Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

PRZEGLĄD ELEKTRONICZNYCH SYSTEMÓW STEROWANIA STATKAMI POWIET

No description
by

Łukasz Achaj

on 26 January 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of PRZEGLĄD ELEKTRONICZNYCH SYSTEMÓW STEROWANIA STATKAMI POWIET

PRZEGLĄD ELEKTRONICZNYCH SYSTEMÓW STEROWANIA STATKAMI POWIETRZNYMI

Autor: Łukasz Machajski
Promotor: dr inż. T. Łusiak

CEL PRACY
Celem pracy jest przybliżenie zagadnienia systemów sterowania wykorzystywanych w statkach powietrznych, wyjaśnienie budowy oraz zasad działania tych układów. Poddanie analizie nowoczesnych systemów elektrycznych oraz analizie układów sterowania na przykładzie wiatrakowca I–28.

Zakres pracy:

• wprowadzenie oraz przedstawienie podstawowych elementów statków powietrznych i ich przeznaczenie,

• podział i klasyfikację systemów sterowania statkami powietrznymi,

• przegląd poszczególnych systemów sterowania SP, ich wady i zalety,

• analizę układów sterowania zastosowanych w wiatrakowcu I-28,

• opracowanie możliwych zastosowań elektronicznych systemów sterowania
w statkach powietrznych na przykładzie wiatrakowca,

• podsumowanie oraz wnioski wynikające z pracy.

Główne elementy statków powietrznych:
Kadłub

Skrzydła
Usterzenie
Podwozie
Zespół napędowy
Układ sterowania
Zespół wirników nośnych
Elementy systemów sterowania
• sterownice – znajdują się w kabinie załogi. Są nimi urządzenia poprzez które generowane są sygnały sterujące statkiem powietrznym na które bezpośrednio oddziałuje pilot przykładając siłę i przemieszczając je.

• ciąg sterowy – urządzenia łączące sterownice ze sterami służące do przesyłania i przetwarzania sygnałów sterujących przez pilota ze sterowników na stery. Są to specjalne układy linek i krążków, układ dźwigni oraz popychaczy.

• stery – umieszczone na zewnętrznych elementach samolotu wytwarzają siły aerodynamiczne zmieniające położenie statku powietrznego w przestrzeni
Przegląd poszczególnych systemów sterowania SP
System Fly-By-Wire, jest aktywnym, elektronicznym systemem sterowania w którym nie występują mechaniczne połączenia sterownic z powierzchniami sterowymi tj. ster kierunku, ster wysokości, lotki, klapy itp., bądź łopatami wirnika nośnego i śmigła ogonowego w wiropłatach. Sterowanie odbywa się poprzez sygnał cyfrowy (dawniej analogowy) wysyłany poprzez przewód elektryczny do silników hydraulicznych, które poruszają powierzchniami sterowymi samolotu.
Zalety:

• duża stabilność samolotu w locie
• zmniejszenie masy układu
• łatwiejsze pilotowanie
• większa niezawodność
• szybsza diagnostyka

Wady:

• możliwość działania zakłóceń
• system niweluje fizykę oddziałującą na sterownice przez co pilot nie wie do końca w jakim położeniu znajdują się stery samolotu

HOTAS, Hands On Throttle And Stick (ręce na przepustnicy i drążku sterowym) - system polega na rozmieszczeniu wszystkich przełączników sterowania awioniką i uzbrojeniem, aby można je było obsłużyć bez odrywania rąk od drążka sterowego i przepustnicy. W helikopterach nosi nazwę HOCAC (ang. Hands on Collective And Cylic).
FADEC (Full Authority Digital Engine) jest to cyfrowy, elektroniczny system sterowania pracą silników statków powietrznych. Kontroluje wszystkie parametry pracy takie jak: układ zasilania paliwem, jego zużycie, moc, ciąg silnika bądź zmianę skoku łopat wirnika.
Zalety systemu:

• Poprawa efektywności/ oszczędność paliwa,
• Zwiększenie łatwości obsługi silnika, dzięki stabilności zadanych ustawień ciągu,
• Ułatwienie długookresowego monitoringu i diagnostyki stanu silnika,
• Możliwość automatycznego wsparcia załogi w sytuacjach awaryjnych (np. w przypadku, gdy samolot znalazł się blisko zakresu przeciągnięcia silnik automatycznie zwiększa ciąg).

