Принцип физической однородности распределения функций

Непосредственно измеренная датчиками первичная информация о физических величинах не всегда пригодна для непосредственной математической обработки совместно с результатами измерения других величин. Первичная информация должна пройти предварительную первичную обработку -- фильтрацию, усреднение, совместную математическую обработку с другими однородными физическими величинами и т. п. Развитие вычислительной техники и возможность применения малогабаритных вычислителей относительно небольшой мощности позволяют разделить всю математическую обработку на первичную и вторичную. Первичную обработку могут выполнять микропроцессорные устройства, объединенные с первичными или вторичными преобразователями (интеллектуальные датчики), а вторичную -- центральная ЭВМ.

Рассмотренные принципы справедливы не только для структуры системы в целом, но и для структуры каждой подсистемы, входящей в ее состав, и вообще для каждого звена любого уровня, включая элементы. Следование этим принципам обеспечивает повышение надежности, взаимозаменяемость устройств, упрощает отработку каждого функционального узла.

Измерение высоты полета.

Основными способами измерения высоты полета являются ба­рометрический и радиотехнический.
Барометрический способ измерения высоты основан на принципе измерения атмосферного давления, закономерно из­меняющегося с высотой. Барометрический высотомер представля­ет собой обыкновенный барометр, у которого вместо шкалы дав­лений поставлена шкала высот. Такой высотомер определяет вы­соту полета самолета косвенным путем, измеряя атмосферное дав­ление, которое изменяется с высотой по определенному за­кону.
Барометрический способ измерения высоты связан с рядом ошибок, которые, если их не учитывать, приводят к значительным погрешностям в определении высоты. Несмотря на это, баромет­рические высотомеры ввиду простоты и удобства пользования ши­роко применяются в авиации.
Радиотехнический способ измерения высоты основан на использовании закономерностей распространения радиоволн. Известно, что радиоволны распространяются с постоянной ско­ростью и отражаются от различных поверхностей. Используя эти свойства радиоволн, можно определять высоту полета само­лета.
Принцип измерения высоты радиотехническим способом можно представить следующим образом. На самолете устанавливается передатчик и приемник. Передатчик излучает радиосигналы ко­роткими импульсами, которые направляются антенной к земле и одновременно поступают на приемник. Дойдя до земной поверхно­сти, сигналы отражаются и принимаются приемником, который связан с индикаторным устройством. Последнее по интервалу вре­мени между поступлением в приемник прямого и отраженного ра­диосигналов определяет высоту полета самолета, которая отсчи­тывается по шкале.
Современные радиовысотомеры работают на частотном (ра­диовысотомеры малых высот) и на импульсном (радиовысотомеры больших высот) методах измерения высоты и показывают истин­ную высоту полета. Это является их преимуществом перед баро­метрическими высотомерами, так как барометрическая высота, как правило, отличается от истинной.

 

Измерение скорости полета.

Аэродинамический метод измерения воздушной скорости

Воздушной скоростью полета называется скорость перемещения самолета относительно воздушной среды. При этом различают истинную воздушную скорость и приборную скорость. Истинная воздушная скорость используется экипажем в целях самолетовождения, а приборная скорость используется летчиком для пилотирования самолета. Показания указателя воздушной скорости принято называть приборной скоростью.

В самолетовождении считают, что вектор воздушной скорости совпадает с продольной осью самолета и лежит в горизонтальной плоскости. Такое допущение существенно не влияет на точность решения навигационных задач. Приборы, предназначенные для измерения воздушной скорости полета, называются указателями скорости.

Наиболее распространенным методом измерения воздушной скорости полета является аэродинамический, основанный на замере давления встречного потока воздуха - скоростного напора. Величина скоростного напора определяется скоростью движения тела и плотностью воздуха:

где q - скоростной напор;

r_н - массовая плотность воздуха;

V -воздушная скорость.

Отсюда воздушная скорость .

Выразим массовую плотность r_н через значения статического давления воздуха Р _н=Р _ст, абсолютной температуры воздуха на высоте полета Т _н, газовой постоянной R и ускорения силы тяжести g:

Тогда

Таким образом, при малых скоростях полета для определения истинной воздушной скорости необходимо измерять динамическое давление, статическое давление и температуру воздуха на высоте полета. При переходе к истинным скоростям, превышающим 400 км/ч, необходимо учитывать сжимаемость воздуха. Поэтому тарировка современных указателей скорости производится по более сложным формулам.

