Двухстрелочный барометрический высотомер ВД-10К

Назначение и принцип действия. Высотомер ВД-10К пред­назначен для измерения высоты полета. Различают высоты: абсолютную, относительную и истинную.

Абсолютной высотой (Н_абс) называется расстояние по вертикали от уровня моря до самолета, относитель­ной высотой (Н_от) —расстояние по вертикали от уровня места взлета (или посадки) до самолета, истинной высо-той (Н_ист) — расстояние по вертикали от пролетаемой местно­сти до самолета (рис. 10). Существует связь между высотой над уровнем моря и атмосферным давлением. Она характеризуется стандартной атмосферой (СА) —условным законом изменения давления, температуры, плотности и других параметров с изме­нением высоты.

Величина атмосферного давления определяется весом стол­ба воздуха, приходящегося на единицу площади земной поверхности, и измеряется высо­той уравновешивающего это давление столба ртути или воды. Согласно стандартной атмосфере, на уровне моря такое давление считают рав­ным 760 мм рт. ст. (101,3 кПа). С поднятием на высо­ту давление падает нерав­номерно, но пропорциональ­но высоте полета самолета. Таким образом, высоту по­лета можно определить по атмосферному давлению ок­ружающего самолет воз­духа.

Приемник воздуш­ных давлений ПВД-6М. На самолете парал­лельно продольной оси са­молета на левой консоли крыла установлен приемник воздушных давлений ОВД (трубка Пито), который имеет две камеры: статиче­скую и динамическую (рис. 11). Статическая камера сооб­щается с атмосферой через ряд отверстий. Отверстия распо­ложены по окружности приемника на определенном расстоянии от носка, поэтому давление внутри статической камеры всегда равно атмосферному давлению воздуха, находящегося в состоя­нии покоя. Камера полного давления (динамическая) имеет отверстие в носке приемника воздушных давлений. Поэтому трубкой воспринимается не только атмосферное давление, но и скоростной напор. Сумма этих давлений образует полное дав­ление.

Устройство высотомера ВД-10К. Прибор (рис. 12) состоит из корпуса внутри которого помещен блок из двух анероидных коробок. Корпус сообщается через штуцер со статической каме­рой приемника воздушных давлений. С подъемом на высоту атмосферное давление уменьшается. Это приводит к расшире­нию анероидных коробок. Движение их передается с помощью передаточного механизма стрелкам, которые указывают ,по шка­ле высоту.

Анероидные коробки и передаточный механизм смонтирова­ны на поворотном основании, которое вращается в корпусе при­бора при помощи кремальеры и переводит большую и малую стрелки высотомера. Стрелки связаны друг с другом при по­мощи зубчатой передачи с отношением 10 : 1. Одновременно при вращении кремальеры вращаются шкала барометрического дав­ления со шторкой и два треугольных индекса. Индексы указы­вают высоту, соответствующую изменению барометрического давления относительно 760 мм рт. ст. и перемещаются в нап­равлении, противоположном движению стрелок. Внешний ин­декс показывает высоту в метрах, а внутренний в кило­метрах.

Шкала барометрического давления позволяет вносить поп­равку в показания высотомера, когда давление в месте посад­ки не совпадает с давлением у земли в момент вылета. Она имеет градуировку от 670 до 790 мм рт. ст. с оцифровкой через 10 мм рт. ст. и ценой деления 1 мм рт. ст. Для согласования показаний барометрической шкалы с нулевым положением стрелок и положением треугольных индексов в высотомере пре­дусмотрена возможность вращения при помощи кремальеры одной только барометрической шкалы. Для этого на кремалье­ре имеется гайка. С поднятием на высоту перемещаются толь­ко стрелки, а шкала барометрического давления остается на месте, так как с анероидами она не связана. Согласование барометрической шкалы с нулевым положением стрелок произ­водится только в лаборатории.

Рис. 12- Высотомер: ВД-10К:

1 — 4, 13, 14 — шестерни; 5 — кремальера; 6 — шкала барометрического давления; 7 — малая стрелка; 8—шкала; 9 — большая стрелка; 10 и 11 — индексы; 12 — шестерня малой стрелки; 15 — зубчатый сектор; 16 — ось сектора; 17 — тяга; 18 — биметалли­ческий компенсатор; 19 — верхний центр; 20 — нижний центр; 21 и 22 — анероидные коробки

Шкала высот имеет градуировку от 0 до 10000 м (рис. 13). Цена деления для боль­шой стрелки 10 м, для малой 100 м.

Для компенсации инструментальных оши­бок прибора, возникающих из-за несбалан­сированности механизма при наклоне прибо­ра, в высотомере установлен пружинный ба­лансир. Температурная погрешность устраня­ется при помощи биметаллических компенса­торов.

Методические ошибки являются следствием несовершенства метода измерения высоты.

