Система управления полётом
Основные органы управления полётом самолёта состоят из стабилизатора, руля направления, руля направления и интерцепторов. Системы искусственного ощущения создают имитацию аэродинамических сил на ручке управления и педалях руля направления. Вспомогательные органы управления - это предкрылки/закрылки передней кромки, закрылки задней кромки и установленные на крыльях воздушные тормоза.
Противовесы против сильфонов
Соединения между ручкой, рулевыми поверхностями и взаимодействием с системой триммирования, а также AFCS представляют собой сложную комбинацию сил, которые уравновешивают друг друга.
Противовесы, соединённые с ручкой, увеличивают усилие, необходимое для её перемещения, в зависимости от текущей перегрузки, толкая ручку вперёд. Например, при оттягивании ручки и создании положительной перегрузки противовесы становятся тяжелее, что затрудняет дальнейшее оттягивание и естественным образом приводит к тому, что ручка стремится вернуться в нейтральное положение.
Противовесы уравновешиваются с противоположной стороны системой сильфонов, работающей от давления набегающего воздуха, измеряемого на входе сильфонов на вертикальном оперении.
Сильфоны тянут ручку назад в зависимости от относительной воздушной скорости. Например, когда пилот отпускает ручку, и самолёт непреднамеренно начинает пикировать, воздушная скорость увеличивается, и система сильфонов тянет ручку назад, естественным образом заставляя самолёт набирать высоту и стабилизироваться в горизонтальном полёте.
Триммирование самолёта приводит к изменению длины рычага, соединяющего систему сильфонов с ручкой, изменяя эффективное усилие, которое они могут приложить.
🟡 Засорение или замерзание входа сильфонов приводит к неисправности системы. В этом случае триммирование может стать неэффективным, и могут возникнуть внезапные движения тангажа вверх или вниз, в зависимости от того, как уравновешиваются силы сильфонов и противовесов. Чтобы предотвратить ещё одно внезапное изменение тангажа после устранения засорения, триммер следует держать в нейтральном положении.
Две противодействующие силы тщательно сбалансированы, чтобы удерживать ручку в нейтральном положении во время горизонтального полёта на нормальных скоростях. Однако из-за динамического характера системы самолёт приходится постоянно перетриммировать даже после малейших изменений условий полёта. Особенно при перегрузках или при изменении воздушной скорости ощущение поведения ручки резко меняется.
Ручки управления
РУС предусмотрен в обеих кабинах, с почти одинаковым расположением переключателей. Триммер (
Кроме того, уникальной особенностью ручки передней кабины является датчик усилия, который позволяет пилоту точно регулировать AFCS при включённом автопилоте. В случае, если усилие, приложенное к ручке, превышает предел отключения AFCS, автопилот будет временно отключён.
Системы управления и триммирования элеронов-интерцепторов и стабилизатора
Система управления элеронами-интерцепторами и система управления стабилизатором имеют функцию отслеживания триммирования; первая - через винтовой домкрат, вторая - с помощью сервопривода, управляемого AFCS. Эти функции заставляют ручку занимать положение относительно текущего положения триммера и автопилота, когда управляющий член экипажа отпускает ручку. Поэтому рекомендуется переместить ручку в то же положение или осторожно переместить ручку до «усилия отключения» перед отключением автопилота, чтобы уменьшить вероятность резкого возврата к ручному управлению.
Для подтверждения текущего состояния триммера стабилизатора на левой вертикальной панели передней кабины предусмотрен индикатор положения триммера стабилизатора.
Система управления рулём направления
Управление по оси рыскания осуществляется с помощью педалей руля направления, расположенных в обеих кабинах. Чтобы компенсировать любое относительное скольжение из-за воздействия ветра, дисбаланса боеприпасов или незначительного отклонения мощности двигателя на панели управления двигателем в передней кабине находится переключатель триммера руля направления На земле педали можно нажимать независимо друг от друга для дифференциального торможения, а сама ось руля направления работает как управление направлением носовой стойки шасси, когда нажата кнопка управления носовой стойкой шасси на любой ручке управления.
