2.2. Измерители скорости

Указатель приборной скорости УС-450К. Принцип действия указа-

теля приборной скорости основан на измерении манометрической коробкой разности между полным и статическим давлениями в полете, то есть скоростного напора, с последующим преобразованием во вращательное движение стрелки (рис. 2.6).

Индикация приборной скорости осуществляется стрелкой по неподвижной шкале от 0 до 450 км/ч при цене деления 10 км/ч. Дуга красного цвета на шкале указателя предупреждает о диапазоне минимальных Vmin доп и максимальных Vmax доп допустимых значений приборных скоростей в полете (цв. вкл., рис. 2).

Величины приборных скоростей утверждены в руководстве по летной эксплуатации, их рекомендуется строго выдерживать на каждом участке полета.

Погрешности указателя приборной скорости подразделяются на инструментальные и методические.

Инструментальные погрешности возникают вследствие упругого последействия и гистерезиса манометрической коробки, трения и износа в передаточном механизме и неточности градуировки шкалы.

Величины инструментальных поправок определяются при проверке прибора в лабораторных условиях, с их учетом составляется бортовая таблица, которая прикладывается к прибору УС-450К.

Методические погрешности обусловлены косвенным методом измерения приборной скорости. Прибор измеряет динамическое давление, которое зависит не только от скорости полета, но и от изменения плотности воздуха и отклонения температуры воздуха от стандартного значения на высоте полета.

При определении скорости по скоростному напору при тарировке прибора плотность воздуха принимается величиной постоянной. Тарировка указателя скорости производится при плотности воздуха, соответствующей нормальным условиям на уровне моря: давлении Р0 = 760 мм рт. ст. (Р0 = 1013,2 гПа), темпе-

ратуре наружного воздуха Т0 = 15 °С. С поднятием на высоту плотность воздуха уменьшается, что приводит к уменьшению показаний прибора.

Методическая погрешность появляется за счет изменения плотности воздуха по сравнению со стандартными условиями, так как на плотность влияет давление и температура. При выполнении полета воздушная скорость определяется путем внесения экипажем поправки, компенсирующей данную методическую погрешность.

С этой целью давление и фактическая температура учитываются при помощи навигационной линейки, на которой устанавливают фактическую высоту полета и температуру на этой высоте.

Поправка на сжимаемость учитывается при скоростях более 400 км/ч.

Указатель вертикальной скорости ВР-30ПБ. Прибор, измеряющий вертикальную скорость набора или снижения ВС, называется вариометром. На ВС Як-18Т сер. 36 установлен один вариометр ВР-30ПБ сер. 2 на приборной доске командира ВС.

Принципиально механический вариометр представляет собой манометрическую коробку, установленную в герметичный корпус прибора (рис. 2.7). Атмосферное давление из статической камеры приемника ПВД-6М подается во внутреннюю полость коробки через трубопровод широкого сечения и через капилляр внутрь корпуса прибора.

Принцип действия манометрического вариометра основан на измерении избыточного давления – разности статического давления внутри коробки, соединенной с атмосферой трубопроводом (Рст), и внутри корпуса прибора, соединенного с атмосферой через капиллярную трубку (Ркап). Эта разность давлений (∆Р) зависит от скорости подъема или снижения ВС:

∆Р = Ркап – Рст; ∆Р = ƒ (Vy).

Разность давлений тем больше, чем больше скорость изменения высоты:

Vy = dHdt .

Рассмотрим работу вариометра в режимах набора высоты и снижения. При наборе высоты атмосферное давление уменьшается, уменьшается оно

ивнутри манометрической коробки. Давление же в корпусе прибора превышает атмосферное давление, так как выход воздуха из корпуса тормозится капилляром, то есть изменение давления в корпусе отстает от изменения атмосферного давления. В силу того что Ркап > Рст, манометрическая коробка сжимается

ичерез передаточный механизм поворачивает стрелку вверх от нулевой отметки шкалы (надпись ПОДЪЕМ). При прекращении набора высоты давление в корпусе выравнивается с давлением внутри манометрической коробки, и стрелка возвращается на нулевую отметку шкалы.

