1. Изучение системы воздушных сигналов свс-пн-15-4б
1.1. Цель работы
Целью работы является изучение аэрометрических методов измерения высотно-скоростных параметров движения летательных аппаратов и ознакомление с работой систем воздушных сигналов на примере СВС-ПН-15-4Б.
1.2. Теоретическая часть
1.2.1. Аэрометрический метод определения параметров движения
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.
В качестве уравнений связи в данном случае 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
,
где
– истинная скорость,
– скорость звука в воздухе,
– ускорение свободного падения,
м/град
– газовая постоянная,
– абсолютная температура заторможенного
потока воздуха в К,
–
показатель адиабаты для воздуха.
Уравнение связи для определения числа М при дозвуковой скорости полета
(1.1)
и при сверхзвуковой скорости полета
, (1.2)
где
,
– в Па. При значении
формулы
(1.1) и (1.2) соответственно принимают вид
; (1.3)
. (1.4)
Уравнение связи для определения истинной воздушной скорости:
(1.5)
или
, (1.6)
где
,
– коэффициент торможения воздуха,
значение которого в зависимости от
конструктивных особенностей приемника
и места его установки колеблется в
пределах 0,98…1,02.
Уравнение
связи для определения температуры
наружного воздуха на высоте
:
. (1.7)
Уравнение связи для определения барометрической высоты в соответствии с формулой Лапласа
. (1.8)
Величина
средней температуры столба воздуха
зависит от высоты и на средних широтах
определяется зависимостями
для
м, (1.9)
для
м, (1.10)
где
и
– давление в Па и абсолютная температура
воздуха в К у поверхности Земли,
– давление на высоте 11000 м,
– температура воздуха на высоте 11000 м.
Соотношение для определения относительной плотности воздуха
, (1.11)
где
и
– плотность воздуха соответственно а
высоте
и у поверхности Земли.
В
уравнения связи (1.1)…(1.11) входят три
переменные величины
,
,
.
В результате измерения эти величины
становятся известными функциями времени
и в этом случае уравнения связи можно
считать уравнениями функционирования
СВС. В соответствии с изложенным на рис.
1.1 изображения схема системы СВС, где
ИД
,
ИД
,
ИД
– измерительные датчики соответственно
величин
,
,
;
и
– вводимые значения, соответствующие
давлению и температуре атмосферы у
поверхности Земли; У
,
У
,
У
,
У
– дистанционные указатели соответствующих
параметров (
,
,
,
);
отдельными стрелками показаны выдаваемые
электрические сигналы параметров (
,
,
,
,
)
и их приращений по сравнению с заданным
режимом (
,
,
).
Рис. 1.1. Схема системы воздушных сигналов
Сигналы измерительных датчиков поступают в вычислительное устройство, при помощи которого осуществляется построение решений уравнений функционирования. В зависимости от типа используемого вычислителя различают СВС аналогового и цифрового типа.