Электрический регулятор клапана отсечки ВД
Более совершенную конструкцию, по сравнению с механической, имеет система контроля клапана отсечки ВД с электрическим управлением. В такой системе управление работой отсечного клапана ВД происходит с помощью клапана соленоида, установленного в FCU или в HMU (FMU), если используется система FADEC. Подачей питания на клапан соленоида управляют из кабины с помощью переключателя вместо рычага запуска. Этот переключатель называется главным переключателем двигателя (engine master switch) (Airbus) или переключатель управления топливом (fuel control switch) (Boeing). Исключение представляет конструкция системы в B737NG. В ней используется конструкция рычага запуска от его предшественника без системы FADEC. Пусковые рычаги активируют электрические переключатели. Во всех конструктивных вариантах питание на клапан соленоида подается для закрытия клапана отсечки ВД, во время работы двигателя питание клапана отключено. На рис. 6.12 представлены детали системы управления клапаном отсечки ВД А320.
Рис. 6.12. Система управления клапаном отсечки ВД А320 (упрощенная)
Для предотвращения работы неправильного главного переключателя во время срабатывания пожарной сигнализации двигателя, на каждом переключателе или на панели позади него установлена дополнительная лампочка пожарной сигнализации. Данная лампочка загорается совместно с пожарной сигнализацией соответствующего двигателя.
Управление клапаном отсечки ВД в системе с единым рычагом
У бизнес самолетов, начиная от маленьких реактивных до региональных самолетов Bombardier, функция рычага запуска часто встроена в РУД. Такая система управления называется системой с единым рычагом. В такой конструкции РУД имеет второй задний стопор, позади стопора малого газа – положение «отсечки». Во время цикла запуска двигателя РУД перемещается от положения отсечки до малого газа, чтобы открыть подачу топлива. Чтобы переместить РУД в положение отсечки во время останова двигателя, необходимо разблокировать отпирающий механизм, установленный на рычаге. На рис. 6.13 показана компоновка РУД CRJ200.
Рис. 6.13. Система управления с единым рычагом CRJ200
Механические системы РУД
Управление прямой тягой
В механических системах РУД изменение углового положения рычага во время его перемещения передается в FCU через систему тросов или с помощью одной тянуще-толкающей тяги. У самолета с двигателями на крыле система тросов обычно заканчивается на передней кромке крыла выше пилона. От этой точки тянуще-толкающая тяга передает перемещение РУД на силовой рычаг в FCU двигателя.
РУДы установлены на центральной консоли в кабине. Регулируемый фрикционный тормоз, установленный на оси рычагов, создает достаточное трение для удержания рычагов в выбранном положении. Фрикционы предотвращают непреднамеренное и резкое перемещение рычагов со стороны пилота благодаря созданию искусственной загрузки. Они также предотвращают самопроизвольное перемещение рычагов от вибрации. Фрикционный тормоз может также находиться в сервомеханизмах автомата тяги.
Рис. 6.14. Механическая система РУД (упрощенная)
В системе транспортного самолета с двумя рычагами задним упором РУД является малый газ. Передний упор разработан для максимального потребного угла установки для взлетной тяги. Если двигатели работают с блоком центрального управления, обычно нет необходимости передвигать РУД до переднего упора для выбора взлетной тяги. Это может понадобиться только в случае отказа блока центрального управления.
У самолетов, оборудованных реверсивными устройствами, рычаги реверса установлены на РУД. Система механической блокировки позволяет перемещать рычаги реверса только в положении малого газа рычагов прямой тяги. Если рычаги реверса перемещаются далее убранного положения, перемещение рычагов прямой тяги блокируется встроенным механическим замком.
Управление обратной тягой
Для использования обратной тяги реверс должен быть выпущен в соответствующее положение и выбрана мощность двигателя для создания требуемой тяги. Перемещение реверса из убранного положения в положение обратной тяги активируется от управляющих переключателей, расположенных на РУД, либо позади переднего тросового барабана, когда рычаг реверса выдвинут из убранного положения. Управляющие переключатели соединены с контрольным контуром реверса на борту. Этот контур управляет циклом выпуска и уборки реверса.
Рис. 6.15. Основные положения рычага реверса В737
Передвижение рычага реверса приводит к перемещению тросовой системы в противоположном направлении, по сравнению с выбором прямой тяги. Зона перемещения рычага реверса разделена на два сектора. Для выбора обратной тяги рычаг можно только толкнуть до положения внутренней блокировки. В этом положении задний барабан соприкасается с подвижным внутренним стопором, пока реверс не будет полностью выпущен. Входным сигналом для FCU в данном положении, не смотря на перемещение рычага, будет тяга малого газа. Реверс имеет механическую связь с подвижным внутренним стопором. Когда реверс полностью выпущен, внутренний стопор смещается, освобождая тросовой барабан, позволяя ему поворачиваться далее в направлении обратной тяги. Пилот может выбрать требуемую мощность, перемещая рычаг реверса по второму сектору диапазона. Внутренний стопор предотвращает выбор мощности обратной тяги выше малого газа, пока реверс полностью не выпущен.
Электрические системы РУД
Управление прямой тягой
В системах РУД для двигателей с системой FADEC угловое положение рычага в форме электрического сигнала воспринимает блок ЕЕС. Основными базовыми компонентами системы для каждого двигателя являются: РУД и его проводка, соединяющая преобразователь координат (синусно-косинусный вращающийся трансформатор) с каналами А и В блока ЕЕС. Между РУД и преобразователем установлен автомат загрузки для создания требуемого трения. Все перечисленные механические компоненты системы установлены между рычагами РУД и полом кабины. Питание для возбуждения преобразователя подается от ЕЕС. Т.о. преобразователь углового положения РУД работоспособен, пока на ЕЕС подается электропитание.
