Гидравлика vs электроприводы

[Den_K]

Вообще то основной режим - насосы от двигателей.

А мужики то и не знали. Я, конечно, понимаю, что явиться в тему, и не вникая в суть разговора, исполнить арию Виконта де Бражелона - это любимая национальная забава еще со времен фидонета, но все же...

Речь шла о сравнении электромеханического привода и гидравлики с электронасосом (посмотрите архитектуру гидросистемы 777 и 787, разумеется, там есть и EDP, но в данном случае интересна центральная система), а разговор начался с вопроса о скорости работы исполнительных механизмов - почему электрические медленнее гидравлических. Вопрос весьма интересный на самом деле, т.к. в принципе, по мере "электрификации" самолетов, возможно, произойдет вообще отказ от гидросистемы - всё можно заменить электромеханикой, но почему этого еще не произошло? Моё предположение - потому что для приемлемых скоростей нужна будет такая мощность электродвигателей, какая какая потребует возить гигантские батареи на случай отказа генераторов. При меньшей же мощности (редуктор с большим передаточным отношением) всё двигается слишком медленно. Просто абстрактные общетехнические рассуждения, кто знает этот вопрос профессионально, очень интересно будет послушать.

 

[Prophet]

Ключевое слово в этой рекомендации "поэтапно". Т.е. выпускать малыми порциями, триммируя после каждого этапа. Странно, да?

Я рад, что Вы привели этот чертеж. И всем понятно, что радиовысота и высота глаз пилота над ВПП сильно зависит от тангажа.

Ой... а мы разве на форуме домохозяек ?
Странно, воистину.. Неужели есть самолеты которые не надо триммировать ? Или есть кнопкодавы которые впервые об этом услышали ?

Вообще читая книги аксакалов даже я понял, что если ездовой пес неспособен чуствовать высоту его выбраковывали. Вероятно здесь зарыт корень проблем, обучение начиналось с осознания\удержания того самого метра над полосой.
Не по высотомеру, а по кулусометру.

 

[Prophet]

А мужики то и не знали. Я, конечно, понимаю, что явиться в тему, и не вникая в суть разговора, исполнить арию Виконта де Бражелона - это любимая национальная забава еще со времен фидонета, но все же...

Речь шла о сравнении электромеханического привода и гидравлики с электронасосом (посмотрите архитектуру гидросистемы 777 и 787, разумеется, там есть и EDP, но в данном случае интересна центральная система), а разговор начался с вопроса о скорости работы исполнительных механизмов - почему электрические медленнее гидравлических. Вопрос весьма интересный на самом деле, т.к. в принципе, по мере "электрификации" самолетов, возможно, произойдет вообще отказ от гидросистемы - всё можно заменить электромеханикой, но почему этого еще не произошло? Моё предположение - потому что для приемлемых скоростей нужна будет такая мощность электродвигателей, какая какая потребует возить гигантские батареи на случай отказа генераторов. При меньшей же мощности (редуктор с большим передаточным отношением) всё двигается слишком медленно. Просто абстрактные общетехнические рассуждения, кто знает этот вопрос профессионально, очень интересно будет послушать.

Много интерсных рассуждений, но мне кажется Вы упускаете из виду соленоидные приводы, там правда ток тоже мама не горюй, однако быстродействие может поди и дать фору гидравлике. Как вариант шаговые двигатели.
IMHO гидравлика хороша тем, что сохраняет работосбность (в ограниченный период времени) даже после отказа насосов (при наличии гидроаккумулятора), опять же при нарушении целостности линии.. Плюс независимость от электрики - насколько я помню достаточно вращения двигателя (не на всех типах) у некоторых rat как раз гидравлику дает.

 

[DAR]

Вы это серьезно? А Вы знаете, что радиовысота, как и высота глаз пилота над ВПП зависит от тангажа? При одной и той же высоте колес над ВПП при тангаже 0 градусов и, скажем, 6 градусов радиовысота может отличаться на метры?

кстати, вопрос, это я так понимаю, потому что радиовысотомер расположен в носовой части фюзеляжа?
а почему его не ставят на уровне основных стоек шасси?

 

[Yustas]

DAR, на SSJ антенны РВ расположены между 17 и 19 шпангоутами:

 

[61701]

@DAR, на SSJ антенны РВ расположены между 17 и 19 шпангоутами:

Знакомые антенны, гниют они на раз два. Помню целые эпопеи по этим антеннам.

 

[A_Z]

IMHO гидравлика хороша тем, что сохраняет работосбность (в ограниченный период времени) даже после отказа насосов (при наличии гидроаккумулятора), опять же при нарушении целостности линии.

Г/аккумулятора хватает на пару качков РУСом. Он не для этого предназначен.
Всё, что больше / дольше - либо г/насос ВСУ, либо г/насос "вертушки", либо насосная станция с приводом от электродвигателя / аккумуляторов.