Погрешность, вызванная отли­чием фактического атмосферного давления у земли от расчетного. Согласно стандартной атмосфере каждой точке земной поверхности соответствует оп­ределенное значение атмосферного давления и температуры воздуха. На самом деле на аэродроме в разные дни давление и температура бывают различны. Поэтому, хотя самолет находится на том же месте, высотомеры пока­зывают каждый раз другую высоту. Эту ошибку мож­но устранить установкой стрелок прибора на нуль. При этом давление на шкале давлений должно совпадать с давле­нием на аэродроме в данный момент. Максимально допустимое отклонение давления не должно превышать +1,5 мм рт. ст. (2 ГПа).

Погрешности, вызванные изменениемдавле-нияуземли в пункте вылета за время полета. Если после взлета самолета с аэродрома давление на нем из­менится, то оно изменится на всех высотах. Если высоту вы­держивать по высотомеру, не делая поправки, то можно допу­стить ошибку. Для учета этой погрешности пилоту нужно за­просить давление у диспетчера пункта посадки и установить его на приборе с помощью кремальеры.

Погрешность, вызванная изменением бари­ческого рельефа. Барическим рельефом называется рас­пределение барометрического давления в плотности горизонта. В один и тот же момент в различных точках барометрическое давление различно. Если самолет будет лететь по изобаре — линии равных давлений, то прибор будет показывать одну и ту же высоту. На самом деле высота полета самолета будет меняться. Для учета этой ошибки необходимо перед отсчетом установить на барометрической шкале высотомера фактическое давление у земли в пункте пролета. Эту величину можно опре­делить ,по карте погоды или путем запроса по радио.

Температурная погрешность. Метод измерения вы­соты предполагает, что каждой высоте соответствует своя тем­пература, которая при подъеме на каждые 1000 м высоты уменьшается на 6,5°. В действительности температура меняется не­равномерно. Зимой температурный градиент доходит до 4, а летом — до 8° С. Изменение температуры у земли приводит к перераспределению давления по высотам, что вызывает непра­вильные показания высотомера. Даже если давление у земли остается неизменным, на высоте оно будет меняться. При по­вышении температуры у земли более плотные слои воздуха под­нимаются вверх и показания занижаются. При понижении тем-пературы у земли более плотные слои воздуха опускаются вниз и высотомер будет завышать показания. Пример зависимости показаний высотомера от изменения температуры воздуха пока­зан на рис. 14. Температурная ошибка учитывается по навига­ционной линейке путем введения поправки на температуру.

Погрешности, вызванные изменением топо­графического рельефа местности. Чтобы знать ис­тинную высоту полета, нужно определить превышение или по­нижение рельефа пролетаемой местности относительно аэдро-ма взлета. Превышения или понижения рельефа местности от­носительно уровня моря обозначены на навигационные картах. При определении истинной высоты необходимо из показания высотомера вычесть превышение или прибавить понижение ме­стности, над которой пролетает самолет.

Инструментальные ошибки возникают в результа­те запаздывания показаний вследствие гистерезиса анерондных коробок, трения в передаточном механизме, неточности градуи­ровки шкалы.

Эти погрешности частично компенсируются элементами кон­струкции прибора. Остаточные инструментальные погрешности учитываются по графику, который составляется при проверке прибора в лаборатории. Проверка должна проводиться не реже 1 раза в 3 мес. Зависимость показаний высотомера от изменения

Рис. 15. График инструментальных ошибок высотомера ВД-10К

температуры воздуха показана па рис. 15. График устанавли­вается справа в нижней части центральной панели приборной доски (см. рис. 1).

Работа с высотомером ВД-10К. Перед вылетом осматривают прибор и убеждаются в его исправности. Стрелки прибора при помощи кремальеры устанавливают на нуль. При этом давление на шкале должно совпадать с давлением на аэродроме в мо­мент вылета. Максимально допустимое отклонение давления не должно превышать ±1,5 мм рт. ст. При расхождении давления не более чем на ±1,5 мм рт. ст. прибор подлежит проверке в лаборатории. Отворачивать гайку кремальеры и согласовывать барометрическую шкалу на самолете пилоту не разрешается.

Для определения истинной высоты необходимо учесть мето­дические и инструментальные ошибки. Для этого при подходе к аэродрому посадки запрашивают по радию данные о погоде и с помощью кремальеры вводят поправку в показания прибо­ра, установив на барометрической шкале давление аэродрома.

При посадке на высокогорном или низменном аэродроме, где давление выходит за пределы 670—790 мм рт. ст„ необходимо запросить высоту данного аэродрома относительно уровня моря, с помощью кремальеры установить треугольные индексы на эту высоту. Стрелки покажут высоту относительно уровня моря. В момент посадки стрелки покажут нуль. Если поставить тре­угольные индексы на высоту аэродрома взлета, то в момент посадки стрелки покажут превышение высоты аэродрома посад­ки над высотой аэродрома взлета.

6. Указатель скорости УС-450

Назначение и принцип действия. Указатель скорости пред­назначен для определения скорости полета самолета относи­тельно воздушной среды. Следует различать скорости истинную, приборную и путевую. Истинной скорстью называется скорость полета относительно воздушной среды. Приборной скоростью называется скорость, которую указывает прибор. Путевой скоростью называется скорость полета самолета относительно земной поверхности.

