УЗЛЫ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ПОВЕРХНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ИХ, И ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ И СПОСОБЫ

1. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления для выборочного поворота поверхности (20) управления полетом относительно опорной конструкции (40), содержащий:
опорную конструкцию (40);
поверхность (20) управления полетом, функционально соединенную с опорной конструкцией (40) и выполненную с возможностью поворота относительно опорной конструкции (40) вокруг оси (22) поворота поверхности управления;
гидравлический исполнительный механизм (2110), создающий крутящий момент; и
гидравлический исполнительный механизм (1110) с переменным радиусом рычага (variable horn radius, VHR), при этом указанный механизм шарнирно соединен с гидравлическим исполнительным механизмом (2110), создающим крутящий момент, и функционально связан с поверхностью (20) управления полетом;
причем каждый из гидравлического исполнительного механизма (2110) с переменным радиусом рычага и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага включает в себя:
корпус (120) гидравлического исполнительного механизма и соответствующий шток (140), который по меньшей мере частично проходит в соответствующий корпус (120) гидравлического исполнительного механизма, причем соответствующий шток (140) выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма вдоль соответствующей оси (122) исполнительного механизма; и
соответствующий гидравлический клапан (200), который выполнен с возможностью регулирования потока гидравлической текучей среды (81) относительно соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма для управления положением соответствующего штока (140) относительно соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма;
причем гидравлический исполнительный механизм (2110), создающий крутящий момент, и гидравлический исполнительный механизм (1110) с переменным радиусом рычага выполнены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг оси (28) соединения исполнительных механизмов; причем гидравлический исполнительный механизм (2110), создающий крутящий момент, выполнен с возможностью приложения крутящего момента к поверхности (20) управления полетом для поворота поверхности (20) управления полетом относительно опорной конструкции (40); и при этом гидравлический исполнительный механизм (1110) с переменным радиусом рычага выполнен с возможностью выборочного изменения длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, измеренной между осью (22) поворота поверхности управления и осью (28) соединения исполнительных механизмов, для по меньшей мере частичной регулировки крутящего момента, прикладываемого к поверхности (20) управления полетом с помощью гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент.
2. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором гидравлический исполнительный механизм (1110) с переменным радиусом рычага выполнен с возможностью выборочного изменения длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма в диапазоне значений, определенном между минимальной длиной (30) рычага передачи момента исполнительного механизма и максимальной длиной (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, и включающем как то, так и другое значения, причем максимальная длина (30) рычага передачи момента исполнительного механизма составляет по меньшей мере 1,5 минимальной длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма.
3. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором соответствующий корпус (120) гидравлического исполнительного механизма одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага включает в себя инертер (300), который выполнен с возможностью противодействия ускорению соответствующего штока (140) относительно соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма.
4. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором соответствующий гидравлический клапан (200) одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага представляет собой четырехходовой трехпозиционный гидравлический клапан (200).
5. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором соответствующий гидравлический клапан (200) одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага представляет собой гидравлический клапан (202) с двумя золотниками.
6. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 5, в котором гидравлический клапан (202) с двумя золотниками включает в себя:
вход (242) для текучей среды, выполненный с возможностью приема потока гидравлической текучей среды под высоким давлением;
вход (244) подкачивания текучей среды, выполненный с возможностью приема потока гидравлической текучей среды при давлении подкачивания, которое выше, чем давление потока гидравлической текучей среды, находящейся под высоким давлением;
возвратный канал (246) для текучей среды, выполненный с возможностью выпуска потока гидравлической текучей среды под низким давлением;
первое выпускное отверстие (250), которое соединено по текучей среде с первой камерой (124) соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма;
второе выпускное отверстие (252), которое соединено по текучей среде со второй камерой (128) соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма;
первый коллектор (204) золотника, который выполнен с возможностью выборочного соединения по текучей среде с двумя или более компонентами из входа (242) для текучей среды, входа (244) подкачивания текучей среды, возвратного канала (246) для текучей среды, первого выпускного отверстия (250) и второго выпускного отверстия (252);
второй коллектор (206) золотника, который выполнен с возможностью выборочного соединения по текучей среде с двумя или более компонентами из входа (242) для текучей среды, входа (244) подкачивания текучей среды, возвратного канала (246) для текучей среды, первого выпускного отверстия (250) и второго выпускного отверстия (252);
первый золотник (210), расположенный по меньшей мере по существу внутри первого коллектора (204) золотника; причем первый золотник (210) включает в себя соответствующий первый стержень (212) золотника и соответствующий один или более первых блоков (214) золотника, установленных на первом стержне (212) золотника; и
второй золотник (220), расположенный по меньшей мере по существу внутри второго коллектора (206) золотника; причем второй золотник (220) включает в себя соответствующий второй стержень (222) золотника и соответствующий один или более вторых блоков (224) золотника, установленных на втором стержне (222) золотника;
первый исполнительный механизм (216) золотника, выполненный с возможностью выборочного перемещения первого золотника (210) относительно первого коллектора (204) золотника; и
второй исполнительный механизм (226) золотника, выполненный с возможностью выборочного перемещения второго золотника (220) относительно второго коллектора (206) золотника и независимо от первого золотника (210);
причем соответствующий гидравлический клапан (200) выполнен таким образом, что перемещение первого золотника (210) относительно первого коллектора (204) золотника и перемещение второго золотника (220) относительно второго коллектора (206) золотника позволяет регулировать поток гидравлической текучей среды (81) между входом (242) для текучей среды, входом (244) подкачивания текучей среды, возвратным каналом (246) для текучей среды, первым выпускным отверстием (250) и вторым выпускным отверстием (252) для изменения значений давления гидравлической текучей среды (81) внутри каждой из первой камеры (124) и второй камеры (128) соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма для перемещения соответствующего штока (140) относительно соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма.
7. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 6, в котором гидравлический клапан (202) с двумя золотниками выполнен с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде между первым выпускным отверстием (250) и вторым выпускным отверстием (252).
8. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 6, в котором соответствующий корпус (120) гидравлического исполнительного механизма содержит по меньшей мере один датчик (160) давления, расположенный в одной или обеих из первой камеры (124) и второй камеры (128); причем каждый датчик (160) давления выполнен с возможностью генерации сигнала давления, который указывает давление гидравлической текучей среды (81); и при этом гидравлический клапан (202) с двумя золотниками выполнен с возможностью выборочного соединения по текучей среде входа (244) подкачивания текучей среды с одним или обоими из первого выпускного отверстия (250) и второго выпуска (252) на основании по меньшей мере частично указанного сигнала давления.
9. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором поверхность (20) управления полетом представляет собой одно или более из элерона, руля направления, руля высоты, закрылка, интерцептора и воздушного тормоза.
10. Узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по п. 1, в котором опорная конструкция (40) включает в себя одно или более из крыла, горизонтального стабилизатора и/или вертикального стабилизатора.
11. Летательный аппарат (10), содержащий:
одну или более поверхностей (20) управления полетом;
узел (100) исполнительного механизма поверхности управления по любому из пп. 1-10 для поворота по меньшей мере одной из указанных одной или более поверхностей (20) управления полетом; и
гидравлическую систему (50) летательного аппарата для управления узлом (100) исполнительного механизма поверхности управления.
12. Способ (400) управления одной или более поверхностями (20) управления полетом летательного аппарата (10) по п. 11, включающий:
управление (420) с помощью узла (100) исполнительного механизма поверхности управления и с помощью гидравлической системы (50) летательного аппарата выбранной поверхностью (20) управления полетом из указанных одной или более поверхностей (20) управления полетом;
причем управление (420) выбранной поверхностью (20) управления полетом включает:
регулировку (422) с помощью гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, соответствующей выбранной поверхности (20) управления полетом; и
поворот (426) с помощью гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, выбранной поверхности (20) управления полетом относительно опорной конструкции (40).
13. Способ (400) по п. 12, согласно которому регулировку (422) длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма выполняют перед поворотом (426) выбранной поверхности (20) управления полетом.
14. Способ (400) по п. 12, дополнительно включающий
измерение (430) с помощью датчика давления (160), расположенного в одной или обеих из первой камеры (124) и второй камеры (128) соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага, измеряемого давления нагрузки гидравлической текучей среды (81) внутри соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма; и
регулировку (440) с помощью соответствующего гидравлического клапана (200) одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага, рабочего давления гидравлической текучей среды (81) внутри соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага;
причем указанная регулировка (440) по меньшей мере частично основана на измеряемом давлении нагрузки.
15. Способ (400) по п. 12, дополнительно включающий, перед регулированием (422) длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, определение (410) с помощью контроллера (90) целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма; причем регулирование (422) длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма включает, после определения целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, обеспечение (424) равенства длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма для выбранной поверхности (20) управления полетом целевой длине (30) рычага передачи момента исполнительного механизма.
16. Способ (400) по п. 15, согласно которому определение (410) целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма по меньшей мере частично основано на алгоритме машинного обучения.
17. Способ (400) по п. 15, согласно которому определение (410) целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма по меньшей мере частично основано на ожидаемом маневре летательного аппарата (10).
18. Способ (400) по любому из пп. 15-17, согласно которому определение (410) целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма включает определение значения целевой длины (30) рычага передачи момента исполнительного механизма, которое обеспечит достижение давления нагрузки гидравлической текучей среды (81) внутри одной или обоих из первой камеры (124) и второй камеры (128) соответствующего корпуса (120) гидравлического исполнительного механизма одного или обоих из гидравлического исполнительного механизма (2110), создающего крутящий момент, и гидравлического исполнительного механизма (1110) с переменным радиусом рычага, которое по меньшей мере по существу равно целевому давлению нагрузки.