Врежиме снижения атмосферное давление увеличивается. Давление внутри манометрической коробки тоже увеличивается. Давление в корпусе становится меньше атмосферного давления, так как вход воздуха в корпус тормозится капилляром. Под действием разности давлений (Рст > Ркап) манометрическая коробка расширяется и через передаточный механизм поворачивает стрелку, конец которой будет перемещаться вниз от нулевой отметки шкалы (надпись СПУСК). После прекращения снижения давление в корпусе через капилляр выравнивается с давлением внутри коробки, и стрелка возвращается на нулевую отметку шкалы.

Шкала вариометра ВР-30ПБ сер. 2 оцифрована от 0 до 30 м/с, в диапазоне от 0 до 10 м/с цена деления – 1 м/с, в диапазоне от 10 до 30 м/с цена деления –

2 м/с (цв. вкл., рис. 3).

Инструментальные погрешности манометрического вариометра обусловлены качеством изготовления и состояния самого прибора, точностью технологических процессов сборки, регулировки. В процессе эксплуатации состояние прибора изменяется, возникают люфты, трения и т.д. В практике эксплуатации инструментальные погрешности не учитываются.

Методические погрешности подразделяются на динамические, температурные и аэродинамические.

Динамическая погрешность обуславливается запаздыванием измерения давления внутри корпуса прибора. Запаздывание в показаниях вертикальной скорости приблизительно составляет одну секунду, учитывается в методике управления ВС в вертикальной плоскости.

С целью уменьшения температурной погрешности корпус прибора изготавливается из термоизоляционного материала (пластмассы).

На малых значениях вертикальных скоростей температурная и аэродинамическая погрешности не учитываются ввиду их малого значения.

Контрольные вопросы

1.Изобразите на рисунке виды барометрических высот.

2.Приведите простейшую кинематическую схему высотомера ВМ-15ПБ, указателя приборной скорости УС-450К, вариометра ВР-30ПБ сер. 2.

3.Назовите причины погрешностей, возникающих при изменении барометрической высоты.

4.Каким образом учитываются погрешности барометрических высотомеров при выполнении полета?

5.В чем заключается предполетная проверка высотомера ВМ-15ПБ, указателя скорости УС-450К, вариометра ВР-30ПБ сер. 2?

3.Система восприятия

иподвода полного и статического давления

Краткая характеристика. Система полного и статического давлений обеспечивает подачу давлений воздуха к барометрическимприборам и датчикам.

В комплект системы входит:

–ПВД-6М – приемник воздушного давления (2 шт.). Установлены на левой и правой консолях крыла;

–влагоотстойники (4 шт.);

–трубопроводы, образующие линии полного и статического давлений;

–БК – блок контроля электрообогрева ПВД-6М (2 шт.). Установлены на этажерке между шпангоутами № 11–13.

Приемники ПВД-6М вынесены от фюзеляжа вперед на специальных штангах, это позволяет получить искажение потока воздуха минимальным и достаточно стабильным.

Проводку системы полного и статического давлений образуют жесткие трубопроводы с влагоотстойниками для слива конденсата. Трубопроводы полного давления окрашены в черный цвет, трубопроводы статического давления –

вбелый цвет.

В каждой линии полного и статического давления установлено по одному влагоотстойнику. Подход к двум влагоотстойникам для ПВД-6М № 1 (левого) осуществляется через люк центроплана, к двум влагоотстойникам для ПВД-6М № 2 (правого) – через аккумуляторный отсек.

От ПВД-6М № 1 запитываются приборы командира ВС (рис. 3.1):

1)по линии статического давления:

–УС-450К – указатель приборной скорости;

–ВР-30ПБ сер.2 – указатель вертикальной скорости;

–ВМ-15ПБ – указатель барометрической высоты;

–ДВ-15МВ – датчик барометрической высоты;

–ДПСМ-1 – датчик приборной скорости;

2) по линии полного давления:

–УС-450К – указатель приборной скорости;

–ДПСМ-1 – датчик приборной скорости.

Датчики ДВ-15МВ и ДПСМ-1 входят в комплект бортового аварийного регистратора БАРС-2М.

От ПВД-6М № 2 запитываются приборы второго пилота: 1) по линии статического давления:

–УС-450К – указатель приборной скорости;

–ВМ-15ПБ – указатель барометрической высоты;

–АК-350 – датчик барометрической высоты в самолетный ответчик

GTX-327;

2) по линии полного давления: УС-450К – указатель приборной скорости.

Совмещенный (комбинированный) приемник давлений ПВД-6М.

