ГЛАВА XI. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ГАЗОВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

В настоящее время получили широкое распространение различные пневматические устройства, к ним в первую очередь относятся автоматические пневматические приводы — рулевые агрегаты РА, бортовые (вспомогательные) источники энергии БИП с использованием сжатого газа, пневматические усилители ПУ, воздушные регуляторы давления РД, пневматические краны (клапаны) ПК, поршневые, турбинные и струйно-реактивные исполнительные двигатели ПД, а также различные пневматические усилители мощности (сервомеханизмы) систем автоматического управления летательных аппаратов.

Рис. XI.1. Функциональная схема автоматического пневматического привода

Автоматический пневматический привод, функциональная схема которого показана на рис. XI. 1, в общем случае представляет собой достаточно сложный комплекс устройств, куда входят: источник газовой энергии ГГ (баллон, компрессор, газовый генератор); агрегаты газовых сетей и магистралей АГМ (краны, клапаны, предохранители, фильтры, трубопроводы, дроссели, редукторы); пневматические

усилители ПУ (струйная трубка, сопло-заслонка, золотник, заслонка); пневматические двигатели ПД (поршневой, турбинный, газоструйный); механизм передачи МП (редукторный, рычажный, шарнирный) и приборы управления: преобразующее и суммирующее устройство усилители мощности электрических сигналов УМ (электронный, магнитный, полупроводниковый), электромеханические преобразователи ЭМП (моментный двигатель, электрореле, электромагнит); устройства обратных связей корректирующих цепей КЦ и внутренних обратных связей ВОС. Все это предназначено для усиления и преобразования маломощного входного сигнала в механическое перемещение выходного вала исполнительного механизма.

Рис. XI.2. Принципиальные схемы пневматических приводов: а — статического действия; рулевой орган РО, СС и УМ — сумматор сигнала и усилитель мощности, ЭМП — моментный мотор, пневматический двигатель ПД поршневого типа, а также пневмоусилитель ПУ, имеющий газовое распределение потоков с помощью струйной трубки, газ к которой подводится от ГГ через агрегаты газовой магистрали АГМ, выключающие ЗРУ — зарядно-разрядное устройство, ПК — предохранительное устройство (клапан), РД — регулятор давления, ЭК — электроклапан, ФГО — фильтр грубой очистки; б — динамического действия

Входной величиной привода является электрический сигнал малой мощности (доли ватта), который в преобразующем и суммирующем устройстве ПСУ корректируется и с помощью дополнительной энергии питания усилителя мощности усиливается до единиц ватта и. Усиленный сигнал управления, как правило, постоянного тока подается на ЭМП, который соответственно перемещает управляющий орган пневмоусилителя ПУ на величину Угол поворота оси ЭМП а прямо пропорционально соответствует величине Благодаря жесткой механической связи оси моментного мотора с осью струйной трубки ПУ или с ходом заслонки, золотника или штока клапана ПУ происходит управление газовым потоком, протекающим от источника газовой энергии ГГ, через АГМ и ПУ в пневматический двигатель ПД. Таким образом, пропорционально значению управляющего сигнала подается газовый поток мощностью в двигатель, который преобразует этот поток в механическое перемещение штока

(выходного вала двигателя) х. Для связи двигателя с нагрузкой мощностью предусмотрен механизм передачи МП, который жестко связывает перемещение штока двигателя с движением нагрузки исполнительного органа (руля, поворотного двигателя, регулятора тяги двигателя и т. п.).

Для повышения динамических свойств и точности воспроизведения входного сигнала автоматизированный привод имеет обратные связи ВОС и ПОС и корректирующие цепи КЦ по скорости, ускорению и нагрузке.

На рис. XI.2, а показана принципиальная схема, выполненная для рулевого пневмопривода одного канала управления летательного аппарата (канал тангажа).

На рис. XI.2, б изображена принципиальная схема автоматизированного пневмопривода, где в качестве реверсивного пневмодвигателя использована газовая турбина с электромагнитными муфтами ЭММ, и ЭММ.

Основные преимущества пневмоавтоматических устройств — простота конструкции, малая масса, высокая надежность, возможность работы в широком диапазоне изменения температур и давлений.

К недостаткам можно отнести — малое время работы пневмоавтоматических устройств (часто до 1 мин); наличие уплотняющих устройств (часто резиновых), высокая сжимаемость газа (особенно воздуха), большой разброс входных параметров источников газовой энергии и т. п.