Сведения о пилотажно-навигационных параметрах полета ВС

Наименование параметра и размерность	Обозначения	Диапазон измерения	Точность воспроизведения	Полоса существенных частот, Гц	Информационная производительность, бит/с	Применяемые измерительные системы
Угловые координаты, град:
- угол крена	g	±60	±0, 25	0, 4	0, 242	Гировертикали, авиагоризонты
- угол рысканья и курса	y	360	±0, 25	0, 2	0, 121	Курсовые системы, магнитные компасы
- угол тангажа	J	±80	±0, 25	0, 3	0, 182	Гировертикали, авиагоризонты, курсовертикали, БИНС
Угловые скорости, град/с:
- скорость крена	wх	12	±0, 05	2	1, 21	Скоростные гироскопы, дифференцирующие устройства
-скорость рысканья	wу	±12	±0, 05	1, 2	0, 726
-скорость тангажа	wz	±12	±0, 05	1, 5	0, 91
Продолжение табл. 1
Наименование параметра и размерность	Обозначения	Диапазон измерения	Точность воспроизведения	Полоса существенных частот, Гц	Информационная производительность, бит/с	Применяемые измерительные системы
Угловые ускорения, град/с2:						Дифференцирующие устройства
- ускорение крена	wх	-	±0, 01	10	6, 06
- ускорение рысканья	wу	-	±0, 01	10	6, 06
-ускорение тангажа	wz	-	±0, 01	10	6, 06
Курс, град	y	360	±0, 25	0, 2	0, 121	Курсовые системы
Координаты центра масс, м:
- высота полета	H	15000	±10	0, 01	0, 006	Высотомеры, системы воздушных сигналов
- боковое отклонение	Zб	-	±200	0, 01	0, 006	Навигационные системы: - платформенные - бесплатформенные
- пройденное расстояние	L	-	±200	0, 01	0, 006
Линейные скорости, км/ч:
- истинная воздушная	V	1100	±1 %	0, 05	0, 048	Указатели скорости, системы воздушных сигналов
- приборная	Vпр	700	±1 %	0, 05	0, 048	Доплеровский измеритель скорости и угла сноса, вариометры, навигационные системы
- путевая	W	700	±0, 2 %	0, 05	0, 048
- вертикальная		0, 3	±1 %	0, 06	0, 057
- боковая	Vz	100	±1 %	0, 05	0, 048
Углы относительно вектора скорости, град:						Измерители углов атаки скольжения, Доплеровский измеритель скорости и угла сноса
- угол атаки	a	±25	±0, 25	0, 3	0, 287
- угол скольжения	b	±5	±0, 25	0, 2	0, 19
- угол сноса	bс	±30	±0, 25	0, 05	0, 048
Окончание табл. 1
Наименование параметра и размерность	Обозначения	Диапазон измерения	Точность воспроизведения	Полоса существенных частот, Гц	Информационная производительность, бит/с	Применяемые измерительные системы
Линейные ускорения по направлению осей самолета:						Акселерометры
- продольное	Jх	±3g	±0, 05 %	0, 2	0, 19
- нормальное	Jу	±5g	±0, 05 %	0, 2	0, 19
- боковое	Jz	±3g	±0, 05 %	0, 2	0, 19
Линейные ускорения (в направлении неподвижных осей):						Акселерометры
- по оси х	a х	±4g	±0, 01 %	0, 2	0, 19
- по оси у	a у	±4g	±0, 01 %	0, 2	0, 19
- по оси z	az	±4g	±0, 01 %	0, 2	0, 19
Положение по отношению к цели:						Радиолокационные, оптические и инфракрасные устройства
- азимут, град	А	360	±0, 25	0, 2	0, 24
- угол места, град наклонения, дальность	j	±90	±0, 25	0, 2	0, 24
- дальность	D	-	±0, 05 %	0, 01	0, 006
- превышение	h	-	±1 %	0, 01	0, 006

Контрольные вопросы

1. Какие задачи решает бортовая информационно-управляющая система?