В своих вариантах конструкции системы Boeing и Airbus реализовали различные подходы в отношении автоматического управления тягой и внутренней блокировки реверса. В конструкции Boeing воплощена традиционная механическая система РУД, с точки зрения пилотов. Механика системы состоит из сервомеханизма автомата тяги и внутренней блокировки реверса. Входной сигнал для задания тяги в блок ЕЕС во время работы на автоматической тяге приходит от сервомеханизма через перемещение РУД. Такой принцип требует наличия необходимых механических компонентов в системе РУД.
У самолетов Airbus системы РУД имеют конструкцию, которая не перемещается во время работы на автоматическом управлении. Поэтому режим автоматической тяги у самолетов Airbus называется автоматическая тяга (autothrust), а не автомат тяги (autothrottle). РУДы можно переместить только вручную. Чтобы быстро и легко определить положения РУД, используемые после взлета, в автомате загрузки размещены фиксаторы в положениях максимальной непрерывной тяги и набора высоты. На рис. 6.16 показано сравнение систем РУД обоих типов.
Рис. 6.16. Система РУД В777 и А330
Управление обратной тягой
Когда в электрической системе РУД выбрана обратная тяга, преобразователь поворачивается из положения малого газа в обратном направлении к более низким значениям угла РУД. Работой реверса может управлять блок ЕЕС или бортовая система управления реверсом. У самолетов Boeing применяется последняя, и на РУД установлены описанные ранее управляющие переключатели. У этих самолетов также установлен механический внутренний замок для контроля реверса. Данная функция реализуется с помощью одного соленоида внутренней блокировки или привода блокировки для каждого рычага реверса. Этими устройствами управляет соответствующий ЕЕС.
У самолетов Airbus работой реверса управляет ЕЕС. Здесь для выбора обратной тяги требуется только преобразователь углового положения РУД. Угловое положение РУД дополнительно фиксируется другими компьютерами, чтобы предохранить систему от случайной активации. Функция внутренней блокировки встроена в программное обеспечение. В системе РУД отсутствует необходимость в механической блокировке. После полного выпуска реверса ЕЕС устанавливает частоту ротора двигателя в соответствии с углом преобразователя. Т.к. внутренняя блокировка отсутствует, РУД можно переместить непосредственно в соответствующее положение для задания требуемой тяги.
У самолетов семейства А320 система РУД еще более упрощена. На РУД А320 отсутствуют рычаги реверса. Для выбора обратной тяги РУД перемещаются назад от положения малого газа в диапазон реверса. Чтобы предотвратить случайное перемещение рычагов в диапазон реверса, установлены стопоры малого газа. Для выбора обратной тяги необходимо отключить стопор с помощью блокировочного рычага на каждом РУД. На рис. 6.17 показаны описанные РУД в положении набора высоты для работы на автоматической тяги в полете.
Рис. 6.17. РУД А320. Вид сверху и вид справа
Переключатели управления
Дополнительно к РУД и органам управления клапаном отсечки ВД в кабине установлены следующие переключатели, относящиеся к управлению двигателем:
- Взлет/уход на второй круг;
- Отключение автоматической тяги;
- Запуск;
- Селектор режима запуска/зажигания (Airbus);
- Режим ЕЕС;
- Наземное питание FADEC.
У самолетов Boeing установлено по одному переключателю взлета/ухода на второй круг на каждом РУД. Если один из переключателей нажать на земле, система автоматической тяги разгоняет все двигатели до взлетной тяги. Одновременно происходит переключение командно-пилотажного прибора в режим взлета. Если один из переключателей нажать во время захода на посадку, система автоматической тяги разгоняет все двигатели до тяги ухода на второй круг, и командно-пилотажный прибор переключается в режим ухода на второй круг. У самолетов Airbus оба маневра инициируются при перемещении РУД вручную в положение взлета.
Ручное управление системами автоматической тяги или автомата тяги возможно при помощи соответствующих переключателей на панели автоматического пилотирования. Если пилот хочет принять управление регулятором тяги с помощью контактной ручки на РУД, он может отключить автомат тяги (или систему автоматической тяги), нажав на кнопку разъединения на рукоятке рычага. Для этого на рукоятках РУД двигателей №1 и №2 (или №4, если самолет имеет 4 двигателя) установлен разъединяющий переключатель.
Рис. 6.18. Переключатели ухода на второй круг на РУД В777
Переключатели запуска и другие органы управления, используемые для запуска двигателя: селектор режима у самолетов Airbus – могут быть также включены в группу органов управления двигателя. Их функции описаны в Главе 7.
Для некоторых двигателей с системой FADEC требуется наличие в кабине переключателей режима ЕЕС для ручного управления блоком в альтернативном режиме работы. Наличие данных переключателей на самолете зависит от конструкции ЕЕС.
Переключатели используются, если один ЕЕС перешел в альтернативный режим из-за отказа системы. В этом случае другой ЕЕС также перейдет в альтернативный режим для работы обоих блоков в одном режиме.
Когда самолет припаркован на земле, подача питания на блоки ЕЕС отключена. Для воспроизведения сообщений об отказах, хранящихся в памяти компьютеров, и тестирования системы FADEC во время процедуры поиска и устранения неисправностей, для ЕЕС необходимо электропитание. Оно может быть включено независимо от других органов управления двигателя с помощью переключателя наземного питания для каждого ЕЕС.