1. Назначение
Система входит в состав информационного комплекса высотно-скоростных параметров ИК ВСП, устанавливаемого на самолетах Як-42, Ил-88, Ан-124, и предназначена: ,
– для определения абсолютной и относительной барометрической высот ( , ), числа М и отклонения его ( ) от заданного. значения, истинной и приборной воздушных скоростей ( , ), температуры наружного воздуха ( );
– для индикации значений , , , и заданных значений , или ;
– для выдачи потребителям значений , , , , , и в виде относительного сопротивления или напряжений постоянного и переменного тока.
2.Состав системы
В состав системы входят:
– блок воздушных параметров типа БВП–9 – 1 шт.;
– указатель числа М и истинной воздушной скорости типа УМС–1–ПБ – 1 шт.;
– указатель высоты типа УВ–75–15–ПБ – 1 шт.;
– указатель температуры типа УТ-1М-1ПБ (включают в систему дополнительно.) – 1 шт.
3. Основные технические данные
3.1. Измеряемые параметры системы, диапазоны их измерений, а также погрешности на визуальном выходе приведены в таблице 1.
Таблица 1
Измеряемый параметр и его обозначение |
Диапазон измерения |
Предел допустимой погрешности, не более |
1 |
2 |
3 |
1. Абсолютная высота, |
от – 500 до 15000 м |
|
2. Относительная высота, |
от 0 до 15000 м |
±10 м при Н=0 ±40 м при Н=12100 м |
3. Истинная воздушная скорость, |
от 200 до 1100 км/ч |
±10 км/ч |
4. Число М |
от 0,2 до 1 |
±0,01 при Н=0 ±0,005 при Н>8 км |
5. Температура воздуха, |
От – 75 до 50°С |
±(2–3) °С |
3.2. Электропитание системы:
– переменный ток частотой (400±20) Гц напряжением В; В; В;
– постоянный ток напряжением В.
3.3. Мощность, потребляемая системой:
– по переменному току напряжением
115 В не более 250 ВА;
36 В не более 30 ВА;
5,5 В не более 10 ВА;
– по постоянному току напряжением 27 В – не более 70 Вт.
3.4. Время готовности системы к работе после включения электропитания не превышает 2 мин.
3.5. Масса системы (БВП, УМС, УВ) без монтажных деталей и рамы не более 11,35 кг.
3.6. Система обеспечивает проверку встроенным контролем на одной точке каждого выдаваемого параметра:
км/ч; ;
°С; м.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
РАБОТА СИСТЕМЫ
Принцип действия системы основан на аналоговом вычислении значений высотно–скоростных параметров (высоты, скорости, числа М и температуры воздуха) по значениям статического и динамического давлений, температуры торможения воздуха.
Структурная схема системы приведена на рис.1. Работает система следующим образом.
Статическое, атмосферное давление и полное давление набегающего потока воздуха воспринимаются приемниками соответственно статического ПСД и полного ППД давления. По трубопроводам эти давления поступают в блок. воздушных параметров БВП к анероидному АЧЭ и манометрическому МЧЭ чувствительным элементам, на выходе которых получают перемещения и прямо пропорциональные соответственно статическому и динамическому давлениям. Деформация АЧЭ и МЧЭ приводит к повороту якоря индуктивных преобразователей ИУ1 и ИУ» соответственно. Напряжение переменного тока с выхода ИУ1 усиливается усилителем У. а затем поступает на управляющие обмотки двигателя–генератора Д с редуктором Р. Усилитель, двигатель и редуктор образуют следящий привод СПс
При повороте выходной оси СПс поворачиваются статор.ИУ1 и щетки двух линейных потенциометров ПЛ1 и ПЛ2 и трех функциональных потенциометров ПФ1, ПФ2, ПФ3.
Поворот статора ИУ1 происходит до согласования следящей системы. На выходе линейных потенциометров получают сопротивление прямо пропорциональное . Функциональные потенциометры ПФн профилированы так, что их выходное сопротивление прямо пропорционально абсолютной высоте , т.е. с помощью ПФн решается уравнение.
(1)
для м
и
(2)
для м
где , – абсолютная температура и давление воздуха на уровне моря;
К/м – температурный градиент;
дж/(кг·К) – удельная газовая постоянная;
– ускорение свободного падения;
, – абсолютная температура и давление воздуха на высоте 11000 метров.
При повороте выходной оси СПд, следящего привода канала динамического давления, поворачивается статор ИУ2, согласуя следящую систему, и щетки двух .функциональных ПФ4,5 и одного линейного ПЛ3 потенциометров. На выходе ПЛЗ получают сопротивление пропорциональное , а на выходе ПФ4,5 – пропорциональное приборной скорости , . Функциональные потенциометры профилированы в соответствии с выражением:
, (3)
где – плотность воздуха у поверхности Земли при температуре +15ºС.
Информация о значении: выдается .с помощью ПЛ1 – потребителям, ПЛ2 – в канал вычисления числа М;
– абсолютной высоты выдается с помощью ПФ1, 2 – потребителям, а с помощью ПФЗ – в канал вычисления ;
– с помощью ПЛЗ –- в канал вычисления числа М;
– приборной скорости , с помощью ПФ4,5 – потребителям.
Измерение высоты полета
Сопротивление ПФ3, пропорциональное , включено в одно плечо мостовой схемы Мн постоянного тока, в два других плеча которого включены ПФ6 и ПЛ9.