2. Перечислите основные пункты алгоритма устранения отклонений ВС от заданного режима полета?

3. Каков состав стандартного комплекса навигационного и пилотажного оборудования самолета?

4. Покажите на рисунках направления осей земной, связанной и скоростной систем координат.

5. Представьте на рисунках три последовательных поворота на углы Эйлера, совмещающие связанную и земную системы координат, и определите из них кинематические уравнения для угловых скоростей w_х,, w_у, w_z.

6. Представьте картину совмещения скоростной и связанной систем координат, определите составляющие вектора скорости ВС

7. Дайте краткую характеристику условий эксплуатации ПНК.

8. Приведите выражения, характеризующие перегрузки, возникающие при маневрировании ВС в полете, а также вибрационные перегрузки.

9. Каковы современные тенденции развития и совершенствования бортовых ПНК?

2. Элементы восприятия, измерения и преобразования

Пилотажно-навигационной информации

Измерители давления на основе упругих

Чувствительных элементов

Общие сведения о манометрах

Приборы, предназначенные для измерения давления или разности давлений, называются манометрами. Манометры в авиации находят широкое применение для измерения давления воздуха, газов, топлива, масла в силовых установках и так далее. Кроме того, они составляют основу аэрометрических приборов, в которых на основе измерения статического давления и полного давления набегающего воздушного потока определяются высотно-скоростные параметры полета (скорость, высота, число Маха).

По роду измеряемого давления различают манометры абсолютного давления, манометры избыточного давления, дифференциальные манометры, вакуумметры, мановакуумметры. В отдельную группу выделяют барометры, предназначенные для измерения атмосферного давления.

В зависимости от метода измерений, положенного в основу принципа действия, манометры делятся на механические, электромеханические и электрические. В свою очередь, в каждой из этих групп манометры дополнительно классифицируются в соответствии с используемым чувствительным элементом (ЧЭ).

К механическим манометрам относятся жидкостные, грузопоршневые и деформационные манометры. В жидкостных манометрах измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а в грузопоршневых – давлением, создаваемым калиброванными грузами, помещенными на поршень. Жидкостные и поршневые манометры широко применяются в лабораториях, но к использованию на воздушных судах они не пригодны из-за влияния на их показания наклонов и ускорений.

В деформационных манометрах измеряемое давление определяется по величине деформации упругого ЧЭ, которая с помощью передаточно-множительного механизма преобразуется в перемещение стрелки указателя. В зависимости от типа ЧЭ деформационные манометры подразделяются на трубчато-пружинные, мембранные и сильфонные. Данный тип манометров нашел широкое применение на воздушных судах.

К электромеханическим манометрам относятся манометры, в которых деформация упругого ЧЭ преобразуется в изменение электрической величины (обычно R, L или C). Такие манометры являются дистанционными. Они нашли широкое применение на воздушных судах вследствие удобства передачи к потребителям электрических сигналов, пропорциональных измеряемому давлению.

В электрических манометрах, как и в электромеханических, происходит преобразование измеряемого давления в электрический сигнал. Отличие заключается в том, что здесь непосредственно используется зависимость физических свойств ЧЭ от приложенного давления, то есть преобразование происходит без применения передаточно-множительного механизма. К ним относятся манометры сопротивления (тензорезисторы), в которых давление определяется значением измеряемого сопротивления; ионизационные манометры, в которых давление определяется по значению ионного тока в контролируемой среде; тепловые манометры, в которых используется зависимость теплопроводности газа от его давления.

Особую разновидность манометров составляют манометры с электрическим частотным преобразователем, выдающим сигнал как функцию частоты колебаний резонатора, на который воздействует давление среды. К манометрам относятся также сигнализаторы давления, предназначенные для сигнализации достижения заданной величины давления или отношения двух давлений.