Взаимосвязь элеронов и руля направления (ARI)
Система ARI (взаимосвязь элеронов и руля направления) вызывает отклонение руля направления пропорционально отклонению элеронов, чтобы обеспечить координированные повороты на малых скоростях. Она включается автоматически, когда переключатель предкрылков/закрылков находится в положении OUT AND DOWN, а воздушная скорость ниже скорости уборки закрылков (230 узлов).
Пределы системы составляют 15° отклонения руля направления, когда система автоматического управления полётом находится в режиме стабилизации или автопилота, и 10° отклонения руля направления, когда переключатель стабилизации рыскания отключён.
Автоматический выключатель ARI расположен справа от кнопки аварийного сброса боеприпасов.
💡 Чтобы полностью отключить ARI, необходимо вытащить автоматический выключатель на левой вспомогательной панели и отключить переключатель Yaw STAB AUG. Вытягивание автоматического выключателя при включённом переключателе всё равно обеспечит 5° отклонения руля направления ARI. Когда автоматический выключатель ARI вытащен, противоскользящая система также отключается.
💡 Рывок руля направления произойдёт, когда система ARI включится или выключится при вводе управляющего сигнала с помощью боковой ручки управления. Обычно это происходит, когда закрылки поднимаются или опускаются во время поворота.
Аварийное отключение
В случае, если на любом управляющем кресле требуется отключить ARI, систему можно отключить, потянув рычаг аварийного быстрого сброса на соответствующей ручке управления. Когда переключатель отпущен, восстанавливается отклонение руля направления ARI (10°) и Yaw STAB AUG (5°). Работу ARI всегда можно переопределить с помощью педалей руля направления.
Система автоматического управления полётом (AFCS) - AN/ASA-32
Система автоматического управления полётом (AFCS) - это электрогидравлическая система, предназначенная для обеспечения стабильных, точных и координированных манёвров полёта без вмешательства в ручное управление. Система автоматического управления полётом способна работать в двух режимах: стабилизации и AFCS.
💡 Термин «AFCS» - это название всей системы, а также её подрежима, в котором удерживается ориентация и/или курс самолёта, и можно активировать удержание высоты.
Стабилизация повышает устойчивость самолёта по тангажу, крену и рысканию. Она противодействует любому изменению ориентации, но не возвращает самолёт к заданной ориентации или путевому углу. Этот режим работы можно использовать, пока самолёт находится под ручным управлением. Стабилизацию можно включать по отдельности или в любой комбинации для осей тангажа, крена или рыскания.
Режим AFCS поддерживает любой курс и/или ориентацию самолёта, выбранные в пределах AFCS, и корректирует любое отклонение от выбранного курса или ориентации самолёта в пределах AFCS. Переключатель AFCS (
Система AFCS может быть включена и удерживать манёвры и ориентацию в диапазоне ±70° тангажа, 70° крена и 360° азимута, при условии, что не превышены ограничения по перегрузке. Быстрые движения стабилизатора, вызванные пилотом или нет, приведут к отключению переключателя AFCS.
Если переключатель AFCS включён, когда самолёт находится на расстоянии менее ±5° от горизонтального положения крыльев, то самолёт будет поддерживать горизонтальное положение крыльев и будет удерживать включённый курс. Когда нажата кнопка управления носовой стойкой шасси (на ручке управления), удержание курса отключается, и становится доступным удержание ориентации. Удержание курса можно восстановить, снова нажав кнопку управления носовой стойкой шасси. Если ориентация самолёта превышает ±5° от горизонтального положения крыльев при включении переключателя AFCS, то самолёт будет поддерживать крен на момент включения.
