Приборы контроля на воздушном судне – крайне важный технический элемент, без которого следование или попросту говоря преодоление маршрута становится невозможным.
Прибор — это устройство, в котором осуществляется измерение физической величины, её преобразования и индикации. Они бывают механические, электромеханические и без механики (электронные). Датчик — это устройство, предназначенное для измерения физической величины и преобразования её в электрический сигнал (аналоговый или цифровой).
Датчики бывают:
- Прямого преобразования (физическая величина преобразуется в сигнал, например, терморезистивный датчик)
- Косвенного преобразования (физическая величина преобразуется в другую физическую величину, а уже потом в сигнал. Например, датчик давления. P=> деформация=> перемещение центра=> сигнал)
Основные функции приборов:
- Техническое состояние систем и агрегатов воздушного судна;
- Предупреждение о критических изменениях в работе конструктивных узлов и элементов;
- Определение правильного навигационного маршрута по пути следования;
Требования к приборам контроля:
- Низкая (некритичная) погрешность измерений;
- Простой монтаж к совместимой конструктивной части;
- Хорошо различимая маркировка цифр и букв на панели;
- Применение ударопрочного и водонепроницаемого наружного корпуса;
Авиационные приборы предназначены для получения первичной информации о режимах полёта и режимах работы силовых установок и агрегатов и переработки её с целью контроля и управления. В связи с непрерывным ростом скоростей и высот полёта эти приборы всё более усложняются.
Увеличение числа приборов на приборных досках летательных аппаратов затрудняет их использование. Поэтому в настоящее время применяются системы индикации приборов (ленточные и прямоугольные шкалы, отображение показаний приборов на лобовом стекле и др.). При этом облегчается снятие показаний приборов и построение по их показаниям информационной модели режимов полёта.
Режимы полёта ЛА (летательного аппарата) задаются совокупностью большого числа параметров, называемых параметрами режима полёта. Эти параметры в процессе полёта непрерывно изменяются как вследствие воздействия на летательный аппарат возмущений, так и в следствие реализации заданной программы полёта. Для осуществления управляемого полёта необходимо обеспечить непрерывное измерение указанных параметров, для чего и служат авиационные приборы.
Для удобства изучения авиационные приборы классифицируются по назначению, принципу действия, способу воспроизведения измеряемого параметра, измеряемому параметру.
По назначению авиационные приборы делятся на пилотажно-навигационные приборы, приборы контроля работы силовых установок, приборы для измерения параметров окружающей среды и др.
По принципу действия приборы можно разделить на механические, электромеханические, электронные оптические и т.д.
По способу воспроизведения измеряемого параметра авиационные приборы делятся на приборы с непосредственным отсчётом показаний по шкале; регистрирующие приборы, выдающие записанную информацию; датчики сигналов, служащие для получения информации и передачи её в системы управления и контроля.
Для измерения ряда параметров (высоты, скорости полёта, координаты центра масс) применяется по несколько приборов, принцип действия работы которых различен.
Авиационный прибор представляет собой динамическую систему, преобразующую входные сигналы в выходные. Он состоит из чувствительного элемента, преобразователя, измерительной схемы, усилителя и указательный системы.
Входными сигналами прибора являются измеряемые параметры (давление, температура, скорость, курс и др.), которые чаще всего называются полезным сигналом x, и помехи η (ускорения, вибрации, внешние температуры), называемые вредными сигналами, поскольку они являются причиной возникновения погрешностей приборов. Погрешности приборов могут возникать также вследствие сухого трения, внутренних шумов в элементах и т.д.
В качестве сигнала на выходе прибора могут быть величины, пропорциональные входным величинам; заданные функции от входных величин; производные и интегралы от входных величин; зрительные и слуховые образы, отображающие свойства входной информации; управляющие сигналы, используемые для автоматического управления и контроля и т.д.
Как показано на рисунке 2 на работу авиационных приборов оказывают влияние внешние условия ξ, определяемые атмосферой, её взаимодействием с летательным аппаратом и условиями на летательном аппарате.
Авиационные приборы могут подвергаться воздействию температуры воздуха, изменяющейся от +50 до -60 градусов по Цельсию, а вблизи нагретых частей двигателя до 100 градусов по Цельсию. При больших сверхзвуковых скоростях полёта дополнительный нагрев приборов от горячих частей самолёта может составить несколько десятков градусов.
Что же касается влажности воздуха, то её влияние на авиационные приборы сказывается неоднозначно: при значительной влажности частицы паров конденсируются на элементах приборов, что нередко ведёт к коррозии; при нулевых и отрицательных значениях температуры конденсированные пары могут замёрзнуть, что приводит к отказу приборов. В связи с уменьшением плотности воздуха на больших высотах ухудшается отвод тепла от приборов, увеличивается испаряемость смазки подшипников и ухудшаются изоляционные свойства воздушных промежутков в конденсаторах и других электрических узлах приборов. Ухудшение изоляционных свойств разряженного воздуха ещё больше усиливается в следствие возрастания степени ионизации на больших высотах. Всё это требует специальной изоляции электрических узлов, а в ряде случаев и герметизации приборов.
Ещё авиационные приборы подвергаются механическим воздействиям, создаваемым перегрузками вследствие эволюций летательного аппарата, перегрузками от турбулентных колебаний атмосферы, ударами при взлёте и посадке, а также вибрациями частей летательного аппарата.
Авиационные приборы и системы имеют следующие погрешности:
- Методическая;
- Инструментальная;
- Динамическая;
- Случайная;
- и т.д.
В следующей статье я расскажу вам о том, какие приборы используются в авиации, а также об основах проектирования приборов и их принципах построения.
Спасибо за внимание!