Механические манометры

Деформационные механические манометры предназначены для измерения давления жидкостей и газов. Их принцип действия основан на зависимости величины деформации упругого ЧЭ от измеряемого давления жидкой или газообразной среды. В качестве упругих ЧЭ в механических манометрах применяются мембраны и мембранные коробки, сильфоны и трубчатые пружины.

Мембраны представляют собой тонкую пластину, закрепленную по наружному контуру и способную существенно прогибаться под воздействием измеряемого давления (или разности давлений). Форма профиля мембраны, ее толщина и модуль упругости определяют зависимость величины прогиба мембраны от измеряемого давления.

Если две одинаковые мембраны жестко соединить друг с другом по внешнему контуру с помощью сварки или пайки, то получится мембранная (манометрическая) коробка. При подаче во внутреннюю полость коробки давления по ее деформации можно определить величину давления относительно давления снаружи коробки. Если из коробки откачать воздух и запаять входное отверстие, то получится анероидная коробка, предназначенная для измерения абсолютного давления среды, в которую она помещена.

Сильфоны представляют собой тонкостенную гофрированную трубку. Если один конец сильфона запаять, а через другой подавать во внутреннюю полость давление, то по деформации сильфона можно определить величину измеряемого давления.

Трубчатая пружина представляет собой тонкостенную изогнутую трубку, запаянную с одного конца. Через другой конец во внутреннюю полость подается давление, в результате чего трубчатая пружина начинает распрямляться. Свободный (запаянный) конец в результате этого перемещается, величина перемещения зависит от измеряемого давления.

На рис. 2.1 приведены упрощенные схемы механических деформационных манометров с различными чувствительными элементами. Если давление р₂ отличается от давления р₁, то возникает деформация упругого чувствительного элемента 1. С помощью передаточно-множительного механизма 2 небольшие по величине деформации ЧЭ усиливаются и передаются стрелке указателя 3, которая перемещается относительно предварительно отградуированной шкалы.

Рис. 2.1. Принципиальные схемы механических деформационных

манометров с различными ЧЭ:

а – с мембранной коробкой; б – с сильфоном; в – с трубчатой пружиной

На воздушных судах применяются механические манометры типа МВ, МГ, МК (вторая буква означает воздушные, гидравлические, кислородные), М2А (двухстрелочные) и НТМ (недистанционные теплостойкие). В манометрах НТМ в качестве ЧЭ используется мембрана, в остальных – трубчатая пружина. Различные типы механических манометров обладают разными диапазонами измерения давления. В целом они перекрывают диапазон от 0 до 60 МПа.

Как и любые измерительные приборы, деформационные манометры имеют методическую и инструментальную погрешности. Методическая погрешность в манометрах избыточного давления возникает в том случае, если абсолютное давление окружающей среды меняется. В процессе измерения давления важно, чтобы к манометру подводилось давление, окружающее контролируемый агрегат.

Что касается инструментальных погрешностей деформационных механических манометров, то они включают в себя несколько составляющих:

1) шкаловая погрешность, причиной появления которой является неполное соответствие шкалы прибора его градуировке. Для стандартной шкалы причиной шкаловой погрешности является неточная регулировка механизма манометра под шкалу;

2) погрешность, вызванная трением в подвижных частях передаточно-множительного механизма. При вибрации воздушного судна в полете данная погрешность уменьшается;

3) погрешности, вызванные люфтами и неточной балансировкой подвижных частей;

4) в случае длительного использования манометра может возникать погрешность, вызванная гистерезисом чувствительного элемента;

Примечание. Все эти составляющие инструментальной погрешности конструктивными мерами можно свести до допустимых значений.

5) важной составляющей является температурная погрешность, причиной появления которой является изменение упругих свойств ЧЭ с температурой. С помощью специальных термокомпенсаторов эта составляющая погрешности может быть также снижена до допустимых значений.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: