Для чего предназначена система воздушных сигналов свс или компьютер воздушных данных
Одним из важнейших параметров полета летательного аппарата (ЛА) является его скорость. В основу принципа действия современных бортовых средств измерения параметров движения летательного аппарата (ЛА) в воздушной среде положен аэрометрический метод. С развитием авиационной техники возросли требования к точности измерения аэрометрических параметров.
Скорость полета ЛА измеряют относительно воздуха и относительно земли. При этом различают истинную воздушную скорость V – скорость полета относительно воздуха, путевую скорость W-скорость относительно Земли, и приборную (индикаторную) скорость Vпр - скорость полета в предположении, что скоростной напор постоянный на всех высотах. Безразмерной характеристикойскорости полета является число М полета, равное отношению истинной воздушной скоростиV к скорости звука a, т.е. М=V/а. Путевая скорость W равна геометрической сумме горизонтальных составляющих истинной воздушной скорости и скорости ветра , т.е.
= + (1)
Скорость полета является векторной величиной, для определения которой необходимо знать модуль и направление. Направление вектора истинной воздушной скорости в системе координат, связанной с осями ЛА, определяется углами атаки и скольжения . Следовательно, для полного определения вектора воздушной скорости необходимо измерять модуль вектора и угла атаки и скольжения. В целях удобства пилотирования отдельно измеряют вертикальную скорость Vh, являющуюся вертикальной составляющей скорости полета ЛА, причем Vh=dh/dt. Приборы, предназначенные для измерения указанных выше скоростей, называются соответственно указателями истинной воздушной скорости, индикаторной скорости, числа М, а приборы, измеряющие вертикальную скорость, называются вариометрами.
С развитием авиационной техники возросли требования к точности измерения аэрометрических параметров. Информация о величинах аэрометрических параметров используется на современных ЛА не только для визуального отображения на приборной доске летчика. Она поступает и в различные системы ЛА в виде электрических сигналов. Для этого используются различные устройства (датчики воздушной скорости, датчики высоты и др. ). Число таких устройств на ряде ЛА значительно. Кроме того, велико число каналов связи с потребителями. Чтобы уменьшить массу комплекса, необходимо добиваться минимальных габаритов отдельных приборов, что обычно противоречит требованиям повышения точности. Все это привело к широкому внедрению единых систем вычисления основных аэрометрических параметров полета и выдачи сигналов о них потребителям. Такие аэрометрические системы называют системами воздушных сигналов ( СВС ). Они являются важной составной частью современных пилотажно-навигационных и информационных комплексов высотно-скоростных параметров. Новое поколение СВС представляют цифровые системы воздушных сигналов. Применение в них специализированных цифровых вычислителей и прецизионных первичных измерительных преобразователей воздушных давлений позволило существенно повысить точность измерения аэрометрических параметров полета и расширить функциональные возможности СВС. Важные достоинства цифровых вычислителей – стабильность характеристик, исключающая необходимость эксплуатационных регулировок, и удобство согласования их выходных сигналов со входами БЦВМ. Цифровые СВС отвечают современному направлению развития бортовых измерительных систем, связанному с широким внедрением в них цифровой вычислительной техники. От точности и надежности СВС зависят эффективность применения ЛА и безопасность полетов. Таким образом, системы воздушных сигналов занимают важное место в составе бортового оборудования современных ЛА.
Система воздушных сигналов (СВС) современных летательных аппаратов представляет собой программно-аппаратную систему, предназначенную для измерения, вычисления и выдачи на индикацию экипажу ЛА и в бортовые автоматические системы информации о высотно-скоростных параметрах, а также о других параметрах, таких как температура воздуха, углы атаки и скольжения.
Современные цифровые СВС представляют собой набор датчиков и вычислителей.
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Система воздушных сигналов" в других словарях:
система воздушных сигналов — СВС Измерительная система, определяющая значения высотно скоростных параметров полета самолета и выдающая их потребителям. [ГОСТ 22837 77] Тематики пилотажно навигационное оборудование Синонимы СВС … Справочник технического переводчика
Система воздушных сигналов — 18. Система воздушных сигналов СВС Измерительная система, определяющая значения высотно скоростных параметров полети самолета и выдающая их потребителям Источник: ГОСТ 22837 77: Оборудование самолетов и вертолетов пилотажно навигационное бортовое … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система ГЛОНАСС — Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС (GLONASS) является российским аналогом американской Системы глобального позиционирования (GPS) и предназначена для определения местоположения, скорости движения, а также точного времени морских … Энциклопедия ньюсмейкеров
Система многих единиц — (СМЕ) способ управления подвижным составом, при котором в один поезд вцепляется несколько локомотивов или моторных вагонов, а управление тяговыми двигателями ведётся с одного поста управления и одной локомотивной бригадой, является частным… … Википедия
Электродистанционная система управления — Прямое (не fly by wire) управление самолётом Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly by Wire) система управления (например, самолётом), обеспечивающая передачу управляющих сигналов от лётчика (от РУС или РППУ) к исполнительным… … Википедия
Прицельно-навигационная система — система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического аппарата, сложным взаимодействием алгоритмов и использованием одних и тех же датчиков… … Энциклопедия техники
прицельно-навигационная система — Структурная схема прицельно навигационной системы. прицельно навигационная система система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического… … Энциклопедия «Авиация»
прицельно-навигационная система — Структурная схема прицельно навигационной системы. прицельно навигационная система система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического… … Энциклопедия «Авиация»
ГОСТ 25491-82: Системы предупреждения столкновений воздушных судов. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25491 82: Системы предупреждения столкновений воздушных судов. Термины и определения оригинал документа: 5. Автономная система предупреждения столкновений воздушных судов Автономная СПС Autonomous CAS Бортовая система… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система воздушных сигналов — (СВС) современных летательных аппаратов представляет собой программно аппаратную систему, предназначенную для измерения, вычисления и выдачи на индикацию экипажу ЛА и в бортовые автоматические системы информации о высотно скоростных параметрах, а … Википедия
система воздушных сигналов — СВС Измерительная система, определяющая значения высотно скоростных параметров полета самолета и выдающая их потребителям. [ГОСТ 22837 77] Тематики пилотажно навигационное оборудование Синонимы СВС … Справочник технического переводчика
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система ГЛОНАСС — Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС (GLONASS) является российским аналогом американской Системы глобального позиционирования (GPS) и предназначена для определения местоположения, скорости движения, а также точного времени морских … Энциклопедия ньюсмейкеров
Система многих единиц — (СМЕ) способ управления подвижным составом, при котором в один поезд вцепляется несколько локомотивов или моторных вагонов, а управление тяговыми двигателями ведётся с одного поста управления и одной локомотивной бригадой, является частным… … Википедия
Электродистанционная система управления — Прямое (не fly by wire) управление самолётом Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly by Wire) система управления (например, самолётом), обеспечивающая передачу управляющих сигналов от лётчика (от РУС или РППУ) к исполнительным… … Википедия
Прицельно-навигационная система — система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического аппарата, сложным взаимодействием алгоритмов и использованием одних и тех же датчиков… … Энциклопедия техники
прицельно-навигационная система — Структурная схема прицельно навигационной системы. прицельно навигационная система система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического… … Энциклопедия «Авиация»
прицельно-навигационная система — Структурная схема прицельно навигационной системы. прицельно навигационная система система, предназначенная для комплексного решения задач навигации и применения оружия. Решение двух задач в одной системе вызвано общностью математического… … Энциклопедия «Авиация»
ГОСТ 25491-82: Системы предупреждения столкновений воздушных судов. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25491 82: Системы предупреждения столкновений воздушных судов. Термины и определения оригинал документа: 5. Автономная система предупреждения столкновений воздушных судов Автономная СПС Autonomous CAS Бортовая система… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Недостаточная точность большинства аэрометрических пилотажно-навигационных приборов, а также отсутствие электрических выходов по измеряемым параметрам, необходимых многим потребителям, явились основной причиной разработки единых систем определения и выдачи потребителям основных аэрометрических параметров. Эти системы на первом этапе развития получила название централей скорости в высоты (ЦСВ), а в дальнейшем - систем воздушных сигналов (СВС).