 

Приемники воздушных давлений

Указатели скорости посредством трубопроводов соединяются с приемниками воздушного давления ПВД. В настоящее время применяются два типа ПВД: совмещенный и с раздельными системами замера давлений.

Совмещенный приемник воздушных давлений (Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.) состоит из двух камер: динамической и статической. Динамическая камера состоит из собственно камеры / и латунной динамической трубки 2, имеющей в своей приемной части впаянное донышко 3 с боковым пазом для поступления воздуха. Донышко динамической трубки предохраняет ее от засорения. Динамическая трубка проходит вдоль всего приемника и заканчивается штуцером 4.

Рис. 1. Приемник воздушных давлений.

1-динамическая камера, 2 -динамическая трубка; 3- донышко; 4- штуцер динамический, 5-статическая камера, 6-штуцер статический, 7 - кожух, 8 - втулка, 9 - наконечник, 10 - элемент обогрева, 11, 12-контактные кольца, 13-изоляционная втулка, 14 - электропровода, 15 - латунные трубки, 16 - отверстия

Рис. 2. Общий вид указателя воздушной скорости УС-350

Статическая камера 5 отделена от динамической камеры перегородкой и имеет восемь расположенных, по окружности отверстий 16, посредством которых она сообщается с атмосферой. Штуцер 6 служит для соединения статической камеры со статическим штуцером корпуса указателя скорости. В кожухе 7 и во втулке 8 имеются три отверстия для отвода влаги из динамической камеры 1. Кожух и его наконечник 9, навинчивающийся на втулку 8, снаружи покрыты никелем.

Приемник снабжен электрообогревателем, предохраняющим его от обледенения. Электрообогреватель состоит из элемента обогрева 10, двух контактных колец 11 и 12, вставленных в изоляционную втулку 13, и двух электропроводов 14, расположенных в латунных трубках 15.

Второй тип приемника имеет раздельные системы замера полного и статического давления. Статическое давление подается через отверстие в борту фюзеляжа.

 

Устройство указателей воздушной скорости

В настоящее время применяются указатели скорости двух типов: указатели приборной скорости УС и комбинированные указатели скорости КУС. Первые устанавливаются на самолетах, вертолетах и планерах с небольшой скоростью полета, вторые - на скоростных самолетах.

Общий вид указателя приборной скорости УС-350 изображен на Рис. 2, а схема его механизма - на Ошибка! Источник ссылки не найден.. Чувствительным элементом указателя является манометрическая коробка 1. Она представляет собой две гофрированные мембраны, изготовленные из фосфористой бронзы и спаянные между собой по краям

К нижней стороне манометрической коробки припаян жесткий центр 2. Жесткий центр служит для крепления коробки к основанию механизма и для присоединения трубопровода 3, по которому поступает полное давление воздуха во внутреннюю полость чувствительного элемента. Второй конец трубопровода 3 припаян к штуцеру 4, укрепленному на задней стенке корпуса прибора. Штуцер 4 называется динамическим и обозначается буквами «Дн». К нему присоединяется трубопровод, идущий от штуцера динамической трубки приемника воздушных давлений.

К верхнему жесткому центру коробки припаяна стойка 5, к которой шарнирно прикреплена тяга 6 передаточного механизма. Второй конец тяги шарнирно соединен с рычагом 7 валика сектора. С противоположной стороны валика укреплен противовес 9, предназначенный для статической балансировки механизма. На оси валика 8 укреплен сектор 10, сцепленный с трибкой 11. Ось трибки находится в центре прибора, и на нее насажена стрелка. На оси трибки укреплена спиральная пружина 12, служащая для устранения люфтов и затираний в механизме. Механизм прибора не имеет температурной компенсации, так как температурная погрешность прибора практического значения не имеет.

Шкала прибора оттарирована в диапазоне скоростей от 50 до 350 км/ч. Цена деления 10 км/ч; деления оцифрованы через каждые 50 км/ч.