямления, позволяющие обеспечить повышение частоты первой гармоники пульсации и тем самым уменьшить размеры сглаживающих фильтров. Каскадные схемы по существу представляют собой комбинацию нескольких классических схем выпрямления, включенных между собой по выходу параллельно или последовательно и работающих на общую нагрузку. Причем выходные напряжения этих классических схем сдвинуты друг относительно друга по фазе. Кроме того, применение каскадных схем позволяет в отдельных случаях уменьшить потери в вентильном комплекте по сравнению с классическими схемами.

Примером каскадной схемы может служить схема выпрямления, представленная на рис. 1, а (схема Кюблера). Эта схема выпрямления представляет собой два классических трехфазных однотактных выпрямителя, выходные напряжения которых u'₀₁ и u''₀₁ сдвинуты друг относительно друга на угол 2-π/6. Для того чтобы обеспечить этот сдвиг по фазе, вторичные обмотки трансформатора Т одного классического выпрямителя при соединении по схеме звезда С выведенной нейтралью объединяются между собой концами, тогда как для второго выпрямителя- началами. Нейтральные точки двух этих выпрямителей соединяются между собой, образуя отрицательный полюс выходного напряжения u₀₁ выпрямителя. В результате ЭДС фаз вторичных обмоток, расположенных на каждом из стержней магнитопровода, оказываются сдвинуты друг относительно друга на угол, равный π. Диаграмма ЭДС фаз вторичных обмоток приведена на рис. 1, в, на которой так же толстыми (сплошной и пунктирной) линиями показаны диаграммы напряжений u'₀₁ и u''₀₁.

Выпрямительным устройством (ВУ) называется статическое устройство, обеспечивающее преобразование электрической энергии переменного тока в. электрическую энергию постоянного тока. ВУ является одним из основных элементов любой системы бесперебойного электропитания аппаратуры телекоммуникаций и информационных сетей.

В качестве источника энергии u₁(t) в основном используется однофазная или трехфазная сеть переменного тока промышленной частоты 50 Гц. ВУ преобразует знакопеременное напряжение источника энергии u₁(t) в напряжение постоянного тока u₀(t), содержащее, кроме полезного продукта преобразования — постоянной составляющей напряжения U₀, также переменную составляющую, называемую пульсацией u_п(t) = u₀(t) — U₀. Допустимый уровень пульсации на выходе ВУ и критерии (параметры) ее оценки определяются требованиями аппаратуры.

Выпрямительные устройства могут быть выполнены по традиционной схеме или по схеме с двойным преобразованием энергии. В состав такого ВУ входит низкочастотный силовой трансформатор Т, работающий на частоте Д = 50 Гц источника энергии, вентильный блок (диодный блок) ВБ и сглаживающий фильтр СФ.