литература / Sharapov_V._Datchiki

Глава 24. Датчики и приборы летательных аппаратов

текает наружу через капилляр 2, в результате чего давление в корпусе несколько превышает статическое вследствие сопротивления капилляра течению воздуха. При полете с постоянной вертикальной скоростью каждой скорости соответствует определенная разность давлений в коробке 4 и корпусе 1. Из-за разности давлений коробка 4 сжимается и через преобразующее устройство отклоняет указывающую стрелку (или подвижный элемент чувствительного устройства — датчика) вверх от нуля. При снижении самолета разность давлений изменяет знак и стрелка отклонится вниз от нуля. Таким образом, при эволюциях самолета в вертикальной плоскости на манометрическую коробку действует разность давлений:

где &, T , R — абсолютные вязкость, температура и газовая постоянная воздушной среды; l, d — длина и диаметр капиллярной трубки; U K — внутренний объем корпуса вариометра.

На самолетах устанавливаются вариометры типа ВР, ВАР, которые имеют унифицированный механизм и различаются только шкалами, количеством и длиной капилляров (рис. 24.18) [3, 4].

Приборы и датчики контроля режимов работы бортовых агрегатов

В полете необходимо управлять режимом работы силовых установок, поскольку наибольшая эффективность, надежность и ресурс обеспечиваются при оптимальном режиме их работы. Имеющееся на борту соответствующее приборное оборудование снабжает информацией членов экипажа о всех процессах, происходящих при работе сило-

вых установок. К таким приборам относятся термометры, тахометры, измерители и сигнализаторы давления жидкостей и газов, измерители количества и расхода топлива, устройства контроля вибраций и другая аппаратура.

Устройства контроля вибраций

При работе силовых установок летательных аппаратов возникают вибрации с частотой, пропорциональной скорости вращения роторов, т.е.

Для дистанционного измерения параметров вибрации используют измерительный комплект, состоящий из датчика (преобразователя) и показывающего прибора. На летательных аппаратах вибродатчики располагаются на труднодоступных деталях и элементах, например, на авиационном двигателе.

Используют различные физические принципы, положенные в основу работы датчиков. На рис. 24.19 изображена схема вибрационного датчика с индукционным преобразователем.

24.2. Пилотажно-навигационные датчики и приборы летательных аппаратов

Инерционный элемент 1 в виде постоянного магнита массой m подвешен на пружине 2 к колеблющемуся основанию 3. Магнит

спружиной образуют колебательную систему

ссобственной частотой 0 . С основанием 3 жестко связана катушка 4.

Подвижной частью датчика является магнит 1 и пружина 2, преобразователем является магнит 1 и катушка 4. При колебаниях

где k — коэффициент пропорциональности, мВ/2р мм Гц; f — частота вибраций; x — смещение.

Для получения вибросмещения или виброускорения проводят операцию интегрирования или дифференцирования. Рассмотренный выше принцип работы положен в основу построения аппаратуры измерителя вибраций ИВ-300. В состав аппаратуры кроме датчиков и указателя входит электронный блок, представляющий собой схему усиления, выпрямления и сигнализации. Диапазон измеряемой виброскорости 5…100 мм/с.

На самолетах АН-140 устанавливают аппаратуру контроля вибраций EVM-249 с пьезоэлектрическими датчиками, установленными в плоскости передней опоры двигателя, на корпусе переднего и заднего редуктора.

Датчики температуры

Авиационные электрические термометры предназначены для измерения температуры масла, выходящих газов, воды, воздуха, температуры головок цилиндров. Авиационные термометры подразделяются на термоэлектрические термометры (ТВГ, ТГЗ, ТСТ, ТЦТ) и электрические термометры сопротивления (ТУЭ). В основу действия этих устройств положены принципы

термометров сопротивлений применяют в основном никелевую проволоку, об-

24.2.Пилотажно-навигационные датчики и приборы летательных аппаратов

Вкачестве датчика используют трехфазный синхронный генератор с ротором в виде постоянного магнита. Указатель (измеритель) состоит из синхронного электродвигателя, магнитоиндукционного измерительного узла и демпфера.

