ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1 ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ СИЛОВЫМ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ
СИСТЕМАМ И АВТОНОМНЫМ РУЛЕВЫМ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИМ
ПРИВОДАМ В КОНЦЕПЦИИ «БОЛЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО САМОЛЕТА» ..... 14
1.1 Концепции «полностью электрифицированного самолёта» и «более
электрифицированного самолёта» .............................................................................. 14
1.2 Электрификация системы управления полётом самолёта .................................. 15
1.3 Основные структуры автономных приводов ....................................................... 18
1.4 Существующие типы электрогидравлических автономных приводов ............. 23
1.4.1 Электрогидростатический рулевой привод ....................................................... 23
1.4.2 Интегрированный приводной блок .................................................................... 28
1.4.3 Комбинированный рулевой привод (ЕВНА) ..................................................... 29
1.5 Проблема тепловой напряжённости электрогидростатических приводов ....... 31
1.6 Применение локальных гидросистем на транспортных самолётах ................... 32
1.7 Проблема перегрева рабочей жидкости в автономных приводах ...................... 38
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ
РУЛЕВЫХ ПРИВОДАХ ............................................................................................... 44
2.1 Математическая модель дроссельного гидропривода с цилиндрическим
золотником ..................................................................................................................... 44
2.2 Динамическая модель дроссельного гидропривода ............................................ 49
2.3 Модель блока питания с переменным уровнем давления нагнетания .............. 52
2.4 Математическая модель теплового баланса гидросистемы и ее модификация
с учетом нагрева жидкости в гидроприводах ............................................................. 55
2.4.1 Насос ...................................................................................................................... 60
2.4.2 Теплопередающая поверхность гидросистемы ................................................. 60
2.4.3 Теплообменник ..................................................................................................... 61
2.4.4 Модель внешней нагрузки на рулевые гидроприводы .................................... 61
3
2.4.5 Модель тепловыделений при дросселировании жидкости в золотниковых
гидрораспределителях .................................................................................................. 67
2.4.6 Окончательный вид системы уравнений теплового состояния ...................... 68
2.4.7 Методика расчета изменения температуры жидкости в гидросистеме
в течение полета ............................................................................................................ 68
2.5 КПД гидропривода и его связь с тепловыми потерями ...................................... 69
ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ
КОНСТРУКТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВЫХ ПРИВОДОВ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЁТОМ И ПО СНИЖЕНИЮ ТЕПЛОВЫХ
ПОТЕРЬ В НИХ ............................................................................................................ 73
3.1 Управление проводимостями дросселирующих элементов золотникового
гидрораспределителя как способ снижения тепловыделений в гидроприводе при
помогающих нагрузках ................................................................................................. 73
3.1.1 Объект моделирования и требования к нему .................................................... 81
3.1.2 Структура модели ................................................................................................. 81
3.1.3 Результаты имитационного моделирования ..................................................... 86
3.1.4 Определение нагрева рабочей жидкости при дросселировании ..................... 87
3.2 Оценка применения локальных гидросистем как способа повышения
энергетической эффективности гидросистемы самолета ......................................... 89
3.2.1 Описание объекта моделирования ..................................................................... 92
3.2.2 Система электроснабжения самолета Ил-96-300 .............................................. 93
3.2.3 Характеристики гидравлической жидкости и конструкционных материалов
гидросистемы ................................................................................................................. 94
3.2.4 Секционирование рулевых поверхностей в хвостовой части самолета ......... 94
3.2.5 Сравниваемые структуры энергообеспечения рулевых приводов ................. 95
3.2.6 Структура № 1 ...................................................................................................... 96
3.2.7 Структура № 2 .................................................................................................... 102
3.2.8 Расчет массы ЛГС и насосной станции ........................................................... 103
3.2.9 Расчет массы всех ЛГС ...................................................................................... 110
4
3.2.10 Оценка изменения массы ЦГС при переходе на ЛГС .................................. 110
3.2.11 Оценка изменения массы СЭС при переходе на ЛГС .................................. 111
3.3 Электрогидравлический рулевой привод с адаптивным питанием ................. 113
3.3.1 Степень разработанности темы ........................................................................ 114
3.3.2 Постановка задачи .............................................................................................. 115
3.3.3 Объект моделирования ...................................................................................... 116
3.3.4 Описание модели ................................................................................................ 117
3.3.5 Результаты моделирования ............................................................................... 122
ГЛАВА 4 ВАЛИДАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВЫХ
ПРОЦЕССОВ В ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ САМОЛЕТА ПО ДАННЫМ
ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ........................................................................................... 125
4.1 Исходные данные для валидации модели тепловых процессов....................... 125
4.2 Расчетные случаи .................................................................................................. 130
4.3 Анализ исходных данных ..................................................................................... 132
4.4 Результаты моделирования .................................................................................. 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 136
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 139
ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................... 150
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ........................................................................................................ 153
ПРИЛОЖЕНИЕ В ....................................................................................................... 157
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Акт о внедрении результатов диссертационной работы ......................................... 161
