Принцип действия автопилота при стабилизации высоты полета самолета

Стабилизация высоты полета является одной из основных задач при автоматическом управлении самолетом, и она не может быть решена стабилизацией угла тангажа. Например, если самолет попадает в вертикально восходящий поток ветра, то через некоторый промежуток времени он приобретает скорость ветра и начинает подниматься вверх, сохраняя заданное значение угла тангажа и заданное отклонение руля высоты.

В настоящее время применяется система стабилизации высоты полета, схема которой представлена на рисунке. Отклонение от заданной высоты полета измеряется с помощью датчика высоты барометрического типа.

Сигнал, пропорциональный отклонению высоты полета от заданного значения (h = Н—Н₃), с датчика h подается на СУ канала руля высоты. Этот сигнал вызывает отклонение руля высоты, вследствие чего происходит по­ворот продольной оси и изменение угла атаки. С изменением угла атаки происходит приращение подъемной силы, которое вызывает поворот вектора скорости в вертикальной плоскости и появление вертикальной составляющей скорости. За счет этой составляющей уменьшаются отклонение высоты от заданного значения и сигнал, соответствующий этому отклонению. Сигнал датчика угла тангажа изменяется в за­висимости от угла тангажа.

При некотором отклонении высоты от заданного значения сигнал датчика высоты уменьшается настолько, что становится меньше сигнала датчика тангажа. Руль высоты в этом случае отклоняется в противоположную сторону. Это вызывает поворот продольной оси в противоположном направлении и приращение подъемной силы другого знака. Под действием такого приращения подъемной силы вектор скорости поворачивается к горизонтальному положению и занимает его снова в момент, когда высота полета достигает заданного значения.

Здесь принцип стабилизации высоты полета рассмотрен упрощенно. В действительности, самолет возвращается к заданной высоте с некоторыми колебаниями. Уменьшению амплитуды колебаний и времени переходного процесса способствует сигнал, поступающий с датчика угла тангажа. Поэтому сигнал, пропорциональный скорости отклонения высоты, в канале руля высоты отсутствует.