CC BY
26
Podshibnev Vladimir Alexandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute,
Rozhnin Nikolay Borisovich, candidate of technical sciences, Senior Researcher, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute,
Samsonovich Semyon Lvovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute
УДК 629.7.05
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-11-376-387
РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
С.Л. Самсонович, Н.Б. Рожнин, А.П. Ларин, М.А. Макарин, Ю.Г. Оболенский, Р.Р. Абдулин, В.В. Большаков, В.А. Подшибнев, А.С. Зудилин
В статье рассматривается работа двух вариантов резервированного электромеханического рулевого привода, один из которых содержит муфты сцепления и расцепления выходных звеньев исполнительных механизмов привода с рулевой аэродинамической поверхностью, а второй построен на основе использования в качестве выходного звена привода дифференциальной волновой передачи с телами качения. В результате имитационного моделирования установлено, что оба варианта резервирования привода обеспечивают требуемые статические и динамические характеристики в штатных режимах и после возникновения, как минимум, одного «электрического» и одного «механического» отказа. Показано, что количество выдерживаемых отказов может быть большим и оно зависит от последовательности их возникновения.
Ключевые слова: резервированный электромеханический привод, муфта сцепления, дифференциальная волновая передача, имитационное моделирование
Современные высокие требования по безопасности полёта летательных аппаратов (ЛА) обуславливают использование структурного и элементного резервирования приводных систем [1, 2]. Особенно актуальной эта задача стала при реализации концепции перехода от электрогидравлических к электромеханическим приводам (ЭМП). Эта концепция обусловлена стремлением к уменьшению массогабаритных показателей, стоимости изготовления и к упрощению обслуживания при обеспечении надёжности и ресурса не хуже, чем у существующих электрогидравлических приводов.
В работе [3] подробно проанализированы различные структуры резервированных ЭМП и выбраны два варианта. Один построен на основе муфты сцепления и расцепления выходного вращательного звена ЭМП с аэродинамической поверхностью [4], а второй - на основе использования в качестве выходного звена ЭМП дифференциальной волновой передачи с телами качения [5]. Дальнейшие пути отработки вопросов надёжности этих схем резервированных ЭМП и алгоритмов их работы заключаются в макетировании и параллельном составлении математических моделей и последующем имитационном моделировании штатных режимов работы и отказных ситуаций.
Настоящая статья посвящена разработке математических моделей двух вариантов структурного резервирования ЭМП, предложенных в [4, 5], и исследованию их работы в системе управления летательного аппарата в штатных режимах и при возникновении отказов путём проведения имитационных экспериментов на моделях
Функциональный состав резервированных ЭМП и блок схема математической модели. В обоих случаях рассматривается рулевой следящий ЭМП вращательного типа, для которого заданы требуемые статические и динамические характеристики и показатели надёжности, а также, характеристики нагрузки (аэродинамической поверхности): момент инерции; коэффициент шарнирного момента; коэффициент вязкого трения.
Подробная блок-схема ЭМП в соответствии с конструкцией, предложенной в патенте [4], с параллельным подключением исполнительных механизмов к нагрузке через муфты сцепления, представлена на рис. 1. В дальнейшем будем называть эту схему вариантом 1.
га эд1.1 га эщ.2 ред1 дсм М1 дрм
: -
: ИМ1
Щ1
1
СП 1.1 £
гНСП 1.2
та
ПР
кэа-
к вип!
