Электрогидравлический привод

Электрогидравлические приводы ( EHA ) заменяют гидравлические системы автономными приводами, работающими исключительно от электроэнергии . EHA устраняют необходимость в отдельных гидравлических насосах и трубках, поскольку они включают в себя собственный насос, упрощение системной архитектуры и повышение безопасности и надежности. Первоначально эта технология была разработана для аэрокосмической промышленности, но с тех пор распространилась на многие другие отрасли, где обычно используется гидравлическая энергия.

Обычные конструкции

Первоначально самолеты управлялись небольшими аэродинамическими поверхностями, приводимыми в действие тросами, прикрепленными к рычагам, которые усиливали действия пилота, используя механическое преимущество . По мере того как самолет увеличивался в размерах и характеристиках, аэродинамические силы на этих поверхностях росли до такой степени, что пилот больше не мог вручную управлять ими в широком диапазоне скоростей - оставалось управление с достаточным преимуществом для управления самолетом на высокой скорости. самолет со значительным переуправлением на меньших скоростях при уменьшении аэродинамических сил. многие самолеты на ранних этапах Второй мировой войны Этими проблемами страдали , в частности Mitsubishi Zero и P-38 Lightning .

Начиная с 1940-х годов для решения этих проблем была внедрена гидравлика. В ранних версиях гидравлические насосы, прикрепленные к двигателям, подавали масло под высоким давлением через трубки к различным рулевым поверхностям. Здесь к оригинальным кабелям управления были прикреплены небольшие клапаны, управляющие потоком масла в соответствующий привод, подключенный к поверхности управления. Одной из первых систем гидравлического наддува были установлены на элероны на поздних моделях P-38L, что устраняло необходимость использования огромной человеческой силы для достижения более высокой скорости крена.

Системы развивались, заменяя механические связи клапанов электрическими средствами управления, создавая конструкцию « по проводам ». а в последнее время — оптические сетевые системы, получившие название « полет на свету ». Для всех этих систем требуются три отдельных компонента: система гидравлического питания, клапаны и связанная с ними сеть управления, а также приводы. Поскольку любая из этих систем может выйти из строя и вывести самолет из строя, необходимо резервирование, которое значительно увеличивает сложность системы. Кроме того, поддержание давления гидравлического масла приводит к постоянному расходу энергии.

Некоторые из первых применений были на бомбардировщике Avro Vulcan и авиалайнере Vickers VC10, известном как Powered.Органы управления полетом.

EHA

Первой разработкой, которая привела к возможности создания EHA, стал обычный двигатель с прецизионным управлением и обратной связью, или мощный шаговый двигатель. . Шаговые двигатели предназначены для перемещения под фиксированным углом при каждом импульсе тока и делают это многократно с чрезвычайной точностью. Оба типа моторных приводов используются уже много лет, для привода в действие элементов управления на установках управления движением и станках с числовым программным управлением например, .

В EHA версии этих двигателей высокой мощности используются для привода реверсивного насоса, который привязан к гидравлическому цилиндру. Насос создает давление в рабочей жидкости, обычно гидравлическом масле, непосредственно повышая давление в цилиндре и заставляя его двигаться. Вся система, состоящая из насоса, цилиндра и резервуара с гидравлической жидкостью, собрана в единый автономный блок.

Вместо того, чтобы энергия, необходимая для перемещения органов управления, подавалась от внешнего гидравлического источника, она подается по обычной электрической проводке, хотя и по проводке большего размера, чем та, которую можно найти в электродистанционной системе. Скорость движения контролируется за счет использования импульсно-кодовой модуляции . Результатом является система «электрического питания», в которой и управление, и энергия передаются по одному набору проводов.

Таким образом, резервирование может быть обеспечено за счет использования двух таких блоков на каждую поверхность и двух комплектов электрических проводов. Это намного проще, чем соответствующие системы, использующие внешнее гидравлическое питание. Кроме того, EHA имеет то преимущество, что он потребляет энергию только во время движения, а давление поддерживается внутри, когда двигатель останавливается. Это может снизить энергопотребление самолета за счет устранения постоянной нагрузки гидравлических насосов. EHA также уменьшают вес, обеспечивают лучшую оптимизацию за счет уменьшения внутренней прокладки трубопроводов и снижения общего веса системы управления.

Ссылки

Библиография

• Роберт Наварро, «Работа электрогидростатического привода на исследовательском самолете систем F-18». Архивировано 1 июня 2023 г. в Wayback Machine , NANASA/TM-97-206224, октябрь 1997 г.
• Стефан Фришемейр, «Электрогидростатические приводы для первичного управления полетом самолетов» , Технический университет Гамбург-Харбург
• Шарлотта Адамс, «A380: «Более электрический» самолет». Архивировано 22 февраля 2014 г. в Wayback Machine , Авионика , 1 октября 2001 г.

Внешние ссылки

• Электрогидростатическое срабатывание , Young & Franklin
• Электрогидростатическое срабатывание , Паркер