Предназначен для одновременного восприятия в полете полного (Рп) и статического (Рст) давлений. Камера полного давления с отверстием в носке воспринимает атмосферное давление (статическое) и скоростной напор (динамическое) (рис. 3.2). Во время полета ВС часть встречного потока тормозится у торца наконечника ПВД-6М, и ее относительная скорость становится равной нулю. При этом кинематическая энергия воздушной струи переходит в потенциальную энергию, в камере создается полное давление Рп = Рст + Рдин. Для стока влаги из камеры полного давления в корпусе имеются три дренажных отверстия.

Камера статического давления сообщается с атмосферой через восемь отверстий, расположенных равномерно по окружности приемника на определенном расстоянии от носка (см. рис. 3.2). Системой отверстий и камерой приемника воспринимается статическое давление, окружающее ВС. Давление из обеих камер приемника ПВД-6М через штуцеры С и Д по трубопроводам подтся в полости измерительных приборов высоты и скорости.

Во избежание закупорки входных отверстий из-за замерзания конденсата и попадания снега в полости камеры приемника ПВД-6М помещен обогревательный элемент (нихромовая проволока). Электропитание нагревательного элемента осуществляется от бортсети постоянного тока напряжением 27 В.

Два автомата защиты АЗК-5 ОБОГРЕВ ПВД 1, ПВД 2 расположены на электрощитке второго пилота, два выключателя ОБОГРЕВ ПВД 1, ПВД 2 – на центральном пульте и четыре светосигнализатора работоспособности схемы электрообогрева – на левой панели приборной доски пилотов.

Контроль работоспособности обогревательных элементов осуществляется блоком контроля электропитания раздельно для левого и правого ПВД-6М. В цепь обогревательных элементов последовательно включены обмотки геркона и управляющее реле (рис. 3.3).

При включенных автоматах защиты и выключателях питания, исправных цепях электрообогрева приемников ПВД-6М по обмоткам геркона протекает ток, возникает магнитное поле, за счет которого геркон замыкает электроцепь, исполнительное реле срабатывает и контактами в положении 2-1 включает светосигнализаторы зеленого цвета ОБОГРЕВ ПВД 1, ПВД 2. При отказе электрообогрева приемников ПВД-6М или их невключении геркон разрывает электроцепь, реле обесточивается, контактами в положении 2-3 включаются электроцепи светосигнализаторов желтого цвета ОТКАЗ ОБОГР. ПВД 1, ПВД 2.

Летная эксплуатация системы ПВД и приборов высотно-скоростной группы

Перед полетом. При осмотре ВС убедиться в том, что сняты чехлы с обоих приемников воздушного давления ПВД-6М, убедитесь, что стрелка вариометра установлена на нуль. Допустимое отклонение стрелки от нуля не более

±0,5 м/с.

Стрелки на обоих указателях скоростей УС-450К должны быть установлены против точки (начало отсчета).

Установить стрелки высоты обоих ВМ-15ПБ на нуль. Допустимое рассогласование показания шкалы барометрического давления с атмосферным давлением аэродрома (уровень давления порога ВПП) при температурах наружного воздуха от 15 до 35 °С не более ±1,5 мм рт. ст., при других температурах – до ±2,5 мм рт. ст.

Убедиться в наличии таблиц поправок на каждый высотомер и указатель скорости, проверить их сроки годности. Согласование шкал высотомеров на ВС производить запрещается.

В полете. После взлета и набора высоты перехода установите на каждом высотомере стандартное давление Рст = 760 мм рт. ст. Непрерывно контролируйте показания высотомеров методом сравнения цифрового значения высот. Допустимое рассогласование в показаниях с учетом табличных данных высотомеров не более 30 м. При попадании ВС в дождь, снег, зону обледенения включите электрообогрев приемников воздушного давления ПВД-6М, контролируйте исправность электрообогрева по включению светосигнализаторов зеленого цвета ОБОГРЕВ ПВД 1, ОБОГРЕВ ПВД 2. Контролируйте и анализируйте показания вертикальной скорости, барометрической высоты, приборной скорости, углов крена и тангажа, показания указателя поворотов и курсовых приборов.

На снижении при заходе на посадку на эшелоне перехода произведите перевод шкал высотомеров с отсчета уровня давления 760 мм рт. ст. на отсчет уровня давления аэродрома посадки (уровень давления порога ВПП). Сравните цифровое значение уровня давления и высоты на левом и правом высотомерах ВМ-15ПБ.