В основу построения ЦСВ и СВС положено наличие взаимосвязей градуировочных формул вычисляемых параметров.
Системы воздушных сигналов представляют собой централизованные устройства для вычисления и выдачи потребителям следующих аэрометрических параметров:
- истинной воздушной скорости V;
- приборной скорости Vпр;
- относительной H и абсолютной Ha барометрических высот;
- температуры наружного воздуха T;
- плотности воздуха ρ.
Для вычисления всех этих параметров достаточно знать три входные величины: динамическое Рд, статическое Р давления и температуру Т. Давления Рд и Р измеряются с помощью ПВД, а температура - с помощью приемников температуры типа П-69 с камерой торможения. Так как на движущемся летательном аппарате температура Т непосредственно не может быть измерена по причине аэродинамического нагрева приемника, измеряется так называемая температура полного торможения Тт воздушного потока. Температура Т вычисляется по известной из аэродинамики формуле
где М получено из соотношений:
В общем виде выражения (6.14) (6.15) можно представить как
Вычисление истинной воздушной скорости V производится по формуле
Для получения приборной скорости Vпр используется зависимость между V и Vпр.
Абсолютная барометрическая высота Ha вычисляется по точным гипсометрическим формулам относительно уровня с давлением Ро= 760 мм.рт.ст. Относительная высота Н определяется как разность
где. Нз - абсолютная высота уровня начала отсчета Н.
На современных летательных аппаратах находят применение как ЦСВ, так и СВС. Вычисление выходных параметров в электромеханических ЦСВ производится с помощью самоуравновешивающихся мостов переменного тока, которые выполняют главным образом операцию умножения (деления).
Работу СВС рассмотрим по схеме (рис. 6.10). Статическое Р и полное Рп давления от системы ПВД, а температура Тт от приемника температуры торможения поступают в вычислитель скорости, числа М и высоты полета ВСМВ. Вычисленные значения параметров выдаются в виде напряжений на указатели скорости УСО и высоты УВО, а также через блок имитации нагрузок БИН - к другим потребителям этих параметров.
Блок имитации нагрузок предназначен для автоматического подключения эквивалентных нагрузок (резисторов) к соответствующему выходу ВСМВ при отключении какого-либо потребителя и обеспечения, таким образом, необходимой точности СВС.
Отображение информации о высотах полета, абсолютной На или относительной Н и заданной Нзр осуществляется указателем высоты с помощью внутренней и внешней шкал, малой 1 а большой 2 стрелок, а также двухразрядного счетчика. По внутренней шкале и стрелке 1, а также до счетчику отсчитывается высота в километрах, а по наружной шкале и стрелке 2 - в метрах.
Заданная высота Нзр устанавливается автоматически по сигналам наземной системы радионаведения и отсчитывается по внутренней шкале и командному индексу 5. Заданное давление Рз устанавливается по счетчику давления 7 с помощью кремальеры 6. С кремальерой связана щетка потенциометра, выдающего в.вычислитель сигналы Нз = f(Pз) для вычисления по формуле относительной высоты Н полета.
Указатель скорости УСО выдает информацию о значениях истинной воздушной скорости V, текущего и заданного чисел М полета. Скорость V отсчитывается но узкой стрелке 12, а число М - по широкой - 11. С помощью командного индекса 13, устанавливаемого по сигналам системы радионаведения, отсчитывается заданное значение Мзр. Для расширения предела измерения указателя на дополнительный диапазон от 3 до 3,5 при V > 1500 км/ч в окнах бленкеров 9 вместо чисел 0 и 0,5 появляются числа 3 и 3,5.
