Централь скорости и высоты
Комплектация систем. В комплект систем воздушных сигналов типа ЦСВ и СВС входят указатели высоты, скорости, температуры (блоки датчиков и блоки решения, вычислители и др.). Однако по высотомеру системы ЦСВ (рис. 15) сложно выдерживать заданное эшелонирование летательных аппаратов по высотам, поскольку это требует непрерывного введения значений температуры Т0 и давления р0 у поверхности Земли.
Рис. 15. Функциональная схема централи скорости и высоты V ≈ скорость и указатель скорости полета; рст ≈ датчик статического давления; рд ≈ датчик динамического давления; Тш ≈ температура заторможенного потока воздуха; Та ≈ температура на уровне моря; Тн ≈ температура на высоте полета; М ≈ указатель числа М; Тн≈ указатель температуры наружного воздуха; D≈ указатель плотности воздуха; H ≈ указатель высоты полета; УВШ ≈ указатель высоты штурмана; R ≈ газовая постоянная воздуха; Тср≈ Среднее значение температуры
Введение значений Т0 и р0 уменьшает методическую погрешность определения высоты и скорости полета, связанную с нестабильностью Т0 и р0 во времени и по месту.
Погрешности систем типа ЦСВ с электромеханическим счетно-решающим блоком не превышают ╠10,2≈0,7%. Указанные погрешности относятся к случаю, когда связь давления и высоты характеризуется Международной стандартной атмосферой (МСА). Однако из-за наличия отклонений от МСА, которые носят случайный характер, погрешности измерения высоты несколько превышают указанные.
В процессе эксплуатации у централей скорости и высоты систем воздушных сигналов проверяется погрешность показаний и электрических выходов истинной воздушной скорости, числа М, высоты, температуры наружного воздуха и выходов относительной плотности воздуха. Герметичность систем и централей проверяется одновременно с проверкой герметичности систем полного и статического давления.
Измерители перегрузок
Измерительные преобразователи угловых параметров вс; Свойства гироскопа, прецессия.
Свойства:1)По действием постоянного момента ось собственного гироскопа вращается со скоростью w=M/H 2)Вектор угловой скорости оси гироскопа перпендикулярен вектору внешнего момента m
Наблюдать прецессию достаточно просто. Нужно запустить волчок и подождать, пока он начнёт замедляться. Первоначально ось вращения волчка вертикальна. Затем его верхняя точка постепенно опускается и движется по расходящейся спирали. Это и есть прецессия оси волчка.
Гироскопические вертикали
Гироскопические вертикали ( ГВ) представляют собой гироскопические устройства с маятниковой коррекцией.
Курсовые гироскопические и гиромагнитные преобразователи: индукционные компасы, Гирополукомпасы, гироиндукционные компасы.
Магнитные компасы Магнитным компасом называется устройство, с помощью которого определяется направление магнитного меридиана. Магнитный компас, по-видимому, можно считать одним из первых навигационных приборов, применявшихся человеком. Имеются сведения, что еще за 2,5 тысячи лет до н. э. китайцам было извест¬но свойство свободно подвешенного магнита указывать на Север. В Европе компас стали применять только в XI—XII вв.
Рассмотрим принцип работы авиационного магнитного компаса. Компас (рис. 2) представляет собой пластмассовый сосуд 2 шарообразной формы, внутри которого находятся два постоянных магнита 6 с одинаково направленными полюсами. Магниты крепятся к поплавку 5, имеющему картушку (шкала) 3, и опираются на подпятник 7, представляющий собой подшипник. Подшипник крепится к корпусу с помощью пружины. Вертикальный неподвижный индекс 4 служит для отсчета показаний по шкале. Корпус прибора заполняется вязкой прозрачной жидкостью, удельный вес которой подбирается таким образом, чтобы вся подвижная система компаса обладала небольшой отрицательной плавучестью и оказывала минимальное давление на подшипник, уменьшая момент трения в нем. Кроме того, жидкость выполняет роль демпфирующей среды. Устройство 1 предназначено для устранения девиации компаса.Магнитная система компаса, взаимодействуя с магнитным полем Земли, стремится занять направление, параллельное вектору T магнитного поля Земли.
