Palubní přístroje

Palubní přístroje
Letecké palubní přístroje jsou informační
prostředky, které slouží k měření fyzikálních
parametrů a veličin souvisejících s letem letadla a
jejich zpracování do tvaru, který lze využít
člověkem nebo jiným zařízením k ovládání
letadla.
Palubní přístroje lze dělit podle různých hledisek:
podle účelu použití
podle druhu energie potřebné k jejich činnosti
podle použitého principu
podle přenosu
podle výstupního signálu indikační části
Podle účelu použití
Požadavky kladené na palubní
přístroje
•
•
•
•
•
•
•
malá hmotnost a rozměry
dostatečná přesnost, citlivost a tlumení přístroje
necitlivost a odolnost vůči zrychlením a otřesům
necitlivost na změny teploty, tlaku a vlhkosti vzduchu
snadné čtení údajů ve světle i za tmy
ukazovat ve všech polohách letadla
odolnost proti rušení a nebýt zdroj rušení (magnetické,
elektromagnetické, elektrostatické, vibrace, hluk, teplo)
• provozní použitelnost ( nízká spotřeba energie, snadná
údržba a ošetřování, dostatečná životnost)
• cenová dostupnost
Požadavky vyplývající z inženýrsko –
psychologických doporučení
• pravidlo minimální pohledové námahy
• pravidlo minimální vzdálenosti center
obsahové informace
• minimální počet přechodů mezi jednotlivými
zónami přístrojové desky
• vzdálenost mezi okem pilota a hlavními
ukazateli doporučena 0,5 až 0,7 m
• způsob indikace by měl odpovídat základním
zvyklostem na kódování informací (jednotky)
Uspořádání palubních přístrojů
A – rychloměr;
B – umělý horizont;
C – výškoměr;
D - zatáčkoměr
E– směrový strvačník;
F - variometr
9
Letové přístroje
• Aerometrické
• Setrvačníkové
• Ostatní
Aerometrické přístroje
Aerometrické přístroje jsou přístroje využívající
pro svou činnost statické nebo dynamické
parametry ovzduší, které vycházejí ze
vzájemného vztahu mezi letadlem a
atmosférou jako prostředím, v němž se letadlo
během letu pohybuje.
Aerometrické snímače
• snímač statického tlaku (statická sonda)
• snímač celkového tlaku (Pitotova sonda)
• snímač celkového a statického tlaku (Pitotstatická trubice, Prandtlova)
• snímač statického tlaku a podtlaku (Venturiho
trubice)
• snímače teploty vzduchu
• snímače úhlu náběhu a vybočení
• vysílač pádového varování
Tlakoměry aerometrických přístrojů
Aerometrické přístroje jsou v poddstaě
tlakoměry
Hlavními druhy deformačních prvků používaných
v aerometrických přístrojích jsou membrány,
tlakoměrné krabice a vlnovce.
Vibrační snímač tlaku
základ vibračního tlakoměru tvoří válcový
rezonátor z velmi tenkého ocelového plechu
uložený v tuhém válcovém tělese. Rezonátor
je elektromagneticky rozkmitán do
rezonance, která je, za předpokladu
konstantní teploty, funkcí měřeného tlaku
přiváděného dovnitř rezonátoru. Rezonanční
frekvence je přivedena přes zesilovač na
výstup snímače. Přesnost vibračního
tlakoměru dosahuje až 0,03 %.
Výškoměr - Altimeter
Kde
H
pH
p0
R
α
g
T0
je výška,
je tlak ve výšce H,
je tlak ve výšce 0 m,
je plynová konstanta,
je teplotní gradient pro 0 – 11 000 m; (0,0065 K/m),
je tíhové zrychlení,
je teplota ve výšce 0 m
Mechanický výškoměr
• Elektromechanický výškoměr
– Podobně jako mechanický ale přenos pomocí
změny napětí vlivem změny odporu deformací
• Radiometrická metoda – měření skutečné
výšky nad zemským povrchem pomocí odrazu
radiových vln vyslaných z letadla.