Гидравлика хороша тем, что линейные гидравлические приводы (гидроцилиндры / бустеры / электрогидроприводы СДУ) позволяют при сравнительно малых собственных массе и габаритах получить и передать на рулевые поверхности очень большие усилия, причём сделать это с высокой скоростью. И без редуктора.
За это приходится платить наличием на борту тяжёлой и нетехнологичной в производстве и обслуживании сети трубопроводов.
"Полностью электрический самолёт" - это мечта конструкторов последних лет пятидесяти. Однако воплощаться в жизнь она стала только с появлением магнитов на редкоземельных элементах, т.е. э/двигателей с высокой удельной мощностью. Но что характерно, от линейных гидроприводов не отказываются даже при этом. Они входят в конструкцию т.н. гидростатических приводов, которые содержат э/двигатель, г/насос, г/аккумулятор и г/цилиндр. То есть та самая сеть трубопроводов по всему самолёту исчезает - но гидроприводы остаются.
А вот вращательные гидроприводы - это полный изврат. Применяли их только в системах "кратковременного действия": перестановка стабилизатора, перекладка крыла изменяемой стреловидности и т.п. И никогда - в системах управления самолётом.
Так что замена в приводе стабилизатора связки "г/мотор + редуктор" на связку "э/мотор + редуктор" вполне логична.

 

[61701]

Г/аккумулятора хватает на пару качков РУСом. Он не для этого предназначен.
Всё, что больше / дольше - либо г/насос ВСУ, либо г/насос "вертушки", либо насосная станция с приводом от электродвигателя / аккумуляторов

Что за гидронасос на ВСУ? И Вы забыли упомянуть автономные рулевые приводы АРП и АРМ, имеющие свою внутреннюю гидросистему и насос ,приводимый в движение собственным электродвигателем. В нормальном режиме этот привод работает от гидросистемы самолета, а при появлении сигнала о ее отказе, включается электромотор и привод работает автономно.

 

[A_Z]

а почему его не ставят на уровне основных стоек шасси?

А какой в этом смысл?
Есть показания высотомера, есть угол тангажа, который выдаёт "гировертикаль", есть расстояние от места установки р/в до стоек шасси. Это позволяет пресчётом по элементарной тригонометрии определить расстояние от колёс до земли.
И спокойно садиться по Cat.3с.

 

[61701]

А какой в этом смысл?
Есть показания высотомера, есть угол тангажа, который выдаёт "гировертикаль", есть расстояние от места установки р/в до стоек шасси. Это позволяет пресчётом по элементарной тригонометрии определить расстояние от колёс до земли.
И спокойно садиться по Cat.3с.

Где об этом можно почитать ?

 

[Camera Obscura]

Много интерсных рассуждений, но мне кажется Вы упускаете из виду соленоидные приводы, там правда ток тоже мама не горюй, однако быстродействие может поди и дать фору гидравлике. Как вариант шаговые двигатели.
IMHO гидравлика хороша тем, что сохраняет работосбность (в ограниченный период времени) даже после отказа насосов (при наличии гидроаккумулятора), опять же при нарушении целостности линии.. Плюс независимость от электрики - насколько я помню достаточно вращения двигателя (не на всех типах) у некоторых rat как раз гидравлику дает.

Главное преимущество гидравлики на сегодняшний день - то, что буржуи называют "maturity". Хорошо отработанная технология, имеющая огромную статистику. А значит и хорошо прогнозируемые риски.
EMA (электро-механические привода) прочно закрепились в механизации и на стабилизаторе, а для основных поверхностей - постепенно набирают обороты.
Вот здесь есть видео с примером на элероне (снятое 8 лет назад!), снимающее вопросы про скорость EMA приводов:
Electromechanical actuator (EMA)

 

[A_Z]

Главное преимущество гидравлики на сегодняшний день - то, что буржуи называют "maturity". Хорошо отработанная технология, имеющая огромную статистику. А значит и хорошо прогнозируемые риски.

Упомянутые выше гидростатические приводы (electro-hydrostatic actuator - EHA) представляют собой гидросистему в миниатюре. Так что там всё та же "хорошо отработанная технология".

EMA (электро-механические привода) прочно закрепились в механизации и на стабилизаторе, а для основных поверхностей - постепенно набирают обороты.
Вот здесь есть видео с примером на элероне (снятое 8 лет назад!)

Тем не менее, в серию этот привод так и не пошёл. И я пока не припоминаю примеров, подтверждающих расширение применения электромеханики в системах управления самолёта.
ИМХО, для того, чтобы электромеханика действительно "пошла в жизнь", нужно изменить саму идеологию построения приводов. Здесь нужны приводы с планетарными редукторами, которые бы ставились по оси поворота рулевой поверхности - подобно тому, как на F-15 стоит т.н. "неполноповоротный гидропривод" в канале управления РН.

 

[a2v]

всё можно заменить электромеханикой, но почему этого еще не произошло?