После посадки выключите электрообогрев приемника ПВД-6М, если он был включен.

Контрольные вопросы

1.В чем состоит предполетная проверка приемников ПВД-6М?

2.Действия экипажа при включении светосигнализатора ОТКАЗ ОБОГР.

ПВД 1, 2.

3.Объясните изменения в показаниях высотомера, указателей приборной

ивертикальной скоростей при закупорке (разгерметизации) камер полного и статического давления.

4.Перечислите приборы, которые запитываются от приемника ПВД-6М-1 (левого), ПВД-6М-2 (правого).

5.При каких условиях высвечиваются светосигнализаторы зеленого цвета

ОБОГРЕВ ПВД 1, 2?

−светосигнализаторы СКОРОСТЬ МАЛА и СРЫВ (2 шт.); расположена на средней панели приборной доски пилотов;

−кнопка [Контр. срыва] (1 шт.); расположена на левой панели приборной доски пилотов;

−БВС-1 – блок выходных сигналов (1 шт.); установлен за приборной доской пилотов, слева;

−ДС-1 – датчик срыва (1 шт.); установлен снизу на передней кромке левой консоли крыла, между нервюрами 13 и 14.

Принцип действия системы ССКУА основан на определении положения точки полного торможения потока воздуха относительно передней кромки крыла (рис. 4.1).

Датчик ДС-1 представляет собой вращающийся кронштейн, установленный на основании. На одном конце кронштейна закреплен чувствительный элемент – лопатка, на другом – противовес с постоянными магнитами, которые включают или выключают герметичные контакты цепей сигнализации. Лопатка сбалансирована противовесом, который удерживает ее в нейтральном положении.

В полете при обтекании крыла воздушный набегающий поток разделяется на два потока. В центре разделенного потока образуется область минимального давления – критическая точка полного торможения на передней кромке крыла. Положение критической точки улавливается при помощи лопатки, выступающей за внешний обвод передней кромки крыла в нижней части. Положение лопатки на крыле определяется углом атаки. При уменьшении угла атаки критическая точка смещается вверх, при увеличении – вниз до положения срыва потока, ВС теряет устойчивость и управляемость. В нормальном полете набегающий воздушный поток, обтекая крыло нижней ветвью, отклоняет лопатку вниз, сигнальное устройство отключено. Местоположение датчика на крыле тщательно выверяется и регулируется таким образом, чтобы поток, растекающийся от критической точки при эксплуатационном угле атаки, отклонял лопатку вниз. По мере увеличения угла атаки критическая точка смещается вниз, а при расчетном угле атаки совмещается с местом установки лопатки. Лопатка под действием противовеса устанавливается в нейтральное положение, это соответствует минимальной скорости ВС, при этом обеспечивается включение сигнализации СКОРОСТЬ МАЛА. При дальнейшем увеличении угла атаки лопатка окажется впереди критической точки и отклонится вверх. В датчике замыкаются контакты включения светосигнализатора СРЫВ, информируя пилота о приближении ВС к режиму сваливания, одновременно выдается звуковой сигнал.

Диапазон углов отклонения чувствительного элемента (лопатки) состав-

ляет ±(15 ± 2)°.

Датчик ДС-1 имеет электрообогрев. Коммутация сигналов выполняется в блоке выходных сигналов БВС-1.

Светосигнализатор включается на углах атаки от минус 1 до 1°, светосигнализатор СРЫВ и звуковой сигнал – от 6 до 11°.

Электропитание системы ССКУА-1 осуществляется постоянным током напряжением 27 В от бортовой сети.

Автомат защиты АЗК-2 СИГНАЛ СРЫВА, выключатель электропитания ОБОГР. ДС расположены на правой панели приборной доски пилотов.

Акселерометр АМ-9С. При любом изменении скорости и направления полета на ВС воздействуют перегрузки. Перегрузкой называется число, показывающее, во сколько раз подъемная сила превосходит силу тяжести ВС. В горизонтальном полете сила тяжести ВС уравновешивается подъемной силой, перегрузка равна единице и считается нормальной. Искривление траектории полета в вертикальной плоскости обусловлено изменением подъемной силы, следовательно, перегрузка может быть как положительной, так и отрицательной. При вводе ВС в пикирование перегрузка отрицательная, при кабрировании – положительная. Для измерения перегрузки на ВС применяются приборы – акселерометры.