Датчик устанавливается непосредственно на авиадвигателе, а указатель — на приборной доске самолета. Широкое применение на самолетах и вертолетах находят магнитоиндукционные тахометры типа ТЭ со шкалой, отградуированной в об/мин, и типа ИТЭ со шкалой, отградуированной в процентах (датчики частоты вращения типа ДТЭ, ДТА и др.) [3, 4].

Основной погрешностью магнитоиндукционных тахометров является температурная погрешность, обусловленная изменением электрического сопротивления чувствительного элемента и магнитного сопротивления при изменении температуры.

Приборы для измерения давления жидкостей и газов

Для дистанционного измерения давления топлива и масла используются электромеханические манометры типа ЭМ, ЭДМ, ЭДММ, ЭДМУ и электроиндукционные типа ДИМ, МИ.

Чувствительными элементами таких манометров служат манометрические коробки, манометрические трубки, витые трубчатые пружины.

Индуктивный датчик манометра типа ДИМ объединяет чувствительный элемент в виде гофрированной мембраны и индуктивный преобразователь, состоящий из двух катушек индуктивности с железным сердечником и якорем [3, 4].

Рис. 24.23. Принципиальная схема манометра ЭДМУ-150

Датчики комплектов монтируются в непосредственной близости от тех точек систем, где необходимо измерить давление. Указатели устанавливаются на приборной доске.

В случаях, когда экипажу не надо знать истинную величину давления, а важно знать, поддерживается ли оно в заданных пределах, на борту самолета используют электрические сигнализаторы типа СД, СДУ, МСД, ДСС, ЭС [1, 4].

Глава 24. Датчики и приборы летательных аппаратов

Сигнализаторы давлений (рис. 24.24), в отличие от манометров, обеспечивают лишь контроль срабатывания на заданных точках.

Приборы и системы для измерения количества и расхода топлива

Количество топлива в баках измеряется с помощью дистанционных топливомеров. Для измерения мгновенного или суммарного расхода топлива применяются расходомеры.

В настоящее время наибольшее распро- Рис. 24.24. Принципиальная схе- странение получили электромеханические по-

ры, а также более сложные автоматические устройства для измерения и управления выработкой топлива, например, топливоизмерительная система ТИС.

Топливомеры. Принцип действия топливомеров основан на измерении уровня топлива в баках. В зависимости от вида датчика топливомеры подразделяются на поплавковые и емкостные (см. также гл. 8).

Электромеханические поплавковые топливомеры представляют собой ры- чажно-поплавковую систему, состоящую из реостатного датчика, магнитоэлектрического логометра, датчиков-сигнализаторов и переключателя (рис. 24.25).

Рис. 24.25. Измерительная часть топливомера

Топливные баки ЛА различных типов имеют неодинаковую форму, поэтому для каждого типа ЛА имеется своя тарировка топливомера. Топливомеры для измерения массы бензина маркируются буквами БЭ, керосина — КЭС, СКЭС, масломеры МЭ, МЭС.

Электромеханическим топливомерам присущи методические погрешности, обусловленные наличием продольных и поперечных кренов ЛА и действием ускорений. Наличие скользящих контактов в датчике поплавкового топливомера создает угрозу пожара и взрыва в случае проникновения в его корпус паров топлива.

24.3. Технические характеристики типовых авиационных приборов и датчиков

Последняя приводит во вращение магнит, который увлекает за собой ста- кан-ротор бесконтактного сельсина-датчика. Угол поворота ротора сельси- на-датчика пропорционален угловой скорости вращения крыльчатки, т.е. мгновенному расходу топлива. Синхронно с ротором сельсина-датчика поворачивается ротор сельсина-приемника, на оси которого укреплена стрелка часового расхода топлива.