При ручном вводе в указатель высоты УВ значения давления через редуктор Pр поворачиваются на угол, пропорциональный , диски цифрового указателя давления дня, щетка ПФ6 и выходная ось редуктора с некруглыми зубчатыми колесами НКК. В результате этого на выходе ПФ6 получают сопротивление, пропорциональное ( ). Таким образом, на выходе Мн получают напряжение постоянного тока , пропорциональное относительной высоте полета , т.к. решается уравнение . Напряжение разбаланса моста поступает на. Входе СПн.
Мост уравновешивается потенциометром ПЛ9. В результате этого выходная ось СПн поворачивается на угол, пропорциональный , и поворачивает стрелку указателя относительной высоты в УВ-75, щетки трех, линейных потенциометров ПЛ6,7,8 и роторы СКТ грубого СКТг и точного СКТт отсчетов, а также одну полуось. механического дифференциала МД.
Информация о значении . выдается потребителям:
– в виде сопротивления с ПЛ6,7,8;
– напряжения переменного тока с СКТг и СКТт.
Благодаря специальному профилю, зубчатых колес редуктора НКК его выходная ось при вводе поворачивается на угол пропорциональный . В результате этого выходная ось МД поворачивается на угол пропорциональный , т.е. пропорциональный . Информация о значении потребителю выдается в виде сопротивления с помощью ПЛ4, 5.
При установке давления мм рт. ст. замыкаются контакты , включая световую сигнализацию.
Измерение числа М
Известно, что
, (4)
где – показатель адиабаты для воздуха.
Решение этого уравнения осуществляется с помощью моста Мм постоянного тока, в плечи которого включены ПЛ2, ПЛЗ и ПФ7, сопротивление которых пропорциональны соответственно , и . При уравновешивании моста Мм выходная ось СПм. Будет поворачиваться на угол., пропорциональный числу М. С это осью соединены широкая стрелка указателя УМС, щетки ПЛ10, 11, ротор СКТм, щетка специального потенциометра ПС, щетки ПФ8, ПФ9, толкатель – микровыключателя .
Информация о значениях числа М выдается потребителю с помощью:
– ПЛ10, 11 в виде сопротивления;
– СКТм в виде напряжения переменного тока.
Специальный потенциометр ПС имеет среднюю точку, соединенную с корпусом. При полете в режиме стабилизации числа М напряжение постоянного тока подается на электромагнит У1 муфты сцепления. Муфта подключает щетку ПС к выходной оси СПм и, следовательно выходное сопротивление ПС будет пропорционально
,
где – заданное значение числа М.
Функциональные потенциометры соответственно ПФ8 и ПФ9 используются в каналах измерения истинной скорости и температуры воздуха.
Измерение истинной скорости
Истинная скорость может быть вычислена по формуле:
(5)
где – скорость звука при температуре воздуха .
Для решения этого уравнения сопротивление потенциометра ПФ8, пропорциональное , включено в мостовую схему переменного тока. В эту же схему с помощью специальной цепочки резисторов включено сопротивление датчика температуры воздуха ДТ. Хотя сопротивление прямо пропорционально температуре торможения воздуха , эквивалентное сопротивление цепочки резисторов с будет пропорционально . Напряжение разбаланса моста отрабатывается СПv и ПЛ12. При повороте выходной оси СПv перемещаются узкая стрелка указателя УМС, показывая значение , ротор CKTv и щетки потенциометров ПЛ13, 14, 15, 16, выдавая потребителям информацию о значении .
Измерение температуры воздуха
При движении ВС с большой скоростью теплочувствительный элемент датчика температуры нагревается до температуры выше температуры воздуха:
(6)
или
(7)
Для упрощения схемы решения и уменьшения методической погрешности в системе реализуется зависимость
(8)
Зависимость реализуется ПФ9, а зависимость реализуется с помощью ДТ, у которого , и специальной цепочки резисторов. Сопротивления ПФ9 и ДТ включены в мостовую схему постоянного тока, при уравновешивании которой выходная ось СПт поворачивается на угол пропорциональный , т.к. сопротивление ПФ10 пропорционально . При повороте оси СПт перемещается стрелка указателя УТ, показывая , и щетки ПЛ17, 18, выдавая потребителям сопротивление пропорциональное .
Контроль исправности
Система оснащена встроенным контролем функционирования. Принцип контроля основан на включении тестовых сигналов вместо текущих сигналов , и и решении задачи.
Для включения встроенного контроля на блоке БВП–9 установлены две кнопки. Кнопка «Контроль ламп» служит для включения проверки сигнальных ламп « » и « », кнопка «Контроль» – для включения режима контроля. Режим «Контроль» может быть осуществлен путе подачи напряжения +27 В от внешней кнопки.
При нажатии кнопки «Контроль» на блоке БВП включаются лампы « » и « », если допускаемые погрешности решения и не превышают в 1,5 раза основную погрешность, а указатели отрабатывают контрольные значения.
При включении контроля от внешнего сигнала (кнопки на приборной доске), указатели отрабатывают, но лампы на блоке БВП не загораются.
Система в рабочем режиме при подаче напряжений 115 В и =27 В от внешней сети выдает сигнал +27 В «Исправность СВС по питанию» и одновременно убирается красный бленкер с УМС–1, УВ75.
Рис.1 Структурная схема СВС 1–72–1