Датчики истинной воздушной скорости.

Они служат для получения сигналов в виде напряжения, пропорционального истинной воздушной скорости. Такие сигналы необходимы для работы многих автоматических и полуавтоматических систем. К ним следует отнести навигационные индикаторы, навигационные вычислители, системы управления и др.

Методы измерения вертикальной скорости

Известно несколько методов измерения вертикальной скорости полета самолета. Наиболее распространенным является метод, основанный на непосредственном дифференцировании статического давления, однозначно связанного с высотой полета. Этот метод реализуется в указателях вертикальной скорости с пневмомеханическим дифференцирующим устройством, т. е. в вариометрах.

Измерение вертикальной скорости полета самолета может быть осуществлено путем дифференцирования электрического сигнала в виде напряжения, пропорционального высоте полета. При этом методе производится измерение высоты с помощью высотомера, преобразование измеренной высоты в электрическое напряжение, а затем дифференцирование этого напряжения.

Для измерения вертикальной скорости полета самолета может быть использован метод измерения вертикальной составляющей истинной воздушной скорости.

Вертикальная скорость связана с истинной воздушной скоростью следующим соотношением:

V_y=Vsin(ϑ - α)

где ϑ — угол тангажа;

α — угол атаки.

По формуле вертикальную скорость вычисляют с помощью счетно-решающего устройства, связанного с датчиками истинной воздушной скорости, угла тангажа (ЦГВ или АГД) и угла атаки.

Методом измерения вертикальной скорости является также инерциальный метод, основанный на измерении вертикальных ускорений самолета и однократном интегрировании сигналов, пропорциональных этим ускорениям.

Приборы для измерения вертикальной скорости

Для измерения вертикальной скорости самолета наиболее широкое применение получили вариометры. Принцип действия вариометра основан на пневмомеханическом дифференцировании статического давления, изменяющегося в зависимости от высоты полета самолета.

Рис.47.Схема прибора для измерения вертикальной скорости

В качестве чувствительного элемента используется манометрическая коробка внут­ренняя полость которой сообщается непосредственно с магистралью статического давления через капилляр 5.

Если самолет летит горизонтально, то статическое атмосферное давление р внутри манометрической коробки 7 и давление p₁ внутри корпуса прибора будут одинаковы и, следовательно, разность между ними равна нулю.

В зависимости от высоты полета изменяется статическое давление р. Внутри манометрической коробки это давление устанавливается практически мгновенно, а в корпусе прибора, вследствие сопротивления капилляра, давление р₁ отличается от статического. Чем больше вертикальная скорость полета самолета, тем больше разность давлений Δр=р—р₁. Под действием этой разности давлений манометрическая коробка деформируется. Деформация коробки через тягу 6, зубчатый сектор 4 и трибку 3 передается на стрелку 2, которая отклоняется от среднего положения вверх при наборе высоты, вниз — при снижении. По шкале 1 определяют величину вертикальной скорости.

Вариометры выпускаются с различными пределами измерения. Они имеют обозначения ВР-10, ВАР-30, ВАР-75, ВАР-150 и ВАР-300, где числа 10, 30, 75 и т. д. указывают пределы измерения.

Рис.48.Кинематическая схема вариометра:

1—стрелка; 2—шкала; 3—трибка; 4—зубчатое колесо; 5, 13—рычаги; 5—ось; 7—балансир; S—кривошип; 9—тяга; 10—капилляр; 11—манометрическая коробка; 12—трубопровод; 14—кулачок; 15—поводок; 16—-кремальера

Внутренняя полость корпуса прибора соединена с магистралью статического давления через капилляр 10, а внутренняя полость манометрической коробка 11 — непосредственно через трубопровод 12. При подъеме самолета давление в корпусе прибора будет выше, чем в манометрической коробке, вследствие чего коробка будет сжиматься. Эта деформация коробки через тягу 9 и кривошип 8 передается на ось 6. Поворот этой оси через рычаг 5 и поводок 15 передается на зубчатое колесо 4, а от него через трибку 3 — на стрелку 1.

Вариометр как пилотажный прибор должен иметь высокую чувствительность при измерении малых вертикальных скоростей; при измерении больших скоростей чувствительность может быть уменьшена. Поэтому вариометры имеют затухающую шкалу. Для получения затухающей шкалы в передаточно-множительный механизм введено кривошипно-кулисное звено, которое изменяет пере­даточное отношение, а следовательно, и угол поворота стрелки.

При горизонтальном полете поводок 15 занимает относительна оси зубчатого колеса 4 наименьшее расстояние. При подъеме или снижении самолета, поводок 15 скользит вдоль прорези колеса 4. При этом увеличивается расстояние между осью зубчатого колеса 4 и поводком 15. Благодаря этому непрерывно уменьшается передаточное отношение механизма и соответственно этому сужаются деления шкалы. С помощью кремальеры 16 через кулачок 14 и рычаг 13 можно опускать или приподнимать манометрическую коробку 11 и тем самым устанавливать стрелку прибора в нулевое положение.