• Akustická metoda – obdoba radiometrické
metody, kdy jsou elektromagnetické vlny
nahrazeny akustickými
• Inerční metoda – měří výšku vzhledem k místu
vzletu
• Družicová navigace
Chyby barometrických výškoměrů
• Chyba způsobená změnou počátečního
nastaveného tlaku, vzhledem k němuž se výška
měří (změna rozložení tlakových a atmosférických
útvarů).
• Teplotní chyba způsobená odchylkou teploty
vzduchu od teploty, se kterou se počítá při
cejchování výškoměrů (teplotní gradient dle
MSA). Skutečné hodnoty teploty se od početních
hodnot liší v závislosti na ročním období,
zeměpisné šířce a také na fázi dne (ráno, večer…).
• Přístrojové chyby
http://www.pyrochta.ch/english/PageSimulationen/PageAltimeter/altimeter.html
Rychloměry
Vzdušná rychlost může být vyjádřena jako:
• skutečná rychlost letu V (TAS – True Air Speed) – rychlost letadla vzhledem
k nerozrušenému okolnímu vzduchu; známá jako pravá vzdušná rychlost;
• přístrojová rychlost letu Vp (ASIR – Air Speed Indicator Reading) –
neopravený údaj rychloměru, který je cejchován na vypočítanou rychlost
Vc;
• indikovaná rychlost letu Vi (IAS – Indicated Air Speed) – údaj rychloměru
opravený o chybu přístroje;
• kalibrovaná rychlost letu Vc (CAS - Calibrated Air Speed) – údaj rychloměru
opravený o chybu přístroje a chybu Pitot-staické trubice; Vc je vypočítaná
rychlost, podle níž se konstruují a cejchují rychloměry;
• ekvivalentní rychlost letu Ve (EAS – Equivalent Air Speed) – rychlost, jakou
by letělo letadlo v nulové výšce standardní atmosféry při stejném
kinetickém tlaku jako při letu skutečnou rychlostí ve vzduchu o měrné
hustotě v dané výšce
Rychloměry s Pitot-statickou trubicí
Rovnice je vztažena k nulové výšce MSA.
To znamená, že přístroj indikuje skutečnou rychlost V
pouze v nulové výšce. Ve větších výškách vlivem poklesu
hustoty vzduchu ukazuje rychloměr méně.
Údaj je tedy třeba opravit
Venturiho trubice
Venturiho trubice se používá pro měření rychlosti u pomalejších letadel nebo při
malých rychlostech letu (do 200 km.h-1), kdy pitot-statická trubice dává
nedostatečně velký tlakový rozdíl
Z Bernoulliho rovnice a z rovnice kontinuity plyne, že v tomto místě vznikne podtlak P0,
který je úměrný rychlosti proudění.
Z rozdílu obou tlaků (statický tlak PH a podtlak P0)který
je až čtyřikrát větší než tlak dynamický, lze určit rychlost.
Variometry
Variometry jsou přístroje na měření rychlosti vertikálního pohybu letadla. To znamená,
že indikují rychlost stoupání nebo klesání letadla.v m/s nebo ft/min.
Pro určení vertikální rychlosti letadla lze použít několik metod. Nejrozšířenější je
měření časové změny statického tlaku s výškou pomocí aerometrických
variometrů. Další metodou je diferenciace signálu o výšce získaného z elektrických
vysílačů výšky.
Při stoupání letadla díky kapiláře (1) klesne tlak v tlakoměrné krabici (2) rychleji než
v pouzdru přístroje (3) a tento tlakový rozdíl se pomocí převodově-přenosového
mechanismu (4) a ručky (5) vynese na stupnici (6). Jakmile letadlo přestane
stoupat, tlak v krabici a v pouzdru se opět vyrovná. Zpoždění indikace je 4 – 6 s.
Klapkový variometr
Uvnitř přístroje je válcová komora (1), která je rozdělena
přepážkou (2) a otočnou klapkou (3) na dva prostory. Horní
prostor je spojen s přívodem statického tlaku, spodní prostor
s termoláhví (5). Klapka se ve válcové komoře pohybuje
s malou vůlí – štěrbinou (4), která má stejný účel jako
kapilára u variometru s tlakoměrnou krabicí.
Na čepu (8) klapky je přichycena ručka (6), která přímo ukazuje
výchylku klapky na stupnici (7). Klapka je v nulové poloze
držena direktivním vláskem.