|ЁУМС)|:
к АИП
402
|БУМС 2|
дсм мг дрм ред г эдг.1 т ж
— и м
4-х канальный контроллер
с СВК
т
СП 2.1 +,
ЕгД
сп г.2 Ж
имг
ПР
\'04
-кэсг
Заданное положение
Рис. 1. Блок-схема резервированного ЭМП по варианту 1: ИМ - исполнительный механизм;
ЭД - электродвигатель; РЕД - двухступенчатый волновой редуктор; М - кулачковая электромагнитная муфта сцепления; ЭС - электросистема; ВИП - вторичный источник питания; АИП - аварийный источник питания; СП - силовой преобразователь; ДОС - датчик обратной связи; ДПР - датчик положения ротора; ДТ - датчик тока; ДН - датчик напряжения; ДСМ - датчик сцепления муфты; ДРМ - датчик расцепления
муфты; ПР - плавкий предохранитель; РСП - реле силового питания; УБ - развязывающий диод; БУМС - блок управления муфтой сцепления; РД - реле режима демпфирования; СВК - система встроенного контроля
Блок-схема ЭМП в соответствии с конструкцией, предложенной в патенте [5], с подключением исполнительных механизмов к нагрузке через дифференциальную волновую передачу, представлена на рис. 2. В дальнейшем будем называть эту схему вариантом 2.
ись в ращения поверхности
Рулевая поверхность
Д°С1НЛ-1.........-5.............-¿С-
#
М1
дрм
ЭД1.1
п
Г* (
; ИМ1
1
ДТП
спи £Г
¿¡щ
РЕД
ДТ1.2
гНСП1.2
ДЬе
кЭС1-
-Е*
Дифференциальная волновая передача
к ВИП
бум 1
щ
к ЛИГ
бум г
2Г
эдм
щ вдг^ЕГН
Дтг.1
_ДЦ2
СП 2.1 К»,
4-х канальный контроллер С СВК
мг
ДРМ
I
Заданное положение
I
■Й-
-кэсг
Рис. 2. Блок-схема резервированного ЭМП по варианту 2: повторяются обозначения, использованные на рис. 1, кроме: РЕД - одноступенчатый волновой редуктор исполнительного механизма; М - фрикционная тормозная электромагнитная муфта; ДРМ - датчик расцепления тормозной муфты, БУМ - блок управления муфтой
Оба варианта выполнены на базе высоковольтных моментных вентильных двигателей с полым ротором и волновых передач с телами качения. Силовые преобразователи выполнены по схеме трёхфазного моста на MOSFET транзисторах. Способ регулирования - ШИМ. Исполнительные механизмы одинаковые, каждый содержит два двигателя, роторы которых закреплены на общем валу. В варианте 1 механический редуктор представляет из себя двухступенчатую волновую передачу с телами качения с общим коэффициентом передачи, равным 256. Используемые в конструкции электромагнитные муфты с кулачковым зацеплением являются критическими с точки зрения надёжности элементами привода, поэтому в них также применено резервирование [6]. Питание муфт осуществляется от вторичного и аварийного источников электропитания через развязывающие диоды. Электромагниты включения и выключения кроме основных обмоток содержат резервные обмотки. С целью повышения надежности работы муфт основные и резервные обмотки подключаются к электросети служебного питания через последовательно-параллельные группы транзисторов. Расчётное время срабатывания муфт не более 0,005 с.
В варианте 2 механический редуктор каждого ИМ содержит 1-ую ступень волновой передачи с телами качения варианта 1 с коэффициентом передачи, равным 16, а 2-ая ступень с коэффициентом передачи, также равным 16, реализована дифференциальной волновой передачей, подробно описанной в [5]. Для данного варианта привода разработаны электромагнитные тормозные муфты, в которых также применено резервирование, аналогичное описанному выше для варианта 1.