В блоке коррекции БК-ПВД с помощью функционального преобразователя напряжения производится вычисление - аэродинамических поправок ΔH, ΔV и ΔM в зависимости от числа М.
Корректор - задатчик высоты КЗВ и блок сигнала готовности БСГ работают совместно с системой автоматического управления полетом (САУ) и функционально не связаны с элементами СВС. КЗВ выдает в САУ сигналы отклонения ΔHЗК от заданной высоты НЗК в режиме работы "Коррекция" или отклонения ΔHПР от программного значения высоты Нпр в режиме "Программа". БСГ выдает в САУ сигнал о готовности КЗВ, если ΔHЗ находится в допустимых пределах.
В системах воздушных сигналов предусмотрен встроенный контроль их работоспособности путем подключения на вход вычислителя тестовых (эталонных) сигналов. При нажатии кнопки контроля на приборной доске датчики давлений Рд, Р, температура Тт отключаются, а в вычислительную схему подаются эталонные сигналы, при которых выходные значения вычисленных СВС параметров по указателям УВО и УСО должны с требуемой точностью соответствовать их контрольным значениям.
Погрешности систем воздушных сигналов типа СВС-ПН зависят от скоростей и высот полета. Так, например, ΔH изменяется от ± 30м на Н2000 м, ΔM - от ± 0,02 при М= 1,5 и до ± 0,06 при 20000м
ΔV = ± (15+0,02V) на 20000мд/Р в (6.14)) в СВС применено сложение и вычитание логарифмов от произведения или частного ( tgРд - tgР ). При малых скоростях полета величина Рд = Рп-Р мала и приближается к нулю при приближении к нулю скорости. А так как логарифмы чисел, близких к 0, стремятся к -∞, показания скорости и числа М будут неопределенны; т.е. будут иметь большую погрешность. Эта причина и обусловливает ограничение по использованию СВС при малых скоростях полета.
Вывод: система СВС позволила изменить качество восприятия информации и её использования как экипажем так использование данной информации в различных системах на ЛА. СВС позволила так же уменьшить общий вес оборудования используемый для отображения информации и доведение её до потребителей.
Заключение
Автоматизация и комплексирование всех видов оборудования летательных аппаратов привели к тесной взаимосвязи авиационного оборудования с системами самолета и двигателей, радиоэлектронного оборудования и авиационного вооружения.
Взаимодействие авиационного оборудования, радиоэлектронного оборудования, авиационного вооружения в единых пилотажнонавигационных и прицельно-навигационных комплексах, объединяющих автоматические системы навигации и управления полетом, системы управления вооружением, позволяет с максимальной эффективностью решать задачи боевого применения самолетов.
Наиболее тесные взаимосвязи в комплексе имеют системы авиационного и радиоэлектронного оборудования при решении таких функциональных задач, как определение пилотажных и навигационных параметров полета самолета, огибание рельефа, директорное и автоматическое наведение и др.
В решении всех этих задач принимает непосредственное участие система ПВД и СВС.
Вопросы для самоконтроля
1. Назначение системы ПВД, конструкция и особенность решения подвода статического и динамического давления до потребителей?
2. Как обеспечивается измерение высоты полёта на ЛА?
3. Как обеспечивается измерение приборной и истинной скорости полёта ЛА?
4. Как обеспечивается измерение вертикальной скорости набора высоты и снижения?
5. Какие параметры необходимо измерять для обеспечения безопасности полёта в герметичной кабине ЛА?
6. Для чего и из каких соображений была сконструирована СВС и как она используется?
Литература
1. Е. А.Румянцев «Авиационное оборудование». Типография ВВИА имени проф. Н. Е. Чуковского 1980 г. стр. 74-95.
Одними из важнейших параметров полета летательного аппарата (ЛА) является его скорость и высота. В основу принципа действия современных бортовых средств измерения параметров движения летательного аппарата (ЛА) в воздушной среде положен аэрометрический метод.