Při stoupání klesne tlak v pravé části komory, zatímco v levé části
je tlak stejný jako v předchozím vodorovném letu. Tím dojde
k proudění vzduchu ze levé části komory a k vychýlení klapky.
Velikost výchylky odpovídá rychlosti vertikálního pohybu
letadla. Při klesání je tomu naopak.
• Zpoždění 1 – 2s
Elektrický variometr
•
•
Základem jsou dva žhavené dráty v komoře
Vlivem změny talku je vždy jeden více ofukován a je chladnější – tím pádem
se mění jeho odpor
Tento signál se většinou převádí na
Zvukový výstup.
Aerometrikcé centrály
•
•
Aerometrické centrály jsou zařízení pro měření a převádění hodnot statického a celkového tlaku, celkové
teploty vzduchu a úhlu náběhu a vybočení na elektrický signál, který slouží pro výpočet letových
parametrů jako je skutečná rychlost letu V, kalibrovaná rychlost Vc, Machovo číslo M, barometrická výška
H, statická teplota vzduchu TH nebo vertikální rychlost Vy.
Počítače (ADC – Air Data Computer) používané v aerometrických centrálách mohou být jednoduché
analogové přístroje, které pracují se selsyny, servomechanismy nebo potenciometry, nebo jsou to přesné
číslicové systémy komplexně zpracovávající aerodynamická data
Gyroskopické přístroje
Zatáčkoměr
Skluzoměr
Pohyb kuličky je podobný pohybu kyvadla zavěšeného na rameni o délce rovné
poloměru zahnutí trubice. Kulička tak indikuje výslednici sil působících na
letadlo v příčné rovině. Podle výslednice sil potom dělíme zatáčky na výkluzové
(a), koordinované (b) a skluzové (c).
Turn-and-Slip Indicator a Turn
Coordinator
Turn-and-Slip Indicator a Turn
Coordinator
V případě turn coordinatoru je osa rámečku
vychýlena oproti podélné ose letadla asi o 30°
nahoru. To způsobuje, že přístroj reaguje jak
na zatáčení okolo vertikální osy, tak i mírně na
zatáčení okolo podélné osy.
• Namísto ručičky se u takového přístroje
používá symbol letadla.
Umělý horizont
•
•
Setrvačník se třemi stupni volnosti
Umělý horizont poskytuje pilotovi informaci o úhlech podélného a příčného sklonu
a tedy o letové poloze letadla. Je to primární letový přístroj nahrazující skutečný
horizont v podmínkách špatné viditelnosti
.
• Pohon elektrický / pneumatický
- pneumatické 7 – 12 tisíc ot/min (už se nepoužívají)
- Elektrické 12 - 36 tisíc ot/min.
Typickými mezními hodnotami ve starších systémech je 60° v
klopení a 110° v klonění na obě strany.
V případě Překročení těchto hodnot
gyroskop indikuje kolísavě a nesprávně
Principy zobrazení
Směrový setrvačník
Směrový setrvačník poskytuje pilotovi stabilní horizontální
směrovou referenci. Ten tak může přesně udržovat kurz a
protože systém nemá žádný magnetický element, zařízení
neprodukuje žádné chyby z podélného zrychlení a ze zatáčení,
které vznikají na klasickém kompasu díky existenci vertikální
složky zemského magnetického pole
Gyromagnetický a gyroindukční
kompas
− směrový setrvačník (hlavní měřicí element)
− magnetický kompas (korekční zařízení)
.
Přístroje a systémy pro kontrolu
motoru
Otáčkoměry
Tlakoměry
Teploměry
Palivoměry
Průtokoměry
Měřiče kroutícího momentu
Otáčkoměry
• Mechanický
• Elektrický
• Magnetický
Tlakoměry
Teploměry
• Bimetalický
• Termoelektrický
• Odporový
Palivoměry
• Plovákové
• Kapacitní
Ostatní
•
•
•
•
•
Průtokoměry
Měření kroutícího momentu
Varování před požárem
Snímače vibrací
Kontrola deformace
• Polohové snímače – klapky, podvozek
Díky za pozornost
Zdroje :
• Skripta Palubní Přístroje 1
• Skripta Palubní Přístroje 2
• Učebnice Pilota(Kapitola 8)