Акселерометр АМ-9С предназначен для определения перегрузок (ny), действующих на ВС и организм человека в направлении, перпендикулярном плоскости крыла.

Принцип действия акселерометра основан на измерении линейного ускорения, действующего на упругую подвешенную массу.

Акселерометр представляет собой уравновешенный маятник, состоящий из двух грузов и двух противодействующих пружин (рис. 4.2). Грузы через рычаги жестко связаны с валиками, которые несут на себе связанные с ними кривошипы, секторы. Секторы находятся в зацеплении с валиками, их поворот происходит одновременно на один и тот же угол и передается стрелке. При возникновении положительной или отрицательной перегрузки в криволинейном полете соответствующий груз под действием силы инерции отклоняется, его движение компенсируется моментомпружины и передается на стрелки указателя.

При исчезновении перегрузок противодействующая пружина приводит груз и стрелку в исходное положение. Перегрузка – величина безразмерная.

Диапазон шкалы указателя от минус 6 до 0 и от 0 до 9, цена деления шкалы –

0,5 (цв. вкл., рис. 4).

Для фиксации положительных и отрицательных максимальных перегрузок, возникающих при эволюции ВС, на шкале прибора дополнительно имеются две стрелки.

Указывающая стрелка перемещает фиксирующие стрелки, увлекая соответствующую стрелку поводком. Фиксирующие стрелки удерживаются в любом положении силой трения, создаваемой пружинной шайбой. Возврат фиксирующих стрелок из любого положения в исходное производится нажатием кнопки на указателе.

При этом сектора сброса под действием пружин перемещаются и возвращают фиксирующие стрелки в исходное положение «+1».

При отпускании кнопки пружина раздвигает сектора сброса и возвращает поводки в нерабочую зону шкалы.

Предельные перегрузки при массе ВС G = 1 / 665 кг составляют:

–в полетной конфигурации – от минус 2,5 до 5,0;

–в посадочном положении (c выпущенным щитком и шасси) – от 2 до 0.

Вакселерометре АМ-9С предусмотрено сигнальное устройство. При достижении вертикальной перегрузки минус 2,5 или 5,0 выдается сигнал – разовая команда на запись в бортовой регистратор БАРС-2М (рис. 4.3).

Предполетная проверка акселерометра АМ-9С и системы ССКУА-1. При предполетном осмотре левой половины крыла убедитесь в том, что снят предохранительный чехол с датчика срыва ДС-1, отсутствует внешнее повреждение флюгарки и она свободно (без заедания) перемещается от упора до упора.

При проверке состояния пилотажного навигационного оборудования нажмите на кнопку акселерометра АМ-9С и убедитесь, что все три стрелки на шкале указателей установлены на плюс единицу.

Подготовьте и проверьте исправность системы ССКУА-1, включите на электрощитке правой панели приборной доски пилотов автомат зашиты АЗК-2

СИГНАЛ СРЫВА и выключатель ОБОГР. ДС. На земле разрешается включать обогрев датчика ДС на время не более чем на 5 минут.

При включенном электропитании нажмите кнопку [КОНТР. СРЫВА] – должны включиться светосигнализаторы желтого цвета и красного цвета СРЫВ. Отпустите кнопку – светосигнализаторы должны погаснуть.

В полете при выполнении фигур пилотажа возможно включение светосигнализаторов СКОРОСТЬ МАЛА и СРЫВ, а также срабатывание звукового сигнала в авиагарнитурах пилотов. Светосигнализатор СКОРОСТЬ МАЛА срабатывает за 20–10 км/ч, светосигнализатор СРЫВ и звуковая сигнализация – за 10–5 км/ч до скорости сваливания.

Контрольные вопросы

1.С какой целью на приборной доске индицируется значение нормальной перегрузки ВС?

2.В какие устройства поступают сигналы критических значений угла атаки и нормальной перегрузки?

3.В чем заключается предполетная проверка системы сигнализации критических углов атаки ССКУА-1?

4.В чем состоит физический смысл измерения угла атаки в системе ССКУА-1?

5.Оцените роль и значение включаемых светосигнализаторов СКОРОСТЬ МАЛА, СРЫВ на различных этапах выполнения полета.