Принцип работы указателя скорости основан на измерении скоростного напора воздуха, создаваемого при движении само­лета в приемнике воздушных давлений. Скоростным напором называется сила встречного сопротивления воздуха, действую­щая на единицу поверхности тела, движущегося в нем. Устрой­ство указателя скорости представлено на рис. 16. В корпусе прибора помещен чувствительный элемент в виде мембранной коробки, которая соединяется с помощью медной трубки со штуцером и через трубопровод с камерой динамического дав­ления приемника воздушных давлений. Корпус прибора соеди­няется с камерой статического давления ПВД.

При движении самолета давление внутри мембранной ко­робки увеличивается на значение скоростного напора и под дей­ствием его мембранная коробка расширяется. Движение пере­дается через передаточный механизм на стрелку, которая по­кажет значение скоростного напора. Скоростной напор пропор­ционален квадрату скорости 2/2, поэтому, измеряя скоро­стной напор, прибор измеряет воздушную скорость. Шкала при­бора, представленная на рис. 17, имеет градуировку от 0 до 450 км/ч с оцифровкой через 50 км/ч и ценой деления 10 км/ч.

Методические ошибки указателя скорости возникают вслед­ствие изменения плотности воздуха, с поднятием на высоту. При определении скорости по скоростному напору считалось, что плотность воздуха — величина постоянная. На самом деле с поднятием на высоту плотность воздуха уменьшается, следо­вательно, одной и той же скорости на большой высоте будет соответствовать меньший скоростной напор, а следовательно, и меньшие показания прибора. Градуировка прибора производи­лась при плотности воздуха, соответствующей давлению 760 мм рт. ст., поэтому с поднятием на высоту показания при­бора занижаются.

При наборе высоты температура уменьшается, что приводит к увеличению плотности воздуха. Градуировка прибора произ­водилась при температуре 15° С, поэтому при меньшей темпе­ратуре прибор дает завышенные показатели. Но с подъемом на высоту давление падает быстрее, чем температура, поэтому показания прибора становятся все более заниженными. Методи­ческие ошибки учитываются при помощи навигационной линей­ки, путем введения поправки на давление и температуру.

Рис. 16- Указатель скорости УС-450К

Рис- 17. Шкала указателя скорости УС-450К

Рис. 18. График инструментальных ошибок указателя скорости УС-450К

Инструментальные ошибки возникают вследствие упругого последействия и гистерезиса мембранной коробки, трения в пе­редаточном механизме и неточности градуировки шкалы. Инст­рументальные ошибки учитываются по графику, который сос­тавляется при проверке прибора в лаборатории (рис. 18). Про­верка должна проводиться не реже 1 раза в 3 мес. График ус­танавливается слева в нижней части центральной панели при­борной доски (см. рис. 1). Инструментальные ошибки не долж­ны превышать ±5 км/ч.

На самолете Як-18Т предусмотрена сигнализация опас-ной скорости, осуществляемая с помощью сигнализатора опасной скорости ССА-0,7—2,2 и лампы сигнализации (рис. 19). Сигнализатор замыкает электрическую цепь при скорости, уста­новленной на шкале прибора. Включение сигнализации осуще­ствляется автоматом защиты сети на правом электрощитке. Принцип действия сигнализатора приборной скорости ССА-0,7— 2,2 основан на манометрическом методе измерения давления воздуха, которое соответствует скорости полета самолета.

Рис. 19. Сигнализатор скорости

Рис. 20. Принципиальная схема сигнализатора скорости:

1—установочный винт; 2 — пружина верхняя; 3 и 4 - контакты; 5 — пружина нижняя; 6 —центр; 7 —мембрана; 8 — штуцер статического давления С; 9 — штуцер полного-

давления Д

Принципиальная схема сигнализатора скорости показана на рис. 20. Полное давление р передается через штуцер 9 в по­лость чувствительного элемента. Через штуцер 8 в корпус при­бора передается статическое давление р_ст. Под действием ди­намического давления р_дин=р_п - р_ст центр 6 мембраны 7 пе­ремещает нижнюю пружину 5 с контактом 4 до замыкания с контактом 3, укрепленным на верхней пружине. Междуконтакт­ное расстояние, соответствующее данной скорости, устанавливает­ся с помощью винта 1, опирающегося на верхнюю пружину 2. Заданная скорость отсчитывается по шкале, отпарированной от 70 до 200 км/ч. В электрическую цепь прибор включается с по­мощью штепсельного разъема. Установлен сигнализатор в отсе­ке радиооборудования между шпангоутами 11 и 13.

Работа с указателем скорости. Перед вылетом необходимо произвести внешний осмотр прибора и убедиться в его исправ­ности, включить АЗС «Опасная скорость»; для определения ис­тинной скорости учесть методические ошибки по НЛ-10 и инст­рументальные ошибки по графику; при полетах в зонах обледе-нпя, снегопада, при низкой температуре включать электрообо­грев трубки ПВД.