Индукционные компасы Принцип действия индукционного компаса основан на наведении магнитным полем Земли злектродвижущей силы в дросселе с пермалоевым сердечником. Магнитная проницаемость которого периодичеси изменяется с помощью переменного магнитного поля.
Индукционный метод определения направления магнитного поля земли позволяет обойтись без картушки с ее магнитной системой. Магнитные компасы, в том числе и дистанционные, не позволяют точно определить курс самолета из-за колебаний магнитной системы, неизбежных даже при прямолинейном полете, из-за увлечения картушки жидкостью при разворотах !самолета и из-за влияния сил трения. Поэтому были созданы конструкции компасов, в которых подвижная магнитная система отсутствует, а направление «магнитного поля Земли определяется индукционным методом.
Принципиальная схема чувствительного элемента индукционного компаса дана на рис. 13.7.
Пермаллоевый магитопровод 1 несет две обмотки — первичную 2 и вторичную 3. Первичная обмотка питается переменным током, создающим переменные магнитные потоки в обоих стержнях гори-зонтальной части магнитопровода. При отсутствии внешних магнитных полей во вторичной обмотке, охватывающей оба стержня маг- нитопро-вода, электродвижущая сила переменными магнитными потоками ,не ,наводится, так -как мгновенные значения этих потоков равны и противоположно направлены. Если амплитуда магнитных потоков достаточно велика, то пер- маллоевые стержни насыщаются, причем насыщение происходит дважды за один период питающего переменного напряжения. Следовательно, магнитная проницаемость u пермаллоя изменяется (пульсирует) с двойной частотой. При наличии постоянного внешнего магнитного поля, совпадающего по направлению с осью стержней магнитопровода, в стержнях возникает дополнительный магнитный поток, пульсирующий во времени вместе с магнитной проницаемостью u. Этот дополнительный поток наводит во вторичной обмотке напряжение U2, частота которого равна удвоенной частоте питающего напряжения.
Таким образом, если индукционный элемент расположить так, чтобы его ось чувствительности находилась -в направлении север — юг, то напряжение U2 будет наибольшим, если же в направлении запад — восток, то напряжение щ будет равно нулю.
Гироиндукционные компасы
В связи с тем, что погрешности совмещенных и простейших дистанционных компасов, обусловленные увлечением картушки, устранить не удается, а также для уменьшения габаритов датчика и для повышения порога чувствительности компаса, т. е. увеличения «широтности» действия прибора разработаны магнитные компасы с индукционным чувствительным элементом, или гироиндукционные компасы. Индукционный чувствительный элемент представляет собой устройство, состоящее из обмотки с сердечником, магнитная проницаемость которого периодически изменяется. Постоянное магнитное поле Земли наводит в обмотке электродвижущую силу вследствие пульсации ее магнитного поля при изменении магнитной проницаемости сердечника. Величина э. д. с. зависит от углового положения обмотки относительно горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, что и используется при определении направления магнитного меридиана. Для изготовления сердечников применяют пермаллой, магнитная проницаемость которого изменяется в весьма широких пределах при подмагничивании полем Земли. Для модулирования магнитной проницаемости, на стержень наматывают вспомогательную обмотку, подключаемую к источнику переменного тока с частотой. В стержне возникает переменный магнитный поток, в результате действия которого поле в стержне периодически доводится до насыщения и, следовательно, уменьшается его магнитная проницаемость, подобно тому, как это происходит в магнесинах. Один из возможных вариантов индукционного чувствительного элемента может быть выполнен в виде двух параллельных стержней, в которых потоки от вспомогательных обмоток имеют взаимно противоположные направления, и индуктируемые этими потоками э. д. с. во вторичных обмотках, соединенных навстречу друг другу, взаимно уничтожаются. В то же время пульсирующий магнитный поток направлен в обоих стержнях одинаково, он создает электродвижущие силы с одинаковой фазой. Результирующая э. д. с. измеряется между конца ми вторичной обмотки. При совпадении направления магнитного поля с продольной осью стержня напряжение имеет максимальное значение. При повороте стержня вокруг вертикали пульсирующий магнитный поток от магнитного поля Земли уменьшается, а при повороте перпендикулярно к меридиану снижается до нуля. При дальнейшем повороте во вторичной обмотке вновь появится переменное напряжение, но уже обратной фазы.