Для исследования штатной работы привода, а также проведения имитационных экспериментов на основе предложенного в [6] алгоритма реконфигурации структуры привода при прохождении отказов разработана математическая модель, реализованная в среде MATLAB с использованием пакета Simulink и библиотек Simscape и SimPowerSystems, объединяющая варианты 1 и 2 резервированного ЭМП. Функциональная блок-схема модели приведена на рис. 3. Параметры моделей всех элементов привода задаются в соответствующих им блоках на основании паспортных или расчетных значений. Блоки двигателей включают модели двухконтурного регулятора, силового преобразователя, синхронного электродвигателя, датчика положения ротора и датчика тока. Они идентичны для вариантов 1 и 2. Ограничение токов фаз электродвигателей установлено на уровне 15А. Выбор варианта схемы привода осуществляется тремя переключателями. В модели реализована инерционная нагрузка рулевой поверхности и учтены моменты инерции всех подвижных элементов, а также, в зависимости от положения и скорости нагрузки, в блоке расчёта момента сопротивления формируются заданные в технических требованиях шарнирный момент и момент вязкого трения. Блок реле питания позволяет подключать и отключать электросети силового и служебного питания к элементам привода, а блок реле режима демпфирования обеспечивает перевод привода в режим демпфирования путём замыкания обмоток электродвигателей накоротко. Блок сценариев позволяет реализовать как режим штатного функционирования, так и прохождение «электрических» (отказ канала контроллера, регулятора, силового преобразователя, электродвигателя, датчика положения ротора) и «механических» (заклинивание редуктора) отказов. В модели для имитации заклинивания редуктора его выходной вал сцепляется с неподвижным корпусом привода быстродействующей фрикционной муфтой.
Результаты имитационного моделирования работы резервированного ЭМП (вариантов 1 и 2) в различных режимах
1. Штатное функционирование. В режиме штатного функционирования в обоих рассматриваемых вариантах работает один ИМ, например, ИМ1. При этом работают оба двигателя. В варианте 1 ИМ2 отключен от нагрузки своей муфтой сцепления, в варианте 2 вал двигателей ИМ2 заторможен тормозной муфтой.
На рис. 4 показаны осциллограммы, соответствующие перекладке рулевой поверхности из нулевого в крайнее положение с максимально реализуемой приводом скоростью.
Полученные на моделях замкнутых приводов по вариантам 1 и 2 ЛАФЧХ при гармоническом сигнале задания с амплитудой, соответствующей повороту рулевой поверхности на 1% от максимального угла, и работе на инерционную нагрузку с моментом сопротивления аэродинамической поверхности приведены на рис. 5. Характеристики сняты при работе двух двигателей ИМ (штатное функционирование), а также при работе на одном двигателе (аварийный режим).
Выводы по результатам моделирования:
Привод развивает требуемый максимальный момент, при этом двигатели работают в допустимых режимах;
Максимальная угловая скорость перемещения нагрузки составляет 1 рад/с, что соответствует требованиям;
Частотные характеристики замкнутого привода удовлетворяют заданным требованиям. При гармоническом задании с амплитудой, соответствующей повороту нагрузки на 0,0052 рад, полоса пропускания превышает 3 Гц как в штатном режиме (работают два двигателя), так и при отказе одного двигателя (работает один двигатель). При этом на частоте 1 Гц сдвиг по фазе составляет: в приводе по варианту 1 при работе двух двигателей 5 град., при работе одного двигателя 15 град.; в приводе по варианту 2 при работе двух двигателей 5 град., при работе одного двигателя 8 град.
На частоте 3 Гц сдвиг по фазе составляет: в приводе по варианту 1 при работе двух двигателей 30 град., при работе одного двигателя 45 град.; в приводе по варианту 2 при работе двух двигателей 20 град., при работе одного двигателя 22 град.
Рис. 3. Функциональная блок-схема математической модели резервированного ЭМП
по вариантам 1 и 2
Время, с
Рис. 4. Заданное и отработанное положение (а) и угловая скорость рулевой поверхности (б) при перекладке рулевой поверхности из нулевого в крайнее положение в приводе
по вариантам 1 и 2
379
а)
2
| ~2 в
< -6 □
_ -30
2
у
I -60 р.
