Метод проектирования электрогидравлических преобразователей авиационных двигателей

Abstract

Приведены основные тенденции использования устройств исполнительных механизмов авиационных двигателей, преобразующих электрические команды в механические и гидравлические. Описаны примеры использования систем управления современными двигателями, в которых для перемещения исполнительных механизмов используется гидравлические цилиндры. Гидравлические команды для перемещения гидравлических цилиндров формируют электрогидравлические преобразователи. Значительное повышение сложности механизации современных двигателей потребовало повышение надежности электрогидравлических преобразователей, уровня статических и динамических характеристик. Обсуждается необходимость внедрения нового поколения электрогидравлических преобразователей в системы управления отечественными авиационными двигателями. Проведен анализ состава и способа определения показателей, с использованием которых целесообразно контролировать сбалансированное соответствие конструкции техническим требованиям на этапе проектирования. Описан модельно-ориентированный под-ход к проектированию электрогидравлических преобразователей. Предложена структура универсальной модели рабочего процесса электрогидравлического преобразователя. Особенностью данной модели является преобладающее использование в качестве исходных данных геометрических параметров элементов и свойств материалов. Основными составляющими элементами модели рабочего процесса являются модели: электромеханического преобразователя с упругой частью, предварительного каскада усиления и дросселирующих элементов, объёмов сжимаемой жидкости и присоединённых масс. Выделены основные параметры исполнительного механизма, внешние параметры (определенные в технических требованиях на все изделия) и внутренние параметры (характеристики отельных узлов). Приведен анализ взаимосвязи внешних и внутренних параметров, а также параметров исполнительного механизма. Предложен метод проектирования электрогидравлических преобразователей, ключевой особенностью которого является использование модели рабочего процесса практически на всех этапах проектирования. Для формирования сбалансированного сочетания параметров электрогидравлического преобразователя в структуре метода предложено использовать целевую функцию, включающую внутренние параметры электрогидравлического преобразователя.

Наведено основні тенденції використання пристроїв виконавчих механізмів авіаційних двигунів, що перетворюють електричні команди в механічні та гідравлічні. Описано приклади використання систем керування сучасними двигунами, в яких для переміщення виконавчих механізмів використовуються гідравлічні циліндри. Гідравлічні команди для переміщення гідравлічних циліндрів формують електрогідравлічні перетворювачі. Значне підвищення складності механізації сучасних двигунів вимагає підвищення надійності електрогідравлічних перетворювачів, рівня статичних і динамічних характеристик. Обговорюється необхідність впровадження нового покоління електрогідравлічних перетворювачів в системи управління вітчизняними авіаційними двигунами. Проведено аналіз переліку та способу визначення показників, з використанням яких доцільно контролювати збалансовану відповідність конструкції технічним вимогам на етапі проектування. Описано модельно-орієнтований підхід проектування електрогідравлічних перетворювачів. Запропоновано структуру універсальної моделі робочого процесу електрогідравлічного перетворювача. Особливістю цієї моделі є переважне використання в якості вихідних даних геометричних параметрів елементів і властивостей матеріалів. Основними складовими елементами моделі робочого процесу є моделі: електромеханічного перетворювача з пружною частиною, попереднього каскаду підсилення і дроселюючих елементів, об’єми стисливої рідини та приєднаних мас. Виділено основні параметри виконавчого механізму, зовнішні параметри (визначені в технічних вимогах на весь виріб) і внутрішні параметри (характеристики складових вузлів). Наведено аналіз взаємозв'язку зовнішніх і внутрішніх параметрів, а також параметрів виконавчого механізму. Наведено метод проектування електрогідравлічних перетворювачів. Ключовою особливістю методу є використання моделі робочого процесу практично на всіх етапах проектування. Для формування збалансованого поєднання параметрів електрогідравлічного перетворювача в структурі методу запропоновано використовувати цільову функцію, що включає внутрішні параметри електрогідравлічного перетворювача.