Топливомеры-расходомеры типа ТР представляют собой комбинированные приборы, сочетающие в себе электроемкостной топливомер типа СЭТС и скоростной суммирующий расходомер типа РТС. На лицевой стороне указателя имеется кнопка проверки работоспособности топливомерной части [3, 4].

24.3.Технические характеристики типовых авиационных приборов и датчиков

Основными разработчиками гироскопических приборов и датчиков в России являются НПО «Алмаз» (г. Москва), ЦНИИ «Дельфин» (г. Москва), РПКБ (г. Раменское Московской области), НПП «ТЕМП-АВИА» (г. Арзамас Нижегородской области). Основные производители — Арзамасский приборостроительный завод, Ростовский часовой завод (г. Ростов-на-Дону), ПНППК (г. Пермь), Раменский приборостроительный завод, Мичуринский завод «Прогресс».

Основные технические характеристики некоторых гироскопических датчиков приведены в табл. 24.1, а лазерных гироскопов — в табл. 24.2.

Основным производителем датчиков углов атаки и скольжения является «Электроприбор» (г. Воронеж), а их технические характеристики приведены в табл. 24.3.

Основными разработчиками приборов и датчиков измерения ускорений в России являются НПП «ТЕМП-АВИА» (г. Арзамас Нижегородской области), корпорация «Авиаприбор-Холдинг» КБ промышленной автоматики (г. Саратов), опытный завод «Прибор» (г. Санкт-Петербург), РПКБ (г. Раменское Московской области), НПО «Алмаз» (г. Москва).

Основные производители — Раменский приборостроительный завод, АО «Прибор» (г. Курск), НПП «ТЕМП-АВИА» (г. Арзамас Нижегородской области), Мичуринский завод «Прогресс», «Электроприбор» (г. Тамбов), корпорация «Авиаприбор-Холдинг» (г.Москва), Арзамасский приборостроительный завод, ПНППК (г. Пермь), Ростовский часовой завод (г. Ростов-на-До- ну), НИИФИ (г. Пенза).

Технические характеристики акселерометров приведены в табл. 24.4. Основные технические характеристики барометрических механических и

электронных высотомеров, изготовителем которых является АО «Аэропри- бор—Восход» (г. Москва), приведены в табл. 24.5.

Основными разработчиками и производителями датчиков угловых скоростей являются НИИ ПМ им. академика В.И. Кузнецова (г. Москва), НПП «ТЕМП-АВИА» (г. Арзамас), Арзамасский приборостроительный завод, ПНППК (г. Пермь).

Основные технические характеристики датчиков угловых скоростей приведены в табл. 24.6.

Глава 24. Датчики и приборы летательных аппаратов

Основные технические характеристики вариометра резервного приведены в табл. 24.7.

Основными разработчиками и производителями аппаратуры контроля вибраций в России являются опытный завод «Прибор» и АО «Техприбор» (г. Санкт-Петербург).

Основные технические характеристики аппаратуры контроля вибраций приведены в табл. 24.8, а пьезоэлектрических датчиков вибраций — в табл. 24.9.

Основные технические характеристики датчика температуры приведены в табл. 24.10, а авиационных тахометров — в табл. 24.11.

Основным разработчиком и производителем датчиков давления является «Аэроприбор-Восход» (г. Москва), а их технические характеристики приведены в табл. 24.12.

Основным производителем датчиков уровня жидкости в баках и датчиков массового и объемного расхода топлива является АО «Техприбор» (г. Санкт-Пе- тербург), а их технические характеристики приведены в табл. 24.13 и 24.14, соответственно.

Более полную информацию об авиационных датчиках и приборах можно найти на сайтах фирм-производителей [12—18].

Таблица 24.1. Основные технические характеристики гироскопических датчиков

24.3. Технические характеристики типовых авиационных приборов и датчиков

Таблица 24.2. Основные технические характеристики лазерных гироскопов