«г -90
6
-120 10
х
— рабе --рабе тают тает 1 дв дви тате/ гатсл Я \ \\ \
г: — —
4
> \ \
;
Частота, Гц ю°
10
|
г <
б)
------1
\ *
— рабо гают гает 1 2 дв нгателя \
V
Частота, Гц 10 Ю
Рис. 5. ЛАФЧХзамкнутого привода при работе двух двигателей (штатное функционирование) и при работе одного двигателя (после отказа одного из двигателей и работе на одном двигателе ИМ), амплитуда 0,0052рад, привод работает на инерционную нагрузку и нагружен шарнирным моментом и вязким трением по ТЗ: а - привод по варианту 1; б - привод по варианту 2
2. Возникновение «электрического» отказа - отказа одного из двух работающих каналов ИМ. Под каналом ИМ понимается совокупность канала контроллера, регулятора, силового преобразователя, электродвигателя и датчика положения ротора, а под отказом канала -отказ любого из перечисленных компонентов. Нумерация каналов соответствует нумерации электродвигателей на блок-схемах (см рис. 1 и 2).
При возникновении «электрического» отказа (отказа любого из вышеперечисленных элементов канала) в соответствии с предложенным алгоритмом снималось питание со всех компонентов канала, то есть канал выключался из работы. В проведённых экспериментах имитировался отказ электродвигателя ЭД1.1. Далее возможны два сценария: 1) продолжение работы на одном исправном канале; 2) переход на ИМ2 с работой двух каналов.
2.1 Выход из строя одного канала ИМ при перекладке рулевой поверхности из нулевого в крайнее положение.
2.1.1 Продолжение работы на одном исправном канале при возникновении отказа.
На рис. 6 приведены осциллограммы, практически идентичные для привода по вариантам 1 и 2, положения и скорости рулевой поверхности, а также моментов электродвигателей ЭД1.1 и ЭД1.2.
Выводы по результатам моделирования:
«электрический» отказ практически не сказывается на выходной координате привода -положении рулевой поверхности;
максимально реализуемая скорость перемещения рулевой поверхности снижается на
10%;
не более, чем за 0,05 с оставшийся в работе канал удваивает момент, принимая на себя момент отказавшего канала.
0.5
!СГ Момент отказа двигателя ЭД 1.1 (0.4с] — —Положение заданное -Положение отработанное
-20
Г
V
V -
■
0.2
0А
0.6
0.8
Время, с
Рис. 6. Осциллограммы положения (а) и скорости рулевой поверхности (б), моментов электродвигателей ЭД1.1 (в) и ЭД1.2 (г) при «электрическом» отказе в канале К1.1 в момент времени 0,4с и дальнейшей работе на канале К1.2 для привода
по вариантам 1 и 2
2.1.2. Переход на ИМ2 при возникновении отказа. При возникновении отказа в канале К1.1 в течение 0,05с продолжает работать ИМ1 на ЭД1.2, затем: в приводе по варианту 1 включается муфта М2, выключаются ЭД1.2 и М1 и включаются оба двигателя ИМ2; в приводе по варианту 2 отключается тормозная муфта М2, включается муфта М1 и отключается ЭД1.2, включаются двигатели ЭД2.1 и ЭД2.2 ИМ2. На рис. 7 и 8 даны осциллограммы положения и скорости рулевой поверхности, а также моментов электродвигателей ЭД1.1 и ЭД1.2, ЭД2.1 и ЭД2.2 для приводов по вариантам 1 и 2 соответственно.
