Применение центральной гировертикали в качестве датчиков.

 

                             

                                  Пилотажно-командный прибор ПКП-1

 

4. Электрические указатели поворотов и угла скольжения, назначение, прин­цип действия.

На вираже на самолет действует подъемная сила Y, лобовое сопротивление X, вес самолета G и тяга силовой установки Р.

Для выполнения виража необходима неуравновешенная сила (центростремительная сила).

Для получения этой силы необходимо накренить самолет элеронами в сторону виража на угол g, который называется углом крена (

Рис.11.3). На этот же угол наклоняется вектор подъемной силы крыла .

 

Рис. 11.3 Схема сил на вираже (вид спереди)

 

Разложив подъемную силу по вертикали и горизонтали, получим две ее составляющие – Ycos g и Ysin g. Из них сила Ycos g должна уравновешивать силу веса самолета G, а сила Y sin g служит центростремительной силой.

Следовательно, для осуществления правильного виража подъемная сила должна увеличиться, чтобы составляющая Ycos g могла уравновесить вес самолета G. Это достигается двумя способами: увеличением угла атаки или увеличением скорости полета.

 

Скольжением называется угол между воздушной скоростью и плоскостью симметрии летательного аппарата

а- горизонтальный полет со скольжением на правое крыло; б- координированный левый разворот; в- левый разворот с внешним скольжением (на правое крыло)

Не рассматривая причин, вызывающих несовпадение вектора истинной воздушной скорости С продольной осью самолета, отметим. что при наличии скольжения на самолет действует сила Q_z в направлении, противоположном скольжению, возникающая в ре­зультате несимметричного обдува самолета набегающим потоком воздуха. Равнодействующая R аэродинамических сил самолета лежит в плоскости, не совпадающей с плоскостью симметрии са­молета. Указатель скольжения измеряет угол между равнодейству­ющей силой R и плоскостью симметрии, который характеризует наличие и направление скольжения. Он представляет собой изогнутую стеклянную трубку, заполненную толуолом, в которой на­ходится тяжелый шарик черного цвета. Тыльная сторона трубки окрашена либо светомассой, либо белой краской; в середине труб­ки имеются две риски.

Указатель скольжения располагается на самолете в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии самолета, и шарик имеет одну степень свободы, практически только вдоль оси Oz1 самолета Указатель скольжения следует рассматривать с осью чувствительности, лежащей в плоскости трубки.

Он представляет собой устройство, реагирующее на ускорение объекта, и состоит из массы (в нашем случае шарик), которая при ускоренном движении объекта вдоль оси чувствительности будет отклоняться в сторону, противоположную ускорению. В результате возникнет некоторое перемещение шарика относительно корпуса, которое будет характеризовать величину и направление действую­щего ускорения.

На рис. а изображен самолет, совершающий горизонталь­ный полет с углом скольжения ß. При этом возникает аэродинами­ческая силы, из-за которой шарик переместится относительнотрубки,как это показано на рис.

При выполнении самолетом координированного разворота, характеризующегося отсутствием скольжения, по оси чувствительно­сти маятника не действуют никакие силы и он будет находиться к центре трубочки (рис.б).

Если самолет совершает левый разворот с внешним скольже­нием (рис.в), то шарик из-за действия проекции аэродинами­ческой силы Qz будет занимать положение справа.

Имеющаяся в приборе прозрачная вязкая жидкость—толуол,

Служит для демпфирования возможных колебании шарика. За счет трения между шариком и стенками трубки у указателя скольжения может быть зона застоя, непревышаюшая±1.5°.

 

 

 

В полете необходимо пользоваться одновременно показа­ниями указателя поворота и указателя скольжения. При поль­зовании показаниями только одного прибора нельзя получить полного представления о характере полета и можно допустить ошибку в пилотировании. Наиболее характерные случаи полета самолета, при которых необходимо пользоваться совместными показаниями обоих приборов, следующие                   

 

Прямолинейный полет без крена. Стрелка ука­зателя поворота стоит против среднего индекса шкалы, а шарик находится в центре трубки. В этом случае на шарик указателя скольжения действует только сила тяжести, которая удержи­вает его в самой нижней точке, т. е. в центре трубки.

Прямолинейный полет с левым креном. Стрелка указателя поворота находится против среднего индекса, так как самолет не поворачивается вокруг своей вертикальной оси. Шарик указателя скольжения под действием силы тяжести скатывается влево от центра трубки. При полете самолета с правым креном шарик скатывается вправо от центра трубки.

Левый вираж без скольжения. Вираж без сколь­жения называется правильным виражом. При левом вираже стрелка указателя поворота отклоняется влево от среднего ин­декса шкалы в результате прецессии гироскопа. Шарик указа­теля скольжения остается в центре трубки, т. е. на шарик дей­ствует не только сила тяжести, но и центробежная сила, воз­никающая при развороте самолета. Шарик устанавливается по равнодействующей этих двух сил, которая проходит через центр трубки.

Левый вираж с внешним скольжением. Внеш­нее скольжение самолета возникает, если вираж выполняется с большой угловой скоростью и малым креном. На самолет дей­ствует большая центробежная сила, которая и вызывает внеш­нее скольжение. При левом вираже самолета стрелка указате­ля поворота отклоняется влево от среднего индекса шкалы, а шарик указателя скольжения под действием увеличивающейся центробежной силой — вправо от центра трубки.

Левый вираж с внутренним скольжением. Внут­реннее скольжение самолета возникает в том случае, когда ви­раж выполняется с малой угловой скоростью и с большим кре­ном. Величина центробежной силы, действующей на шарик ука­зателя скольжения, при этом будет небольшой, а шарик откло­нится от центра трубки влево, т. е. в сторону разворота. При правом вираже прибор работает аналогично, но стрелка ука­зателя поворота отклоняется вправо.

Таким образом, сопоставление показаний указателя поворо­та и указателя скольжения позволяет поддерживать прямо­линейный горизонтальный полет и совершать правильные (ко­ординированные) развороты.

 

           ДА-200 предназначен для измерения вертикальной скорости самолета (скорости подъема или спуска до 200 м/с) и для выдачи информации о правильном выполнении, как горизонтального полета, так и разворота самолета вокруг вертикальной оси с поперечным креном до 45 º при скорости полета 500 км/ч.

        Прибор включает в себя три самостоятельных прибора, размещенных в одном корпусе: вариометр, указатель поворота и указатель скольжения.