Определение воздушной скорости и барометрической высоты.

 

Определение воздушной скорости и барометрической высоты в полете выполняется при помощи приемника воздушного давления (рис. ).

(объяснить устройство)

 

Рно — полный напор;

Рн — статическое давление.

 

Принцип измерения основан на уравнении Бернулли

, (3.1)

Где r —массовая плотность воздуха на высоте Н.

 

 

Поток не может протекать через внутреннюю трубку, так как она с другого конца подсоединена к измерительному элементу. Сле­довательно, точка на конце ПВД— критическая точка, в которой струйка при обтекании ПВД разветвляется, и скорость в этой точке равна нулю.

 

Тогда разность давлений, действующих на измерительный эле­мент,

(3.3)

Следовательно, замеренная указателем скорости величина пе­репада давлений Dрпредставляет собой скоростной напор набе­гающего потока q.

 

Из уравнения (3. 3) видно, что скорость самолета неоднозначно связана со скоростным напором q, так как в это уравнение, кроме самой скорости, входит плотность воздуха rh, изменяющаяся с вы­сотой. Если бы плотность воздуха не изменялась, то шкалу указа­теля скорости было бы легко проградуировать по скорости.

 

Выйти из такого положения можно следующим образом.

Выражение (3.3) можно представить в виде

(3-4), где

 

– относительная плотность, а комплекс

– индикаторная скорость

В формуле (3.4) между индикаторной скоростью Vt и скорост­ным напором q существует однозначная зависимость. По этой фор­муле и градуируется шкала прибора по индикаторной скорости, физический смысл которой заключается в следующем: это скорость, которая была бы при том же скоростном напоре (фактическом) в случае Р=0, т. е. «у земли», в условиях стандартной атмосферы.

Истинная скорость полета определяется следующим выраже­нием:

(3.5)

 

Но, известно, что формула Бернулли в виде (3.1) применима для несжимаемого газа, каковым он может считаться до 200 – 400 км/ч. При больших скоростях плотность зависит не только от высоты, но и от скорости. При наличии сжимаемости энергия набегающего потока в т.А будет расходоваться не только на создание скоростного напора, но и на сжатие воздуха.

 

В случае сжимаемого (если в потоке нет скачков уплотнения) потока для определения давления в кри­тической точке ПВД пользуются уравнением, теплосодержания.

 

(3.7)

 

Из уравнения (3.7) видно, что показания прибора, определяе­мые величиной qCЖ:, не могут быть выражены через скорость, так как в данном случае скорость зависит не только от qCЖ, но и от плотности rн и давления рн. Неоднозначность не устраняется и в случае перехода от истинной скорости V к индикаторной Vi, так как в уравнении еще остается переменная величина рн.

(3.8)

 

 

Для сверхзвукового потока эта зависимость получается из формулы Релея для перепада давления на прямом скачке уплотнения и выглядит следующим образом

 

Неоднозначность здесь тоже не устраняется

 

Для проведения градуировки шкалы указателя скорости нужно, очевидно, задаться определенным значением рн. Наиболее удобно выбрать «земное» давление рн=Ро=760 мм рт. ст. Индикаторная скорость, определенная при этом значении рн по перепаду qCЖ, называется индикаторной земной скоростью Vi3 .

 

Тарировка указателя скорости ведется по выражению


qCЖ =

 

 

Разность называется поправкой на сжимаемость.

 

Выясним физическую сущность этой поправки. Как было отме­чено выше, скоростной напор, действующий на чувствительный эле­мент указателя скорости, определяют исходя из зависимости (3.7, 3.9), учитывающей сжимаемость воздуха при рн=ро

С увеличением высоты давление рн уменьшается, а число М увеличивается.

При одном и.том же значении Vi величина М растет с уменьшением рн. Увеличение числа М по сравнению с его значением при Рн=Ро, естественно, приведет к дополнительному, не учтенному уравнением (3.7) сжа­тию воздуха на входе в приемник воздушного давления.

Таким образом поправка на сжимаемость выражает по существу лишь разность меж­ду поправками на сжимаемость при полете на одной и той же скорости V[3 на высоте, соответствующей давлению рн и на уровне моря р0.

Величины поправок на сжимаемостьдля разных значений Vl3 и Нр опре­деляются аналитически и могут быть представлены в виде графи­ческой зависимости (рис. 3. 3).

Величина поправки на сжимаемость при Рн<Ро всегда отрицательна. Сле­довательно, скорость Vl3, определенная по шкале прибора, больше индикаторной скорости Vi.

Поправка на сжимаемость исправляет неправильную «интерпретацию» ПВД полного давления. Статическое давление воспринимается правильно. Вследствие этого поправку на сжимаемость в по­казания высотомера не вводится.

 

Рис.3.3

 

 








Дата добавления: 2015-07-22; просмотров: 1097;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.