Режим удержания высоты (
💡 Колебания высотомера при ускорении в трансзвуковом диапазоне (от 0,9 до 1,0 Маха) вызовут переходные колебания, которые, хотя и не являются сильными, могут привести к смещению опорной высоты. Включение режима удержания высоты при наборе высоты со скоростью более 1000 футов в минуту может привести к установке опорной высоты, отличной от высоты включения.
Датчик усилия
Датчик усилия измеряет физическое усилие, приложенное к ручке управления. Этот блок включает в себя видимую часть ручки управления с установленной сверху рукояткой.
Датчик усилия содержит чувствительные к давлению переключатели, которые реагируют на продольные и поперечные усилия на ручку. Поперечное усилие на ручку примерно 1,5 фунта замыкает переключатель усилия. Когда переключатель усилия крена замыкается, сигнал гироскопа скорости крена в режиме STAB AUG и сигналы гироскопа скорости крена и ориентации в режиме AFCS отключаются, чтобы манёвры, инициированные пилотом, не встречали сопротивления в режиме AFCS. Пилот управляет самолётом с помощью механических тяг до тех пор, пока поперечное усилие на ручку не уменьшится до менее чем примерно 1,5 фунта. В это время канал крена возвращается к нормальной работе AFCS.
Усилие на ручку вперёд 3,75 ±0,25 фунта или усилие на ручку назад 2,55 ±0,25 фунта замыкает переключатели для управления определёнными компонентами AFCS и заставляет датчик усилия отправлять сигнал, пропорциональный приложенному усилию на ручку, на сервоусилитель, а положение стабилизатора регулируется через AFCS.
В задней кабине нет датчика усилия на ручку. AFCS и стабилизация крена будут противодействовать вводу управляющих сигналов с помощью ручки задней кабины. Не управляйте самолётом из задней кабины при включённом AFCS. Будьте осторожны при передаче управления между кабинами во время крена с включённой стабилизацией крена.
Акселерометр ограничения перегрузки
Блокировка нормальной перегрузки (отключение по перегрузке) AFCS предназначена для предотвращения того, чтобы система требовала от самолёта чрезмерных перегрузок. Система автоматически переходит из любого включённого режима в режим стабилизации, если переключатель акселерометра отключения по перегрузке обнаруживает +4 или -1 G.
Этот переключатель установлен в передней части перегородки радара, так что если самолёт быстро переводится в манёвр, отключение происходит при более низких значениях нормальной перегрузки из-за упреждения, возникающего в результате того, что переднее расположение воспринимает составляющую ускорения тангажа.
Функция отключения по перегрузке не работает за пределами пределов автопилота ±70°.
🔴 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Переключатель перегрузки не отключает автопилот при низкой воздушной скорости или большой массе до сваливания самолёта. Если автопилот остаётся включённым во время сваливания, автопилот обеспечивает управление, способствующее штопору.
Рычаг аварийного быстрого сброса
На каждой ручке управления находится подпружиненный рычаг аварийного быстрого сброса. Этот рычаг работает одинаково как из передней, так и из задней кабины.
Нажатие на рычаг приводит к возврату переключателя AFCS и переключателя удержания высоты в положение OFF. Режим стабилизации, ARI и противоскользящая система отключаются, пока рычаг удерживается нажатым. Когда рычаг отпущен, стабилизация, противоскользящая система и ARI снова работают, но AFCS больше не включён.
Чтобы полностью отключить режим стабилизации, переключатели стабилизации тангажа, крена и рыскания необходимо установить в положение OFF. Чтобы полностью отключить ARI и противоскользящую систему, переключатель стабилизации рыскания должен быть выключен, а автоматический выключатель ARI на левой вспомогательной панели передней кабины должен быть вытащен.
Индикатор отключения автопилота
На панели сигнальных ламп находится индикатор AUTOPILOT DISENGAGE. После первоначального включения режима AFCS индикатор AUTOPILOT DISENGAGE и индикатор главного предупреждения загораются при отключении AFCS.
Оба индикатора гаснут при нажатии кнопки сброса главного предупреждения. Индикаторы остаются погашенными до тех пор, пока AFCS снова не будет включён и отключён.
