Измерение вертикальной скорости

Измерение вертикальной скорости осуществляется вариометрами. Принцип их работы основан на установлении связи вертикальной скорости ЛА с запаздыванием давления при измерении высоты.

Вариометр – анероидно-мембранный прибор выполненный по следующей схеме:

В герметичный корпус подается Р_ст. Р_ст подается также во внутреннюю полость мембранной коробки через трубопровод, имеющий достаточно большой диаметр сечения d и длину l. При Н = const система находится в статическом состоянии, т.е. давление внутри полости равно давлению в мембранной коробке.

Изменение высоты приводит к изменению давлению мембранной коробки относительно давления внутри корпуса. Это связано с гидравлическим сопротивлением капиллярной трубки относительно давления мембранной коробки.

 – внутренне давление в мембранной коробке;

 – внутренне давление в корпусе.

Вариометр градуируют в м/с от 0 до 300 (ВАР-300).

Показатели вариометра компилируют с показателями g.

Величина отклонения стрелки вариометра характеризуется чувствительностью. Чувствительность определяется конструктивными особенностями, а также параметрами среды.

 – коэффициент вязкости воздуха;

 – длина капилляра трубки;

 – диаметр капилляра трубки;

 – объем внутренней поверхности вариометра;

 – газовая постоянная;

 – температура САХ.

Вариометры имеют высокую чувствительность к температуре воздуха внутри прибора.

Для устранения данной погрешности корпуса вариометра имеют малую теплопроводность. В качестве материала используют карболит, полиамидные смолы.

Кроме температурных погрешностей вариометр имеет динамические погрешности – диметр капиллярной трубки.

Постоянная времени – несколько секунд и повышается с увеличением высоты.

Аэрометрический метод измерения скорости

Принцип действия основан на применении закона Бернулли.

, ,  – давление, весовая плотность и скорость набегающего потока.

, ,  – давление, весовая плотность и скорость заторможенного потока.

В случае полного затормаживания потока , тогда

При скоростях воздушных потоков менее 400 км/ч считается, что весовая плотность заторможенного и набегающего потока равны. Следовательно

 – весовая плотность воздуха;

 – заторможенное (полное) давление;

 – статическое давление.

 – градуировочная характеристика показателя скорости.

При скоростях воздушных потоков более 400 км/ч происходит адиабатическое сжатие воздуха, а, следовательно, и изменение плотности.

Для разных скоростей (до сверхзвуковых) зависимость скорости от перепада давления определяется следующей формулой:

 – показатель адиабаты;

 – газовая постоянная;

 и  – статическое давление и температура на высоте полета.

Данная формула определяет истинное значение воздушной скорости на дозвуковых скоростях.

При скоростях V>400 км/ч:

Из формулы видно, что измерение числа Маха зависит от , но не зависит от .

При увеличении скорости часть скоростного напора тратится на образование ударных волн, а также повышения температуры ЛА и разность давлений , на скачки и уплотнения.

Комбинированный указатель скорости (КУС).

Представляет собой герметичный корпус, в котором находится мембранная коробка, в которую подается P_полн с ПВД. Во внутреннюю полость прибора подается P_статич. Изменение давления приводит в действие систему рычагов и передаточных механизмов, которые передают сигнал на указатель.

Приборная скорость необходима для того, чтобы пилот реализовал подъемную силу.

Для ее измерения вводится анероидная коробка и плотность.

При расширении или сужении анероидной коробки происходит изменение углового положения стрелки, показывающей приборную скорость.

Указатель числа Маха

– конструктивно выполнен как указатель истинной скорости, но отсутствуют элементы, учитывающие Т с изменением высоты.

Погрешности указателей скорости имеют как методический, так и инструментальный характер.

1) Показатели истинной и приборной скорости – только на уровне моря.

2) Методическая погрешность зависит от Т₁, определяемая стандартным атмосферным давлением – устраняется компенсаторами 1-го и 2-го рода.

Погрешности дисбаланса устраняются с помощью противовесов.

ПВД

Для получения информации давления из окружающей среды о P_{динамич} и P_статич используют ПВД.

ПВД – специальное устройство, в виде цилиндрического воздухозаборника, которое имеет два приемника давления.

На дозвуковых самолетах ПВД устанавливают на плоскость крыла или фюзеляж. Для сверхзвуковых самолетов ПВД выносят на штанге.