15. Сущность аэрометрического метода определения параметров движения. Системы воздушных сигналов.

Аэрометрический метод определения движения основан на измерениях определенных аэрометрических величин, построении уравнений связи (уравнений метода) определяемых параметров и измеряемых величин и их решении. В соответствии с этим определяется и понятие навигационно-пилотажных систем воздушных сигналов (СВС). Первичными измеряемыми величинами являются: статическое давление атмосферы , динамическое давление набегающего потока воздуха (скоростного напора) и температура заторможенного потока воздуха .

Навигационно-пилотажные системы воздушных сигналов – устройства, предназначенные для определения параметров движения ЛА (самолетов, вертолетов) по отношению к воздушной среде, т.е. барометрической высоты, скорости полета, числа М и отклонений от заданных значений этих параметров, а также температуры наружного воздуха и относительной плотности воздуха.

16. Аэрометрические соотношения. Уравнения связи для определения числа м, истинной воздушной скорости, температуры воздуха, относительной плотности воздуха, барометрической высоты.

Аэрометрический метод определения движения основан на измерениях определенных аэрометрических величин, построении уравнений связи (уравнений метода) определяемых параметров и измеряемых величин и их решении.

В качестве уравнений связи выступают определенные аэрометрические соотношения.

Скорость полета ЛА измеряют относительно воздушного потока и поверхности Земли. Различают истинную воздушную скорость – скорость полета ЛА относительно воздуха, индикаторную (приборную) скорость в предположении, что плотность воздуха одинакова на всех высотах, и путевую скорость – скорость полета ЛА относительно Земли. Безразмерной характеристикой скорости полета самолета является число M=V/a, где V – истинная скорость, – скорость звука в воздухе.

Уравнение связи для определения числа М при дозвуковой скорости полета

(4.1)

и при сверхзвуковой скорости полета

, (4.2)

где , – в Па. (4.4)

Уравнение связи для определения истинной воздушной скорости:

(4.5)

или

, (4.6)

где , – коэффициент торможения воздуха.

Уравнение связи для определения температуры наружного воздуха на высоте :

. (4.7)

Уравнение связи для определения барометрической высоты в соответствии с формулой Лапласа

. (4.8)

Соотношение для определения относительной плотности воздуха

, (4.11)

где и – плотность воздуха соответственно а высоте и у поверхности Земли.

17. Методические погрешности свс: источники, математические зависимости. Инструментальные погрешности свс.

Навигационно-пилотажные системы воздушных сигналов – устройства, предназначенные для определения параметров движения ЛА (самолетов, вертолетов) по отношению к воздушной среде, т.е. барометрической высоты, скорости полета, числа М и отклонений от заданных значений этих параметров, а также температуры наружного воздуха и относительной плотности воздуха.

Источники методических погрешностей:

– наличие отклонений (инверсий) от принятого закона по международной стандартной атмосфере (МСА) распределения температуры и давления столба воздуха по высоте H;

– отсутствие в полете данных значений давления и температуры воздуха у поверхности Земли в функции координат местонахождения;

– аэродинамическое несовершенство геометрической формы приемников статического и динамического давлений и влияние условий обтекания их в месте установки;

– рассеяние тепловой энергии теплочувствительного элемента приемника температуры заторможенного потока воздуха.

Данные источники обусловливают погрешности в измерении первичных величин, по которым, используя уравнения связи, определяются погрешности системы.

Погрешность в определении числа М при полете с дозвуковой скоростью

и при полете со сверхзвуковой скоростью (при k=1,4)

где .

Относительная погрешность в определении истинной воздушной скорости

.

Относительная погрешность в определении температуры наружного воздуха

. (4.16)

Высота H определяется по уравнению связи , при выводе которого используются зависимости удельного веса γ и температуры от H. Эти зависимости являются статистическими, а не функциональными. Параметры , γ, на одной и той же высоте не остаются постоянными, а испытывают значительные случайные вариации, зависящие от времени суток, года и др.

Источники инструментальных статических погрешностей:

– не полная компенсация влияния изменения температуры на элементы ИДД (мембранные коробки, индуктивные датчики, подвижные элементы);

– влияние изменения температуры на параметры элементов вычислительного устройства, выходных потенциометров и указателей;

– неполная коррекция нелинейности характеристик ИДД;

– наличие нелинейности линейных потенциометров и не точное воспроизведение зависимостей функциональных потенциометров;

– влияние сил и моментов трения в подвижных элементах.

Применение корректирующих и компенсационных устройств позволяет свести результирующие статические инструментальные погрешности до значений 0,5…1,0 %.