4. Измерители вертикальной скорости

 

В ариометр предназначен для измерения вертикальной скорости аэрометрическим способом. Фактически он измеряет не геометрическую вертикальную скорость, а производную по времени от барометрической высоты. Принцип действия вариометра основан на измерении разности:

P = Pст - Pк

статического (атмосферного) давления P_ст и давления P_к в герметическом корпусе прибора, соединенном с бортовой статической системой гидравлическим сопротивлением - капиллярами. Эта разность, возникающая при изменении во времени атмосферного давления, обеспечивает перетекание воздуха через капилляры, причем с уменьшением P_ст воздух вытекает через капилляры из корпуса прибора, а с увеличением - поступает через них в корпус.

В первом случае давление в корпусе будет больше внешнего, во втором - меньше. Как будет показано ниже, величина возникающего перепада пропорциональна скорости изменения статического давления во времени и тем самым вертикальной скорости. Перепад измеряется с помощью манометрической коробки 4 и через передаточный механизм передается на стрелку 2. Шкала прибора 1 имеет градуировку с нулем посередине, так как вертикальная скорость может менять знак. Капилляров может быть несколько (для повышения чувствительности прибора).

Рис. Принципиальная схема вариометра:

1 - шкала; 2 - стрелка; 3 - передаточный механизм; 4 - манометрическая коробка; 5 - капиллярная трубка

 

5. Системы воздушных сигналов

Система воздушных сигналов (СВС) предназначена для выдачи основной пилотажной информации на указатели контрольно-измерительных приборов в кабине самолета и на бортовые системы. До внедрения СВС на ВС ставились отдельные датчики параметров, сигнализаторы и указатели. Причем это делалось в интересах отдельных потребителей независимо от других. В связи с этим могли быть на борту аппарата избыточность несогласованной между собой информации, избыточность массы аппаратуры, неоправданные материальные затраты, усложнения технологии обслуживания оборудования в целом.

Система воздушных сигналов объединила все датчики и указатели в единую идеологию, исключив дублирование и несогласованность информации. СВС – автономная система, состоящая из датчиков первичных аэродинамических параметров, вычислителя и указателей. Она выдает первичные параметры, параметры движения и производные от них.

К первичным параметрам СВС относятся: давление статическое, давление полное, температура, угол атаки, угол скольжения.

К параметрам движения ВС, выдаваемых СВС, относятся: скорость приборная, скорость истинная, число Маха, вертикальная скорость, угол атаки истинный, угол скольжения истинный, температура наружного воздуха.

На рис. представлена обобщенная структурная схема СВС и показана ее взаимосвязь с другими бортовыми системами. Рассмотрим назначение отдельных элементов приведенной схемы. Датчики первичных аэрометрических параметров могут строиться на различных физических принципах.

Для измерения статического P_ст и полного P_п давлений широко используются анероидно-манометрические датчики с различными преобразователями механического перемещения  в электрический сигнал.

 

Рис. Обобщенная структурная схема СВС

В вычислителе в соответствии с градуировочными соотношениями производится счисление основных аэрометрических параметров. Подчеркнем, что используются те же самые соотношения полученные для механических анероидно-мембранных приборов.

При вычислении величины истинной скорости используется так называемая «полная температурная компенсация», что предполагает учет вградуировочном соотношении температуры окружающего воздуха, а не стандартной температуры, как это сделано в механических указателях скорости. При этом используется сигнал, поступающий от измерителя температуры наружного воздуха.

Выходные сигналы вычислителя поступают на индикаторы (электромеханические указатели), а через устройства связи в виде электрических сигналов в различные бортовые системы: САУ, навигационные системы (НС), в другие системы бортового пилотажно-навигационного комплекса (ПНК).

Некоторые СВС выдают потребителям (например, в САУ) также сигналы отклонений от заданных (постоянных) либо программных (задаваемых от ПНК) значений H, M и V. При этом блоки вычисления таких сигналов, называемые корректорами - задатчиками, функционируют для повышения надежности независимо от основного вычислителя СВС и от остальных элементов комплекта системы, являясь по сути автономными.

Анализ градуировочных соотношений показывает, что в вычислителе должны быть реализованы арифметические операции (сложение, вычитание, умножение и деление) и нелинейные функции (извлечение корня и логарифмирование).

Существующие СВС классифицируются по типу вычислителя на три вида:

1) аналоговые электромеханические;

2) аналоговые электронные;

3) цифровые.

В аналоговых электромеханических СВС арифметические операции реализуются с помощью самобалансирующихся мостов, а нелинейности - на функциональных потенциометрах. В СВС такого типа вычислительные устройства конструктивно совмещены с указателями.

В вычислителях аналоговых электронных СВС операции сложения и вычитания выполняются с помощью диодных функциональными преобразователей напряжения.

В цифровых СВС выходные сигналы выдаются потребителям в дискретной и аналоговой форме. Существенным отличием цифровых систем является их более глубокая интеграция с бортовым оборудованием (они объединяются в единый комплекс высотно-скоростных параметров), наличием комплексной обработки сигналов. 

 

Рис.  Внешний вид цифровой системы воздушных сигналов