а)
6)
5 1
□
? О
5
^ -1 0 -2 20 1 15 =- 10
20 ^ 10
5Е 0
О) |-10
-20
0А2
Г 1 \ -
-
- -
1
А -Мдвиг.1
V --- Мдвиг. 2
V,
0.2
0.3
0.4
0.5
Время, с
0.6
0.7
0.8
0.9
Рис. 7. Осциллограммы положения (а) и скорости рулевой поверхности (б), моментов электродвигателей ЭД1.1, ЭД1.2 (в) и ЭД2.1, ЭД2.2 (г) при «электрическом» отказе в канале К1.1 в момент времени 0,4с и дальнейшей работе на каналах К2.1 и К2.2
для привода по варианту 1 381
а)
0.6
£ 0А
0.2
6)
В)
- 1 -
Момент отказа -- сложен сложен 1е задан 1е отраб ное ианное
двига ЭД1.1 теля 0.4с] -
10
-10 20
10
о
-10
-20
\ I -МДЕИГ. 1 — — -Мдвиг. 2
V ч
I
01
0.2
0.3
ОА
0.5 Время, с
0.6
0.7
0.8
0.9
Рис. 8. Осциллограммы положения (а) и скорости рулевой поверхности (б), моментов электродвигателей ЭД1.1, ЭД1.2 (в) и ЭД2.1, ЭД2.2 (г) при «электрическом» отказе в канале К1.1 в момент времени 0,4с и дальнейшей работе на каналах К2.1 и К2.2
для привода по варианту 2
Выводы по результатам моделирования:
в приводе по варианту 1 «электрический» отказ приводит к изменению положения рулевой поверхности не более, чем на 0,01 рад, при этом переходный процесс длится не более 0,02 с, что удовлетворяет требованиям;
максимально реализуемая скорость перемещения рулевой поверхности снижается лишь на время переходного процесса;
в приводе по варианту 2 после возникновения отказа просадки рулевой поверхности не происходит, максимальная скорость восстанавливается за 0,05 с, что также удовлетворяет техническим требованиям. Противоположный по сравнению с приводом по варианту 1 знак момента ИМ2 объясняется использованием дифференциального редуктора.
3. Возникновение «механического» отказа - заклинивание редуктора ИМ. При заклинивании работающего редуктора (в нашем случае Ред1) сначала выключаются электродвигатели ЭД1.1 и ЭД1.2, затем: в приводе по варианту 1 подключается муфта М2, затем отключается муфта М1 и включаются двигатели ЭД2.1 и Эд2.2, то есть в работу включается ИМ2; в приводе по варианту 2 отключается тормозная муфта М2, затем включаются муфта М1 и двигатели ЭД2.1 и ЭД2.2 ИМ2. Соответствующие смоделированному режиму осциллограммы приведены на рис. 9, 10.
Выводы по результатам моделирования:
после возникновения «механического» отказа привод остаётся работоспособным и полностью сохраняет исходные характеристики. Произвольное перемещение нагрузки в приводе по варианту 1 не превышает 0,01 рад, при этом переходный процесс занимает не более 0,02с, что удовлетворяет требованиям;
в приводе по варианту 2 после возникновения «механического» отказа просадки рулевой поверхности не происходит, максимальная скорость восстанавливается за 0,07 с, что также удовлетворяет техническим требованиям;
после этого привод может выдержать ещё один «электрический» отказ (см. п. 2).
а] |0.г5
6) | о
Г \
го I ю
Г) | в
I -ш 20
I
Р
а? аг
а.9
О 0.1 02 0-3 0А 0.5 0-6 Зремя, с
Рис. 9. Осциллограммы положения (а) и скорости рулевой поверхности (б), моментов электродвигателей ЭД1.1, ЭД1.2 (в) и ЭД2.1, ЭД2.2 (г) при «механическом» отказе в ИМ1 в момент времени 0,4с и дальнейшей работе на каналах К2.1 и К2.2 ИМ2 для привода
по варианту 1
э) 1 05
г §
Моне ЗЗКЛИНН редукторг НТ ЙНИЙ (0.4с) — —Положена --Положен езаданное е отработанное
время, с
Рис. 10. Осциллограммы положения (а) и скорости рулевой поверхности (б), моментов электродвигателей ЭД1.1, ЭД1.2 (в) и ЭД2.1, ЭД2.2 (г) при «механическом» отказе в ИМ1 в момент времени 0,4с и дальнейшей работе на каналах К2.1 и К2.2 ИМ2 для привода
по варианту 2
4 Переход из режима штатного функционирования в режим демпфирования при перекладке рулевой поверхности и моменте нагрузки, равном 735 Нм. При перекладке рулевой поверхности из нулевого положения в крайнее при штатном функционировании в момент времени 0,4 с шарнирный момент достигает значения 735 Нм. Для проверки эффективности режима демпфирования смоделирован переход привода в этот режим. В режиме демпфирования снимается питание и управление с двигателей, а их обмотки замыкаются накоротко. Шарнирный момент, действующий на аэродинамическую поверхность, заставляет её перемещаться. Редукторы работают как мультипликаторы и роторы двигателей начинают вращаться. Демпфирование осуществляется за счёт наводимой в обмотках двигателей ЭДС и протекающего за счёт этого тока короткого замыкания, что, в свою очередь, создаёт момент обратного знака, препятствующий перемещению поверхности. Для создания максимального момента сопротивления в приводе по варианту 1 включаются обе муфты сцепления и демпфирование осуществляется четырьмя двигателями. Для привода по варианту 2 промоделировано два возможных варианта - демпфирование двумя двигателями (тормозная муфта резервного ИМ фиксирует вращение роторов его двигателей) и демпфирование четырьмя двигателями. На рис. 11 даны осциллограммы скорости перемещения рулевой поверхности в режиме демпфирования для привода по вариантам 1 и 2.