Główne wady systemu:

• W przypadku całkowitej awarii FADEC, pilot nie ma żadnej możliwości sterowania silnikiem,
• Znaczny stopień komplikacji systemu w porównaniu do układów hydromechanicznych, analogowych lub ręcznych systemów sterowania,


SAS (Stability Augumentation System) jest aktywnym systemem wspomagania stabilności podczas lotu. Jego zadaniem jest automatyczne (niezależne od pilota) stabilizowanie lotu we w jednej bądź kilku osiach, niezależnie od tego czy samolot wykonuje skręt bądź leci w linii prostej.
Opracowanie możliwych zastosowań elektronicznych systemów sterowania statkami powietrznymi na przykładzie wiatrakowca.
Wiatrakowiec zaliczany jest do maszyn ultralekkich, jego konstrukcja jest stosunkowo prosta i zwarta, ogranicza się do najpotrzebniejszych elementów niezbędnych do lotu. Główne elementy wykonane są z aluminium bądź kompozytów.
Wiatrakowiec jest rodzajem wiropłatu w którym do napędu wirnika nośnego nie wykorzystuje się silnika. Wirnik obraca się dzięki zjawisku autorotacji. Śmigło ciągnące (zamocowane z przodu) bądź pchające (zamocowane z tyłu) nadaje wiatrakowcowi prędkości w skutek czego zwiększają się obroty wirnika nośnego. Zasadnicza różnica między wiatrakowcem a śmigłowcem polega na tym, że wiatrakowiec nie jest w stanie wykonać tzw. swobodnego zwisu, porusza się cały czas do przodu, tak jak zwykły samolot.
Zastosowanie układu sterowania Fly-By-Wire oraz HOTAS w wiatrakowcu
Wnioski
Drążek sterowy - generuje sygnały sterujące lotkami oraz sterem wysokości. Stosowany najczęściej w samolotach wojskowych.
Koło sterowe - ta sama zasada działania co drążka sterowego, ruchoma kolumna przód - tył steruje sterem wysokości a obrót koła lotkami.
Orczyk - odpowiada za wychylanie się steru kierunkowego oraz skręty podwozia podczas kołowania
Elastyczny układ sterowania - układ oparty na zastosowaniu specjalnych linek stalowych tzw. cięgien, które za pośrednictwem krążków pozwalają na zmianę kierunku całej instalacji pod różnymi kątami.
Sztywny układ sterowania - układ w którym zastosowano specjalne cienkie rurki duralowe zwane popychaczami. Układ cechuje wyższa żywotność, trwałość oraz mniejsze tarcie. Minuem jest większa masa.
Mieszany układ sterowania - połączenie układu sztywnego oraz elastycznego.
Powierzchnie sterowe samolotu
Powierzchnie sterowe śmigłowca oraz wiatrakowca
Wirnik nośny
Łopaty wirnika nośnego
Śmigło ogonowe
Schemat systemu FBW
Zalety:
skupienie najważniejszych funkcji w jednym miejscu
zwiększenie bezpieczeństwa lotu
Wady:
w przypadku awarii występuje niebezpieczeństwo utraty kontroli nad wszystkimi systemami sterującymi statkiem co jest niewątpliwą wadą tego systemu.
Funkcje systemu
Schemat zastosowania systemu FBW oraz HOTAS
Zastosowanie materiałów inteligentych SMART
- zastosowanie materiałów inteligntnych SMART zwiększyło by wielokrotnie możliwości konstrukcyjne statków powietrznych
- wdrożenie systemu HOTAS w wiatrakowcu pozwoliło by na skupienie najważniejszych jego funkcji w jednym miejscu co ułatwiło by eksploatację.
- zastosowanie elektrycznego systemu Fly-By-Wire, w którym jednostka centralna FCC wraz z zestawem czujników monitorowała by główne parametry wychyleń usterzenia w razie potrzeby poddawała by je korekcie w celu poprawy bezpieczeństwa oraz odciążenia pilota.
- występują różne konstrukcje systemów sterowania, od nieskomplikowanych połączeń za pomocą cięgień i popychaczy po zaawansowane systemy elektroniczne pozbawione mechanicznego ciągu sterowego między sterownicami a powierzchniami sterowymi
Full transcript