Лекция № 1 Раздел 1. Принципы построения и основы теории авиационных приборов

Лекция № 1 Раздел 1. Принципы построения и основы теории авиационных приборов Цель, задачи и порядок изучения дисциплины. Диалектическая связь с другими дисциплинами учебного плана по направлению подготовки 25.03.02 Тема 1.1. Общие сведения об авиационных приборах 1.1. Классификация АП и ИИС по назначению, принципу действия и способу управления 1.2. Комплекс параметров, характеризующих режим полета ВС

высотное оборудование, информационно-измерительные системы и комплексы возлагаются широкие задачи по

обеспечению требуемых условий функционирования летчика в гермокабине ЛА, по определению и выдаче информации о текущем состоянии систем воздушного судна, его пилотажно-навигационных параметров

Предметом дисциплины являются принципы построения, формирования и особенности эксплуатации высотного оборудования, приборов и систем контроля работы силовых установок и самолетных систем, обеспечивающих измерение пилотажно-навигационных параметров воздушного судна, типовые авиационные приборы, информационно-измерительные системы.

Инженер по технической эксплуатации АЭС и ПНК должен знать основные достижения в области построения и использования авиационных приборов, высотного оборудования, информационно-измерительных систем, подготовить себя к их эксплуатации в авиакомпаниях, научиться быстро находить и устранять неисправности, умело готовить оборудование к полету

16

дать студентам знания и умения, необходимые для эксплуатации авиационных приборов,

высотного оборудования, информационно-измерительных систем.

Дисциплина состоит из 3 разделов и 8 тем

В разделе 1 - Принципы построения и основы теории АП и ИИС рассматриваются вопросы классификации АП по назначению, принципу действия и способу управления, условия эксплуатации АП по НЛГС - 3, структуры типовых электронных и цифровых самолетных систем и их систем встроенного контроляя, классификации погрешностей и основные статические и динамические характеристики АП, определяется комплекс параметров, характеризующих режим полета ВС

15

- Приборы и системы контроля работы авиадвигателей, высотного и кислородного

оборудования рассматриваются вопросы:
принципа действия измерителей давления – элетромеханических и индуктивных манометров, измерителей частоты вращения – магнитоиндукционных и частото-импульсных тахометров, измерителей температуры – термометров сопротивлений и термоэлектрических термометров, измерителей запаса и расхода топлива – поплавковых и электроемкостных топливомеров, расходомеров мгновенного и суммарного расхода, автоматов выравнивания (центровки) типа АЦТ и системы программного управления расходом (выработкой) топлива типа СПУТ, измерителей вибраций;
требования к микроклимату в гермокабине, системы кондиционирования воздуха и регулирования температуры, основные элементы кислородных систем ВС ГА - кислородные приборы, баллоны и редукторы, приборы контроля высотного и кислородного оборудования;
бортовые системы контроля и индикации работы авиадвигателей

14

- Приборное оборудование комплексов ПНО рассматриваются:
системы статического и полного

давлений ВС ГА, уравнения стандартной атмосферы СА-81, принцип действия и алгоритм функционирования барометрических механических и электромеханических высотомеров;
принцип действия, расчетные формулы указателей истинной, приборной скоростей и числа М, вариометров;
системы воздушных сигналов: аналоговые, электронные и цифровые, автомат углов атаки и сигнализации перегрузки, системы опасной скорости сближения самолета с землей, информационный комплекс высотно-скоростных параметров, система предупреждения приближения земли, система критических режимов и состав системы электронной индикации

13

На изучение дисциплины выделяется 180 часов, из них 50 часов – лекции, 40 часов – лабораторные работы, 90 часов – самостоятельная работа. Итоговый контроль – зачет в 5 семестре и экзамен в 6 семестре.

знаниях, умениях и навыках студентов, полученных при изучении следующих дисциплин:

«Высшая математика», «Теория электромагнитного поля», «Автоматика и управление», «Электротехника», «Электрорадиоизмерения», «Автоматика и управление», «Бортовые цифровые вычислительные устройства».

Данная дисциплина обеспечивает изучение следующих дисциплин: «Электрифицированное оборудование воздушных судов», « Системы автоматического управления полетом», «Авиационные информационно-измерительные системы», «Пилотажно-навигационные комплексы», « АЭС и ПНК конкретного вида ВС», «Техническое обслуживание и ремонт авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов», Государственный экзамен по направлению подготовки

12

Авиационные приборы и информационно-измерительные системы: Учебное пособие.- Иркутск: ИФ

МГТУ ГА, 2011 г.
[2]. Воробьев В.Г., Глухов В.В., Кадышев И.К. Авиационные приборы и информационно-измерительные системы и комплексы: Учебник.- М: Транспорт, 1992 г.
Дополнительная литература:
[3]. Попов В.М. Авиационные приборы и информационно-измерительные системы. Пособие к практическим занятиям. Иркутск: ИФ МГТУ ГА, 2014 г.
[4]. Попов В.М. Авиационные приборы. Пособие к лабораторным работам по разделу «Приборы и системы контроля работы авиадвигателей, высотного и кислородного оборудования». Иркутск: ИФ МГТУ ГА, 2015 г.
[5]. Попов В.М. Авиационные приборы. Пособие к лабораторным работам по разделу «Приборное оборудование аналоговых комплексов пилотажно-навигационного оборудования». Иркутск: ИФ МГТУ ГА, 2015 г.
[6]. Попов В.М. Авиационные приборы. Пособие к лабораторной работе «Исследование цифровой системы воздушных сигналов СВС-96. Иркутск: ИФ МГТУ ГА, 2015 г.