Индикатор Pitch Aug Off
Индикатор PITCH AUG OFF на панели сигнальных ламп загорается вместе с индикатором главного предупреждения, когда переключатель стабилизации тангажа не включён, а самолёт находится под напряжением.
Нажатие кнопки сброса главного предупреждения гасит индикатор главного предупреждения. Однако индикатор PITCH AUG OFF остаётся гореть до тех пор, пока не будет включён переключатель стабилизации тангажа.
Автоматическое триммирование тангажа
В AFCS включена функция автоматического триммирования тангажа, которая пытается поддерживать самолёт продольно оттриммированным в соответствии с условиями полёта, наблюдаемыми в режиме AFCS.
Таким образом, предотвращается неоттриммированное состояние (которое не будет обнаружено в режиме автопилота), что гарантирует отсутствие чрезмерных переходных процессов тангажа при отключении автопилота.
Автоматическое триммирование тангажа работает примерно на 40% медленнее, чем обычная система триммирования, что приводит к небольшой задержке после изменения условий полёта, прежде чем базовый самолёт будет правильно оттриммирован. Во время манёвров с управлением с помощью ручки управления автоматическое триммирование не работает. Работу автоматического триммирования можно наблюдать на индикаторе триммера тангажа после изменения условий полёта в режиме AFCS.
Индикатор Autopilot Pitch Trim
Индикатор AUTOPILOT PITCH TRIM на панели сигнальных ламп загорается во время работы AFCS, если автоматическое отслеживание триммера тангажа не работает или значительно отстаёт от манёвров самолёта, вызывая неоттриммированное состояние базового самолёта.
Нормальная работа
- Чтобы включить режим стабилизации, установите переключатели стабилизации тангажа, крена и рыскания в положение ENGAGE.
- Отриммируйте самолёт в режиме стабилизации перед включением режима AFCS.
- Чтобы включить режим AFCS, установите ориентацию самолёта в пределах AFCS. Установите переключатель AFCS в положение ENGAGE.
- Когда требуется режим удержания высоты, установите переключатель удержания высоты в положение ENGAGE.
🔴 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Не пытайтесь изменять тангаж самолёта из задней кабины в режиме AFCS. Поскольку в ручке управления задней кабины нет датчика усилия, приложение усилия приведёт к тому, что триммер тангажа будет бегать вверх и вниз в зависимости от приложенного давления. Если пилот попытается взять управление в этот момент, могут возникнуть сильные переходные процессы.
🔴 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: При выборе режима AFCS держите руку на ручке управления, чтобы противодействовать любым резким движениям органов управления в случае неисправности AFCS.
💡 AFCS отключается при нажатии рычага аварийного быстрого сброса на ручке управления. Стабилизация и ARI отключаются, пока рычаг удерживается нажатым, но возвращаются в работу при отпускании рычага.
Меры предосторожности при эксплуатации
Обратная реакция крена
Существует вероятность возникновения состояния, называемого обратной реакцией крена, при работе системы автоматического управления полётом в режиме AFCS. Это состояние возникает нечасто и проявляется только при попытке небольших изменений крена. Обратная реакция крена связана с небольшим неоттриммированным состоянием в поперечном канале и проявляется как медленный крен самолёта в направлении, противоположном усилию на ручку. Если, например, самолёт не оттриммирован по крену влево при включении режима AFCS, обратная реакция крена может возникнуть при приложении усилия на ручку вправо. Ситуация с обратной реакцией крена может быть вызвана использованием кнопки ручного триммирования по крену в режиме AFCS, за которым следует приложение небольшого усилия на ручку в направлении, противоположном направлению триммирования. Существует вероятность возникновения обратной реакции крена, даже если самолёт был оттриммирован перед включением режима AFCS, а кнопка ручного триммирования не использовалась. Это состояние вызвано изменениями триммирования самолёта, сопровождающими изменения условий полёта. Ввиду вышеизложенного следует соблюдать следующие инструкции:
- Отриммируйте самолёт в режиме стабилизации перед включением режима AFCS.
