Гидроусилитель и следящая система

---

      Преодолеть большие усилия, возникающие при управлении ЦПГО, можно с помощью дополнительного источника энергии.

      В настоящее время чаще всего в качестве такого источника энергии используется гидравлическая система, которая питает вспомогательное устройство для привода ЦПГО – гидроусилитель, или бустер (англ. booster, от boost – поднимать, повышать давление, напряжение).

      Гидроусилитель представляет собой силовой цилиндр, корпус 1 которого неподвижно закреплен на элементе конструкции планера самолета 2 (балке, силовом шпангоуте, силовой нервюре и т. д.).

      При нейтральном положении (а) управляющего штока гидроусилителя (золотника) 3 цилиндрические пояски 4 золотника перекрывают каналы, соединяющие полости А и Б силового цилиндра (разделенные поршнем 5 исполнительного штока 6 гидроцилиндра) с полостями c и d золотниковой камеры.

      Полость d золотниковой камеры соединена с напорной (питающей) магистралью 7, а полости c – со сливной магистралью 8 гидросистемысамолета. В таком положении шток гидроусилителя 6 неподвижен и надежно зафиксирован несжимаемой рабочей жидкостью гидросистемы, запертой золотником в полостях А и Б силового цилиндра.

      Сила P, действующая на шток 6 гидроцилиндра со стороны ц.п.г.о. самолета, воспринимается силовым элементом 2 конструкции самолета.

      При перемещении (б) золотника 3 (по рисунку – вправо на расстояние l) полость А силового цилиндра сообщается с напорной магистралью 7, а полость Б – со сливной магистралью 8 гидросистемы, и из-за разности давлений, действующих на поршень 5, исполнительный шток 6 гидроцилиндра начнет двигаться вправо.

      При движении исполнительного штока относительно неподвижного корпуса 1 и золотника 3 произойдет (в) перекрытие каналов, соединяющих полости А и Б с полостями c и d золотниковой камеры и, соответственно, магистралями гидросистемы. Исполнительный шток 6 гидроусилителя остановится, переместившись вправо на расстояние l, и золотник 3 снова окажется в нейтральном положении.

      Поскольку рабочий ход золотника, необходимый для перепуска жидкости, измеряется несколькими миллиметрами, исполнительный шток гидроусилителя перемещается практически одновременно с перемещением золотника ("отслеживает" его движение).

      Гидроусилитель, таким образом, является следящей системой, на вход которой (на золотник) подаются незначительные усилия (несколько ньютонов), потребные для преодоления сил трения в проводке управления и в золотниковой камере, в то время как на выходе (при движении исполнительного штока) можно получить большие потребные для преодоления шарнирного момента ц.п.г.о. силы P = Fp, где F – площадь поршня 5, p – давление в гидросистеме самолета.

      Для объяснения работы гидроусилителя под нагрузкой, приведена упрощенная схема уравновешивания, имеющей сугубо иллюстративный характер.

В действительности механизм уравновешивания значительно сложнее – весь силовой "баланс" происходит на весьма малых (микронных) ходах золотника, когда даже при остановке бустера под нагрузкой и нейтральном положении золотника (а) есть перетекание жидкости из напорной в сливную магистраль гидросистемы через полости c и d золотниковой камеры и, соответственно, схема уравновешивания значительно сложнее.

Рисунок дает достаточно точное представление о принципе работы гидроусилителя как следящей системы.