11

приборы (креномер, барометр-высотомер, указатель скорости и магнитный компас) были установлены

в 1882 году на самолете русского конструктора А.Ф. Можайского.
В 1910 г. необходимыми для ВС приборами считались следующие (по степени важности): индикатор частоты вращения вала двигателя, указатель воздушной скорости, уклономер (кренометр). Интерес к высотомеру был незначительным, вначале он даже не устанавливался на приборную доску (панель), а пристегивался ремнем на колено.
В 1936 г. отечественными учеными были созданы первые электрифицированные гироприборы (заметим, что в США и Германии они начали применяться только в 1939-1940 гг.).
В 1939-1945 гг. М.Н. Петровым и В.М. Мясищевым были созданы оригинальные образцы герметических кабин, одновременно создавались авиационные скафандры и высотная аппаратура.
В середине 70-х годов завершился процесс формирования предпосылок перехода бортового оборудования ЛА на цифровые средства передачи и обработки информации

10

ИИС по назначению, принципу действия и способу управления
Авиационные приборы и

измерительные системы можно классифицировать:
по назначению; - принципу действия; - способу представления информации; - дистанционности действия; - измеряемой величине

По назначению авиационные приборы и измерительные системы делятся на три группы:
1) Приборы и системы контроля работы силовых установок (манометры, тахометры, термометры, топливоизмерительные системы и комплексы, измерители вибрации).

9

способу управления
2) Пилотажно-навигационные приборы и системы, измеряющие:
- параметры движения центра

масс ЛА (координаты местоположения, высоту, скорость, линейные ускорения и др.);
- угловые координаты ЛА относительно Земли (углы курса, крена, тангажа, угловые скорости и ускорения);
воздушного потока (углы атаки и скольжения).

К этой группе относятся аэрометрические приборы (высотомеры, указатели скорости, числа M, вариометры), системы воздушных сигналов - СВС, информационные комплексы воздушно-скоростных параметров – ИК ВСП, системы ограничительных сигналов – СОС и критических режимов СПКР, измерители углов атаки и скольжения, акселерометры, некоторые гироскопические приборы и датчики, гировертикали, авиагоризонты, курсовые системы, курсовертикали и различные навигационные системы.

8

способу управления
3) Приборы контроля работы отдельных бортовых систем, агрегатов самолета

и контроля режимов полета:

- приборы высотного и кислородного оборудования (указател высоты и перепада давления, указатели температуры наружного воздуха, манометры кислорода);
- приборы пневматической и гидравлической систем;
- указатели положения конструктивных частей самолета;
- контрольно-записывающая и сигнализирующая аппаратура.

7

способу управления
По принципу действия, т.е. по характеру работы их чувствительных

элементов (ЧЭ), авиационные приборы могут быть механическими, электрическими, гидравлическими, оптическими и др., а также комби-нированными (электромеханическими и т.п.).

По способу представления информации приборы делятся на следующие основные виды:
а) приборы со стрелочной индикацией,
б) приборы с изобразительной индикацией,
в) приборы с цифровой индикацией

Рис. 1. Типы индикаторных устройств:
а - круговая неподвижная шкала с подвижной стрелкой; б - вертикальная неподвижная шкала с подвижной стрелкой; в - условная неподвижная шкала с подвижным силуэтным изображением; г - цифровой счётчик.

6

способу управления
По дистанционности действия приборы можно разделить на два вида:

не дистанционного действия и дистанционные.
Дистанционный прибор в общем случае содержит приемник, датчик, усилительно преобразующие блоки и указатель. Взаимодействие между этими элементами осуществляется с помощью дистанционных линий связи, которые могут быть механическими, гидравлическими, пневматическими или электрическими.

По измеряемой величине авиационные приборы можно разделить на высотомеры, измерители скорости, термометры и т.п.

В данной дисциплине изучаются также элементы высотного оборудования (ВО), относящиеся к АО.
В состав ВО входят системы кондиционирования воздуха в гермокабинах, системы кислородного питания экипажей

5

способу управления
В современных бортовых приборах все больше информации выносится на

общий индикатор. Комбинированный (многофункциональный) индикатор дает возможность пилоту одним взглядом охватывать все объединенные в нем индикаторы.

4

Кабина
ИЛ-96-300

способу управления
Кабина Ту-154

способу управления
Кабина Суперджет-100

способу управления
Кабина Боинг-787

действия и способу управления

и способу управления

и способу управления

принципу действия и способу управления
КПИ – командно-пилотажный индикатор
Прибор пилотажный комбинированный

резервный ППКР - СВС

принципу действия и способу управления

давление жидкостей и газов, частота вращения валов, температура выходных газов,

масса и расход топлива.

Аэрометрические параметры: барометрическая высота, воздушные скорости и число M полета, углы атаки и скольжения, температура наружного воздуха.

Параметры высотного оборудования: парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе, давление и температура воздуха в кабине.

3

местоположение и движение центра масс ЛА относительно внешних заданных систем

отсчета (линейные ускорения, скорости и координаты местоположения центра масс ЛА);

- параметры, определяющие положение и движение элементов ЛА относительно его центра масс ( угловые ускорения и скорости элементов ЛА относительно его центра масс, угол крена, тангажа, курса);

2

среды ( давление,

температура и плотность окружающей среды, скорость ветра, параметры магнитного, оптического и гравитационного полей и т.п.);

- параметры, характеризующие относительное положение и физические свойства внешних объектов (ориентиров, радиомаяков, воздушных и космических объектов) - высота, азимут и дальность до внешнего объекта, интенсивность его электромагнитного излучения, дистанция, интервал, превышение и т.п.

1