Гидравлический привод летательных аппаратов

Гидравлические системы массово используются в летательных аппаратах (ЛА). В этой статье я расскажу, почему большинство ЛА используют гидравлическую систему, какие преимущества и какие недостатки. Также рассмотри принцип функционирования гидравлических систем в важнейших частях самолетов.

ТИПЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ( ПРИВОДОВ)

Существует два типа гидравлических систем: гидродинамические и объемные. В первом случае используется в большей степени кинетическая энергия, которая позволяет получать большие скорости соответственно, во втором же случае используется потенциальная энергия, где скорости жидкости достигают от 0,5 до 6 м/с. Уступая в скорости, объемные гидропривод выиграет в несколько раз в номинальных давлениях, которые и используются в ЛА. Например, рабочие давления в самолетах около 20-30 МПа.

ТРЕБОВАНИЯ К ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ В ЛА

Говоря о требованиях, стоит упомянуть, что в самолетах, где скорость достигает 2 тысяч км/ч, жидкость нагревается до 300 градусов по Цельсию, а температура мест гидравлических установок до 500 градусов, но не стоит забывать о том, что температура за бортом самолета в отдельных местах конструкции может достигать минус 55 градусов по Цельсию.  Из этого всего вытекают такие температурные условия, что некоторые материалы становятся непригодными. В большинстве же самолетов, где нет таких высоких температур,  используются такие авиационные масла как АМГ-10 или жидкость на основе минеральных масел, последние выдерживают перегрев до 200 градусов по Цельсию.^[2]

ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Чтоб увидеть масштаб применения гидравлических систем, посмотрим на рисунок 1.

Рисунок 1. Основные агрегаты гидропитания

Гидравлические системы используются в летательных аппаратах в составе механизма для поворота крыла, для уборки и выпуска шасси, для изменения формы и геометрии крыла, реверс тяги двигателя, в качестве привода для топливных насосов, для запуска авиадвигателей. Например, в самолете В-70 использовались около 84 гидродвигателей, а общая потребляемая мощность насосов составлял около 2000 л/с.^[1] Протяженность же трубопровода была около 1500метров.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Говоря о преимуществах, хотелось бы отметить, что объем занимаемый гидромотором составляет 11 процентов от объема занимаемым электродвигателем той же мощности, а вес мотора всего 10 процентов от веса электродвигателя. Так в нынешнее время, конструкторы и инженеры стараются уменьшить габариты и увеличить мощность. Важно упомянуть, что каждый килограмм на борту самолета приводит к потери мощности. Также к преимуществам следует отнести

• Возможность бесступенчатого регулирования
• Высокая приемистость и малое запаздывание при обработке сигналов
• Надежность
• Долговечность
• Плавность, равномерность и устойчивость движения

Что же касается недостатков:

• Изменение вязкости при высоких температурах
• Взрыво- и огнеопасность гидравлической жидкости
• Утечки жидкости
• При больших расстояниях большие потери на гидравлические сопротивления