Помимо того, что тут уже писали о недостатках электрических приводов, есть ещё один - не решенные до конца проблемы с надёжностью и отказобезопасностью. Электромеханчиеский привод может заклинить, причём в произвольном положении, что может сильно осложнить дальнейшее управление самолётом.
Обычный гидравлический привод в крайнем случае перейдёт в безопасный режим - "закольцованный" или с перекладкой в крайнее положение (например, для интерцепторов). Это либо позволит дальше использовать эту поверхность (если её отклоняют два привода или больше), либо переведет её в безопасный режим (защитит от флаттера и минимизирует влияние на управляемость).

И я пока не припоминаю примеров, подтверждающих расширение применения электромеханики в системах управления самолёта.

Один из примеров (возможно, пока единственный) - две пары интерцепторов на Boeing 787:

 

[A_Z]

Электромеханчиеский привод может заклинить, причём в произвольном положении, что может сильно осложнить дальнейшее управление самолётом.

Эта проблема решается при уже упомянутом переходе от линейных приводов к вращательным - там можно использовать муфту или другое разъединяющее устройство.

Один из примеров (возможно, пока единственный) - две пары интерцепторов на Boeing 787

Интерцепторы всё же не являются - в общем случае - "первичными" органами управления самолётом.
Интересно, а как там решена проблема отказа привода?

 

[mishk]

Интересно, а как там решена проблема отказа привода?

Что именно вас интересует? При отказе они просто не выпускаются. Процедура выпуска самолета по MEL с таким отказом довольно гемморойная.

 

[A_Z]

Что именно вас интересует?

Имеется в виду отказ в полёте с блокировкой интерцептора приводом в выпущенном положении.
Мне кажется, это очевидно...

 

[mishk]

Имеется в виду отказ в полёте с блокировкой интерцептора приводом в выпущенном положении.
Мне кажется, это очевидно...

Надо будет почитать... на память не помню и сейчас не в доступе литературы...

 

[A_Z]

mishk, заранее спасибо - это действительно "скользкий" момент для э/приводов.

 

[mishk]

A_Z, Вот что нашел по поводу электро спойлеров на 787 :
Electrically Operated Spoilers

Each EMCU (Electric Motor Control Unit) controls a spoiler that operates by an EMA (Electro-Mechanical Actuator). LVDT (Linear Variable Differential Transformer)s in each EMA (Electro-Mechanical Actuator) supply spoiler position back to the related EMCU (Electric Motor Control Unit). Each EMCU (Electric Motor Control Unit) also receives an input from an external position sensor at each spoiler. The EMCU (Electric Motor Control Unit) uses this position data for servo control of the spoiler.
The EMA (Electro-Mechanical Actuator)s have a motor and gear train that turns a ballscrew actuator connected to the spoiler surface. The electric motor has an electric brake that must have power on to operate. This lets the EMCU (Electric Motor Control Unit) hold the spoiler in position when there are no commands. During a loss of electrical power, the brake releases to let the spoilers operate in these conditions:
●
Move freely around the neutral position
●
Move in relation to a backdrive from the trailing edge flaps.
If there is data bus loss between the EMCU (Electric Motor Control Unit)s and the FCE (Flight Control Electronics) cabinets, the EMCU (Electric Motor Control Unit)s for spoilers 5 and 10 use flap skew sensor inputs for an alternative control path. If there is a loss of the control wheel RVDT (Rotary Variable Differential Transformer) inputs, EMCU (Electric Motor Control Unit)s 4 and 11 also use this alternative control path.
Spoilers 4, 5, 10, and 11 do not move to a droop position in this condition.

 

[A_Z]

Electrically Operated Spoilers

Надобно сказать, что если штатный режим управления спойлерами описан чётко и понятно, то вот нештатный (для меня) полон загадок.

Что означает Move freely around the neutral position?
Какая-такая "нейтральная позиция" может быть у спойлера? У элерона - понимаю, у РВ/РН - понимаю, но у спойлера?..

Загадочны и слова Move in relation to a backdrive from the trailing edge flaps.
Здесь без пол-литры точно не разберёшься.

Ну и, наконец, ключевое: Spoilers 4, 5, 10, and 11 do not move to a droop position in this condition.
При отказах спойлеры могут "остаться торчать".
Это означает, что та самая задача "как обезопасить электромеханический привод при отказе?" до сих пор не решена.

Что, собственно, объясняет и "смесь" электромеханических и гидравлических приводов спойлеров.
Спойлеры 4,5,10,11 либо работают только симметрично (используются как воздушные тормоза и/или гасители подъёмной силы - но не для управления по крену), либо их воздействие в полностью выпущенном положении без особых проблем парируется отклонением других управляющих поверхностей.
Полностью оснастить спойлеры э/м приводами "Боинг" не рискнул. То, что есть - не более, чем "полевые испытания".