о
.■а а] | | -ю
-Ь о
I -,5
о
-го
в & "3 б | 4 -ю
* ^ о
^ а -15
I -го
о о а 1-0.01
в] I £-0.02
'Со
* 1-0.03
6-0.04
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Время, с
Рис. 11. Осциллограммы скорости перемещения рулевой поверхности в режиме демпфирования при действии шарнирного момента величиной 735Нм для привода по варианту 1 (а) и привода по варианту 2 при демпфировании двумя (б) и четырьмя (в) двигателями
Выводы по результатам моделирования: В режиме демпфирования просадка рулевой поверхности под действием внешней нагрузки 735 Нм за 30 с составляет: в приводе по варианту 1 0,255 рад при скорости рулевой поверхности 0,0085 рад/с, что удовлетворяет техническим требованиям; в приводе по варианту 2 при демпфировании только двигателями ИМ1 0,51 рад при скорости рулевой поверхности 0,017 рад/с, что также удовлетворяет техническим требованиям; в приводе по варианту 2 при демпфировании двигателями ИМ1 и ИМ2 1,02 рад при скорости рулевой поверхности 0,034 рад/с, что не удовлетворяет техническим требованиям и объясняется сложением скоростей каналов в нагрузке в схеме с дифференциалом. Поэтому в схеме по варианту 2 необходимо использовать демпфирование только двумя двигателями одного из ИМ.
Заключение. Проведённое на этапе проектирования привода имитационное моделирование показало следующее:
1. Оба варианта привода обеспечивают выполнение технических требований как в режиме штатного функционирования, так и после возникновения одного «электрического» и одного «механического» отказа в любой последовательности;
2. В приводе как по 1-ому, так и по 2-ому вариантам количество выдерживаемых отказов может быть больше двух и зависит от последовательности их возникновения: после первого «электрического» отказа привод выдерживает либо ещё два «электрических», либо один «механический» отказ;
*10"!
- и
3. В обоих вариантах привода эффективно осуществляется режим демпфирования аэродинамической поверхности.
Список литературы
1. Электрический самолёт: концепция и технологии / А.В. Левин, С.М. Мусин, С.А. Харитонов, К.Л. Ковалев, А.А. Герасин, С.П. Холютин; под ред. С.М. Мусина, Уфимский гос. авиац. техн. университет. - Уфа: УГАТУ 2014. 388 с.
2. Ермаков С.В., Константинов С.В., Кузнецов И.П., Оболенский Ю.Г. Структуры и компоненты рулевых приводов систем управления перспективных самолетов с повышенным уровнем электрификации. / Полет. Общероссийский научно-технический журнал, 2016. №4. С.35-47.
3. Абдулин Р.Р., Зудилин А.С., Оболенский Ю.Г., Рожнин Н.Б., Самсонович С.Л., Стиценко А.Н. Построение резервированного электромеханического привода повышенной надежности / Вестник Московского авиационного института, 2018. Т.25, № 1. С. 121-131.