- Не используйте ручной триммер по крену, пока включён режим AFCS. Если обратная реакция крена возникает из-за изменения условий полёта; отключите крен, перетриммируйте, затем снова включите.
Колебания тангажа
При использовании режима удержания высоты самолёт может испытывать колебания тангажа в трансзвуковых областях из-за колебаний в системе воздушной скорости компьютера данных о воздухе. Характер этих колебаний варьируется от покачивания ручки до расходящихся колебаний тангажа. Рекомендуется, если колебания тангажа возникают на трансзвуковых скоростях, попытаться выполнить следующие корректирующие действия:
- Переключатель AFCS - DISENGAGE
- Переключатель компенсатора статического давления - OFF
- Переключатель AFCS - ENGAGE
- Включите режим удержания высоты
Если колебания сохраняются после выполнения вышеуказанных действий или если они возникают на сверхзвуковых скоростях:
- Отключите режим удержания высоты.
🔴 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Не допускайте развития расходящихся колебаний тангажа. Если замечена какая-либо расходящаяся активность тангажа, следует немедленно принять корректирующие меры.
Система предкрылков/закрылков
Система предкрылков/закрылков выбирается вручную для взлёта и посадки, а затем автоматически управляется в зависимости от угла атаки для обеспечения наилучших характеристик управляемости во всех остальных режимах полёта. Управление осуществляется с помощью трёхпозиционного переключателя расположенного снаружи от левой рукоятки РУДв передней кабине, и приводится в действие гидравлической системой самолёта. Три положения переключателя Norm, Out и Out and Down, и результирующая команда может быть изменена в зависимости от того, выпускается ли шасси.
Norm - это стандартное положение в полёте, блокирующее закрылки и автоматически программирующее выпуск предкрылков в зависимости от угла атаки.
Out выпускает предкрылки в полностью выпущенное положение. Если шасси выпущено, будут выпущены как предкрылки, так и закрылки.
Out and Down полностью выпускает как предкрылки, так и закрылки. Если шасси не выпущено, индикатор шасси на панели сигнальных ламп загорится и будет мигать.
В обеих кабинах есть индикатор предкрылков/закрылков, который показывает In и Out, а также диагональные полосы, когда поверхности находятся в процессе перехода.
В положении Norm выпуск манёвренных предкрылков осуществляется в зависимости от угла атаки; выше 11,5 единиц они выпускаются, а затем убираются, когда самолёт замедляется ниже 10,5 единиц. Работа манёвренных предкрылков включает в себя отвод, вызванный скоростью; предкрылки убираются из-за давления воздуха на скорости от 568 до 602 узлов.
В задней части панели управления топливом в передней кабине находится переключатель отключения предкрылков. Этот защищённый переключатель имеет два положения: NORM и IN. По умолчанию установлен в положение NORM под защитой, переключение в положение IN принудительно убирает предкрылки, независимо от текущего угла атаки самолёта или положения переключателя предкрылков/закрылков; это действие включит предупреждение SLATS IN на панели сигнальных ламп и зажжёт индикатор главного предупреждения.
Система предкрылков/закрылков также имеет аварийную систему; ручки находятся на панели управления предкрылками/закрылками в передней кабине и рядом с парой РУДов задней кабины. Аварийная система использует пневматическое давление и не требует электропитания для принудительного выпуска. Аварийная система может работать только один раз и может быть активирована на любой воздушной скорости; однако на скорости выше 230 узлов закрылки убираются из-за давления воздуха, и также применяются нормальные скорости уборки предкрылков.
Воздушные тормоза
Под самолётом и рядом с задними нишами Sparrow расположены воздушные тормоза, установленные на крыльях. Воздушные тормоза приводятся в действие гидравлической системой самолёта и включаются трёхпозиционным переключателем, расположенным на внутренней РУД в обеих кабинах. Любой переключатель приведёт в действие тормоза. Положения: Out, Stop и In; положение Out является кратковременным и возвращается в Stop при отпускании.
