Первые системы управления летательными аппаратами (ЛА) были примитивные механические устройства. Простые механические рычаги управления, соединенные с управляющими поверхностями.

С каждым новым поколением ЛА увеличивался полетный вес ЛА и скорость полёта, что увеличивало количество необходимых усилий пилота. Появилась необходимость в разработке систем для облегчения управления вертолетов.

Как и в автомобилях, в вертолетах появилось гидравлическое усиление органов управления. Однако, появилась новая проблема - недостаточное демпфирование вертолета по тангажу, крену и рысканью. Первыми появились демпферы тангажа, крена и рысканья последовательными рулевыми машинами.

Следом были разработаны системы с последовательными рулевыми машинами. Плюсом было не только демпфирование тангажа, крена и рысканья, но и увеличение стабилизацию заданных углов. Такая система используется в вертолете МИ-8. Но был и минус у такой системы - пилот должен постоянно следить за центрированием рулевой машины.

В дальнейшем были разработаны системы, в которых применялись как последовательные рулевые машины, так и параллельные. Такая система перемещала рычаг управления в пределах полного хода, но с малой скоростью, что позволяет пилоту вмешиваться в управление при необходимости изменения траектории полета. Системы стали дублировать для увеличения надежности и безопасности при отказе.

К созданию систем дистанционного управления ЛА привела увеличивающаяся сложность систем управления. Стали появляться опытные образцы аппаратов с полностью электрической системой управления.

Одним из наиболее существенных факторов в разработке систем дистанционного управления стало решение о снижении статической устойчивости ЛА. Такое решение принесло много плюсов, таких как уменьшение размеров стабилизатора, вследствие чего уменьшился и полетный вес ЛА.

Однако, в случае полного отказа системы дистанционного управления, пилотировать статически неустойчивый ЛА без системы улучшения устойчивости невозможно. Для достижения высоких показателей надежности, пришлось использовать системы с кратностью резервирования не меньше 4. Одними из первых ЛА с 4-кратно резервированной системой дистанционного управления, стали самолеты СУ-27 и F-16 [1, 20].

Система дистанционного управления для вертолетов была просто необходима, ввиду сложности системы управления, особенно из-за двухвинтового управления.

Разработанная система дистанционного управления вертолетом компанией Sikorsky/Boeing, дала возможность применения более гибких законов управления, обеспечивала оптимальную устойчивость и маневренность во всех режимах полета.

Сегодня в России разрабатывается собственная электродистанционная система управления вертолетом.

Электродистанционная система управления вертолетом Ансат (далее по тексту - СУВ-А) предназначена для ручного и автоматического управления полетом вертолета на всех этапах, от взлета до посадки.

СУВ-А совместно с бортовым оборудованием предназначена для решения задачи ручного, а также автоматического управления вертолётом на всех этапах от взлёта до посадки и снижения утомляемости лётчика.

Цель построения СУВ-А - создание надёжной и отказобезопасной электродистанционной системы управления для вертолёта АНСАТ и его модификаций, обладающей:

высоким уровнем безопасности полётов за счёт предотвращения вывода вертолёта за эксплуатационные ограничения;

электродистанционный вертолет управление летательный аппарат

снижением психофизиологической загруженности лётчика за счет широкой автоматизации ручного управления и обеспечения автоматического управления вертолётом на всех этапах полёта от взлёта до посадки;

низкими затратами на обслуживание за счёт охвата глубоким встроенным контролем всех блоков и датчиков системы, позволяющим обнаружить и локализовать отказы вплоть до сменного модуля, а также автоматизированной тарировкой системы после замены датчиков, блоков и приводов.

СУВ-А - это полностью цифровая система, в отличие от аналоговых систем, позволяет программно расширять перечень решаемых задач и улучшать характеристики системы, не меняя состава оборудования. Эта особенность позволяет осуществить быструю поэтапную разработку системы, а также обеспечить различные уровни автоматизации, в соответствии с возможностями.

Цифровые вычислители в сервоприводах позволяют за счёт аппаратного резервирования, временного сжатия информации, а также применения программных эталонных моделей существенно повысить надёжность и отказобезопасность системы.

Резервированные быстродействующие цифровые вычислители позволяют повысить качество управления и уровень "интеллекта" системы.

Резервированная шина STBus, не подверженная влиянию электромагнитных помех и имеющая высокий уровень передаваемой информации, шина передачи данных, в качестве основного канала информационного обмена повышает надёжность системы.

Цифровые вычислители во всех блоках и модулях системы позволяют снизить затраты на настройку (тарировку) системы и автоматизировать её диагностику.

Резервированные датчики и вычислители позволяют расширить эксплуатационный диапазон применения автоматических режимов, а также повысить безопасность полёта.

Программная реализация логики обнаружения и парирования отказов обеспечивает многоуровневую систему контроля, не позволяющую отключать последний из резервов главного контура управления, и, в случае восстановления работоспособности сбойных элементов, автоматически восстанавливающей состояние системы вплоть до полной исправности.

Основные принципы обеспечения надежности и отказобезопасности разрабатываемой системы это: ? Использование современной элементной базы и схемотехнических решений с минимизацией количества элементов.

Использование конструктивных решений и типов соединителей для защиты от электромагнитных полей высокой интенсивности.

Применение вторичных источников электропитания, обеспечивающих высокий КПД, молниестойкость и контроль качества электропитания.

Специализированные цифровые линии передачи информации, предотвращающие потерю данных и их искажение.

Кворумирование и межрезервная коррекция данных

Использование многоступенчатых алгоритмов, различных по своей логике, для определения отказавшего элемента.

4-кратное резервирование всех элементов СУВ-А.

Использование принципа постепенной деградации системы управления по мере нарастания потока отказов.

Использование глубокого предполётного и непрерывного встроенного контроля работоспособности СУВ-А и сервоприводов.

Функции СУВ-А, обеспечивающие эксплуатационную технологичность:

Автоматический предполётный встроенный контроль. Сохранение информации о сбоях и отказах в энергонезависимой памяти и возможности её анализа с целью прогноза технического состояния системы.

Уменьшение количества смазочных мест, и автоматизация диагностики состояния приводов и прочих сопрягаемых узлов и систем.

Автоматизация проведения тарировочных работ после замены датчиков, блоков и рулевых приводов.

Наличие наземного контроля системы при отсутствии давления в гидросистемах.

Наличие расширенного наземного контроля при наличии давления в гидросистемах.

Наличие контроля соединений, предотвращающего неправильную стыковку блоков после расстыковки или замены.

Литература