Letecké palubní přístroje jsou informační prostředky, které slouží k měření fyzikálních parametrů a veličin souvisejících s letem letadla a jejich

Transkript

1 Palubní přístroje

2 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

3 Podle účelu použití

4 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

5 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)

6 Uspořádání palubních přístrojů A rychloměr; B umělý horizont; C výškoměr; D - zatáčkoměr E směrový strvačník; F - variometr

7

8

9 9

10

11

12

13

14

15 Letové přístroje Aerometrické Setrvačníkové Ostatní

16 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.

17 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

18

19 Tlakoměry aerometrických přístrojů Aerometrické přístroje jsou v poddstaě tlakoměry Hlavními druhy deformačních prvků používaných v aerometrických přístrojích jsou membrány, tlakoměrné krabice a vlnovce.

20 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 %.

21 Výškoměr - Altimeter Kde H je výška, p H je tlak ve výšce H, p 0 je tlak ve výšce 0 m, R je plynová konstanta, α je teplotní gradient pro m; (0,0065 K/m), g je tíhové zrychlení, T 0 je teplota ve výšce 0 m

22 Mechanický výškoměr

23 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

24 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

25

26 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 V p (ASIR Air Speed Indicator Reading) neopravený údaj rychloměru, který je cejchován na vypočítanou rychlost V c ; indikovaná rychlost letu V i (IAS Indicated Air Speed) údaj rychloměru opravený o chybu přístroje; kalibrovaná rychlost letu V c (CAS - Calibrated Air Speed) údaj rychloměru opravený o chybu přístroje a chybu Pitot-staické trubice; V c je vypočítaná rychlost, podle níž se konstruují a cejchují rychloměry; ekvivalentní rychlost letu V e (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

27 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

28

29 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 P 0, který je úměrný rychlosti proudění. Z rozdílu obou tlaků (statický tlak P H a podtlak P 0 )který je až čtyřikrát větší než tlak dynamický, lze určit rychlost.

30 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.

31 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

32 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.

33

34 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 V c, Machovo číslo M, barometrická výška H, statická teplota vzduchu T H nebo vertikální rychlost V y. 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

35 Gyroskopické přístroje

36 Zatáčkoměr

37 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).

38 Turn-and-Slip Indicator a Turn Coordinator

39 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.

40 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.

41 Pohon elektrický / pneumatický - pneumatické 7 12 tisíc ot/min (už se nepoužívají) - Elektrické 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

42 Principy zobrazení

43 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