Включение тормоза зажигает индикатор Speed Brake Out, расположенный на панели сигнальных ламп. Выпуск тормоза и включение индикатора не вызывают главного предупреждения.
Система угла атаки
Для точного контроля и управления лётными характеристиками самолёта система угла атаки (AoA) обеспечивает визуальное и звуковое подтверждение текущих параметров. В систему входят индикаторы угла атаки, расположенные в обеих кабинах, подсвечиваемые индикаторы угла атаки, а также звуковая система угла атаки.
Угол атаки обычно измеряется в градусах (°). Он представляет собой отклонение от выравнивания хорды самолёта с набегающим воздухом или относительным ветром.
Индикаторы
Шкалы индикаторов угла атаки показывают значения угла атаки от 0 до 30 единиц, с указанием оптимальной высоты крейсерского полёта в зависимости от массы (7,9 единиц), захода на посадку (19,2 единиц) и сваливания (30 единиц).
💡 Индикаторы угла атаки горят только при убранном правом шасси.
Единицы угла атаки не переводятся напрямую в градусы, одна единица угла атаки равна примерно 0,95 градуса, а измеренный угол атаки также смещён примерно на 4 градуса. Таким образом, индикатор отображает более естественное и полезное для экипажа значение.
💡 Выпуск шасси и, следовательно, створки носовой стойки шасси изменяет воздушный поток вокруг датчика, что приводит к увеличению показаний на 1 единицу. Скорости захода на посадку учитывают это. Поэтому выполнение захода на посадку с убранным шасси приведёт к тому, что индикаторы будут показывать примерно на 1 единицу меньше, и самолёт будет примерно на 5 узлов быстрее для захода на посадку на заданной скорости.
Индикаторы
Индикаторы угла атаки, расположенные на раме лобового стекла передней кабины и над панелью приборов в задней кабине, отображают цветную и направленную символику для значения захода на посадку на заданной скорости 19,2 единицы после выпуска шасси.
Звуковая система
Звуковая система обеспечивает звуковую обратную связь в манёвренном полёте и во время конфигурации посадки. Начиная с угла атаки выше 15 единиц при выпущенном шасси и 21 единицы угла атаки при убранном шасси и убранных предкрылках, оба члена экипажа будут слышать импульс.
Частота импульса может варьироваться от 1,5 до 20 импульсов в секунду, при этом частота увеличивается с увеличением значений угла атаки.
Громкость этого тона можно уменьшить ниже 20,3 единиц угла атаки при выпущенном шасси/25 единиц при убранном шасси с помощью органов управления в каждой кабине; превышение этих значений приведёт к тому, что система переопределит ограничения громкости и будет подавать предупреждающие импульсы с минимальной громкостью, чтобы гарантировать их слышимость независимо от настройки громкости.
💡 Соответствующие ручки имеют надпись STALL WARNING и находятся на правой стороне в каждой кабине. Их не следует путать с ручками AURAL TONE CONTROL, которые управляют тонами, связанными с оружием.
Из-за ограниченной видимости вперёд тоны являются важным подспорьем при посадке. Если слышен низкий тон, воспроизводимый импульсами, самолёт летит слишком быстро. Если слышен высокий тон, воспроизводимый импульсами, самолёт летит слишком медленно. Для правильной конфигурации на заданной скорости воспроизводится постоянный тон средней высоты.
Вибратор предупреждения о сваливании
Левая педаль передней кабины включает в себя вибратор предупреждения о сваливании, который активируется при угле атаки более 22,3 единиц. Эта физическая (и в DCS звуковая) индикация подаётся, чтобы предупредить пилота о возможном сваливании и дать достаточно времени для уменьшения угла атаки и предотвращения потери управления самолётом. Уменьшение угла атаки ниже порогового значения отключит предупреждение.