4. Патент №2740466 РФ. Резервированный электромеханический силовой минипривод / Абдулин Р.Р., Большаков В.В., Заец В.Ф., Зудилин А.С., Крылов Н.В., Ларин А.П., Оболенский Ю.Г., Рожнин Н.Б., Самсонович С.Л., Стиценко А.Н., Хлупнов А.Ю., Подшипнев В.А. / Опубл.: 14.01.2021 Бюл. № 2.
5. Патент №2736658 РФ Резервированный электромеханический привод / Абдулин Р.Р., Большаков В.В., Заец В.Ф., Зудилин А.С., Крылов Н.В., Оболенский Ю.Г., Рожнин Н.Б., Самсонович С.Л., Стиценко А.Н., Подшипнев В.А. Опубл.:19.11.2020 Бюл. № 32.
6. S.L. Samsonovich, N.B. Rozhnin, M.A. Makarin, A.P. Larin, Yu.G. Obolenskiy, R.R. Abdulin. Redundant electromechanical actuator operation analysis in case of failures. International Conference on Engineering Systems 2020, Journal of Physics: Conference Series 1687 (2020) 012023.
Самсонович Семен Львович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Москва, Московский Авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Рожнин Николай Борисович, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, [email protected], Россия, Москва, Московский Авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Макарин Михаил Александрович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Москва, Московский Авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Ларин Александр Петрович, старший преподаватель, [email protected], Россия, Москва, Московский Авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Оболенский Юрий Геннадьевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Москва, Московский Авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Абдулин Рашид Раисович, канд. техн. наук, главный конструктор, [email protected], Россия, Москва, АО Московский научно-производственный комплекс «АВИОНИКА» имени О. В. Успенского,
Большаков Вадим Владимирович, канд. техн. наук, ведущий инженер-конструктор, [email protected], Россия, Москва, АО Московский научно-производственный комплекс «АВИОНИКА» имени О.В. Успенского,
Подшибнев Владимир Александрович, инженер-конструктор, bolshakov. [email protected], Россия, Москва, АО Московский научно-производственный комплекс «АВИОНИКА» имени О. В. Успенского,
Зудилин Алексей Сергеевич, зам. начальника, [email protected] Россия, Москва, АО Московский научно-производственный комплекс «АВИОНИКА» имени О.В. Успенского
385
SIMULATION RESULTS OF THE OPERATION OF REDUNDANT ELECTROMECHANICAL AIRCRAFT
ACTUATORS
S.L. Samsonovich, N.B. Rozhnin, M.A. Makarin, A.P. Larin, Yu.G. Obolensky, R.R. Abdulin, V.V. Bolshakov, V.A. Podshibnev, A.S. Zudilin
The article is about operation of two versions of a redundant electromechanical actuators, one of which contains clutches for engaging and disengaging the output links of the actuators with a steering aerodynamic surface, and the second is built by using a differential harmonic transmission with rolling elements as an output link. As a result of simulation, it was found that both options of the actuators redundancy provides required static and dynamic characteristics in normal modes and stay operational in cases of at least one "electrical" and one "mechanical" failures. It is shown that the number of withstand failures can be large and it depends on the sequence of their occurrence.
Key words: redundant electromechanical actuator, clutch, differential harmonic transmission, simulation.
Samsonovich Semen Lvovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Rozhnin Nikolay Borisovich, candidate of technical sciences, senior research fellow, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Makarin Mikhail Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Larin Alexander Petrovich, senior lecturer, aplarin@rambler. ru, Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Obolensky Yuri Gennadievich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Abdulin Rashid Raisovich, candidate of technical sciences, chief desigh officer, ab-dulin@mnpk. ru, Russia, Moscow, JSC «Avionica»,
Bolshakov Vadim Vladimirovich, candidate of technical sciences, leading design engineer, [email protected], Russia, Moscow, JSC «Avionica»,
Podshibnev Vladimir Alexandrovich, design engineer, [email protected], Russia, Moscow, JSC «Avionica»,
Zudilin Alexey Sergeevich, deputy head of department, zudilin. mail@mnpk. ru, Russia, Moscow, JSC «Avionica»
