1.1.1 Указатели скорости и числа маха

Указатель индикаторной скорости (УС) применяется в качестве пилотажного прибора. Принцип действия его основан на измерении динамического давления встречного потока воздуха с помощью манометрической коробки, деформация которой передается на стрелку специальным механизмом.

Таким образом, указатель индикаторной скорости измеряет скоростной напор Дp =гV²/2g, зависящий не только от скорости полета, но и от плотности воздуха.

Этот прибор будет показывать истинную воздушную скорость только на той высоте, на которой производилась его градуировка. Обычно указатель индикаторной скорости градуируется при нормальной плотности воздуха г=1,225 кг/м³, поэтому показания прибора будут соответствовать истинной воздушной скорости при полете у земли.

Известно, что аэродинамические силы, действующие на лет в полете, также пропорциональны скоростному напору. Например, величина подъемной силы выражается формулой

(1.1)

где с_у -- коэффициент подъемной силы; S -- площадь несущих поверхностей.

Поэтому для поддержания требуемого режима полета важно знать не истинную воздушную скорость, а индикаторную скорость полета. Следовательно, по указателю индикаторной скорости легко выдерживать нужные режимы полета. Этот прибор по существу дает информацию о подъемной силе самолета на любой высоте полета, что особенно важно знать тогда, когда подъемная сила приближается к критическому значению.

Указатель индикаторной скорости можно использовать и как навигационный прибор для определения истинной воздушной скорости. В этом случае в его показания нужно вводить поправки.

Указатель истинной воздушной скорости (ИВС)

Предназначен для измерения истинной воздушной скорости полета. Его принцип действия, так же как и указателя индикаторной скорости, основан на измерении динамического давления встречного потока воздуха. Отличие состоит в том, что в указателе ИВС измеряется также и статическое давление. Кроме того, автоматически вводится поправка на температуру по стандартной атмосфере. В этой формуле поправку на сжимаемость приближенно считают постоянной, так как ее изменение незначительно по сравнению с изменением плотности воздуха.

Приведем градуировочную формулу (1.2) к виду, удобному для решения в приборе. Введем обозначения

 (1.2)

тогда выражение (1.2) примет вид

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1.3)

Преобразуем функцию f= с учетом того, что р_п= р+Дp

Тогда

(1.4)

Равенство (1.4) приближенно можно заменить степенным выражением

(1.5)

где б -- показатель степени, выбираемый из условия наилучшего приближения выражения (1.5) к равенству (1.4).Таким образом, градуировочная формула (1.2) с учетом (1. 3) и (1. 5) принимает вид

Как видно из уравнения (1. 6), измерение истинной воздушной скорости возможно при наличии в приборе чувствительных элементов, определяющих динамическое давление р, статическое давление р и температуру Т на высоте полета. Функциональная схема такого прибора представлена на рис. 1. 1.

Конструктивно реализовать такую схему затруднительно. Прибор получается очень сложным. Конструкция прибора значительно упрощается, если применить схему с неполной температурной компенсацией (рис. 1.2).

Введение температурной компенсации в этой схеме основано на предположении, что температура так же, как и давление, изменяется с увеличением высоты по стандартному закону. Следовательно, температура и давление функционально связаны между собой.

Поэтому изменение температуры с изменением высоты учитывают, измеряя статическое давление.

Многие характеристики самолета зависят от числа М. Так, например, при изменении числа М от 0,6 до 1,0 коэффициент лобового сопротивления с_х возрастает, а коэффициент подъемной силы с_у уменьшается. При М>1,0 оба коэффициента медленно уменьшаются и изменяется сопротивление воздухозаборника реактивного двигателя. Все это приводит к изменению характеристик управляемости самолета. Поэтому пилоту необходимо знать те значения числа М, при которых такое изменение происходит.

Прибор, с помощью которого измеряется число М полета, называется указателем числа М. Существующие указатели числа М основаны на измерении отношения динамического давления р воздуха к статическому давлению р. Число М является функцией отношения динамического давления к статическому, независимо от температуры воздуха.

Упрощенную расчетную формулу определения числа М можно получить, если в выражение M=V/б подставить значение скорости V из приближенной формулы (1.6):

(1.7)

тогда

(1.8)

где А₁-- постоянный коэффициент.