Аэрометрический метод определения движения основан на измерениях определенных аэрометрических величин, построении уравнений связи определяемых параметров и измеряемых величин и их решении. В соответствии с этим определяется и понятие навигационно-пилотажных систем воздушных сигналов (СВС). Первичными измеряемыми величинами являются: статическое давление атмосферы , динамическое давление набегающего потока воздуха (скоростного напора)и температура заторможенного потока воздуха. Навигационно-пилотажные системы воздушных сигналов – устройства, предназначенные для определения параметров движения ЛА (самолетов, вертолетов) по отношению к воздушной среде, т.е. барометрической высоты, скорости полета, числаМ и отклонений от заданных значений этих параметров, а также температуры наружного воздуха и относительной плотности воздух.
С развитием авиационной техники возросли требования к точности измерения аэрометрических параметров. Информация о величинах аэрометрических параметров используется на современных ЛА не только для визуального отображения на приборной доске летчика. Она поступает и в различные системы ЛА в виде электрических сигналов. Для этого используются различные устройства (датчики воздушной скорости, датчики высоты и др.). Число таких устройств на ЛА значительно. Кроме того, велико число каналов связи с потребителями. Чтобы уменьшить массу комплекса, необходимо добиваться минимальных габаритов отдельных приборов, что обычно противоречит требованиям повышения точности. Система воздушных сигналов современных военных и гражданских самолётов представляет собой программно-аппаратную систему, предназначенную для измерения, вычисления и выдачи на индикацию экипажу самолёта и в бортовые автоматические системы информации о высотно-скоростных параметрах, таких как высота, вертикальная, истинная воздушная и приборная скорости, число Маха, а также таких параметров, как температура воздуха, углы атаки и скольжения. Современные цифровые СВС представляют собой набор датчиков и устройств, управляемых микропроцессором, работающим по заданной программе.
Применение в них специализированных цифровых вычислителей и прецизионных первичных измерительных преобразователей воздушных давлений позволило существенно повысить точность измерения аэрометрических параметров полета и расширить функциональные возможности СВС. Важные достоинства цифровых вычислителей – стабильность характеристик, исключающая необходимость эксплуатационных регулировок, и удобство согласования их выходных сигналов со входами БЦВМ. Цифровые СВС отвечают современному направлению развития бортовых измерительных систем, связанному с широким внедрением в них цифровой вычислительной техники. От точности и надежности СВС зависят эффективность применения ЛА и безопасность полетов. Таким образом, системы воздушных сигналов занимают важное место в составе бортового оборудования современных ЛА.
Аэрометрический метод определения высотно-скоростных параметров ЛА основан на их зависимости от трех измеряемых параметров: статического давления атмосферы , динамического давления набегающего потока воздуха (скоростного напора)и температура заторможенного потока воздуха.
Скорость полета ЛА измеряют относительно воздушного потока и поверхности Земли. Различают истинную воздушную скорость – скорость полета ЛА относительно воздуха, индикаторную (приборную) скорость в предположении, что плотность воздуха одинакова на всех высотах, и путевую скорость – скорость полета ЛА относительно Земли. Безразмерной характеристикой скорости полета самолета является число , где– истинная скорость,– скорость звука в воздухе,– ускорение свободного падения,м/град – газовая постоянная,– абсолютная температура наружного воздуха на высотеH в К, – показатель адиабаты для воздуха.
Треугольник, образованный горизонтальными компонентами векторов скоростей воздушной и ветра и вектором путевой скорости, называют навигационным треугольником скоростей. Как видно из рис. 12.1, путевая скорость равна геометрической сумме горизонтальных составляющих истинной воздушной скорости и скорости ветра :
. (12.1)
Рис.12.1. Навигационный треугольник скоростей
Его элементами являются: воздушная скорость , скорость ветра, путевая скорость, направление ветра, курс К, угол сноса УС, путевой угол ПУ, угол ветра УВ, курсовой угол ветра КУВ. На указанном рисунке стрелками показаны положительные направления отсчета углов.
Скорость полета является векторной величиной, для определения которой необходимо знать модуль и направление. Направление вектора истинной воздушной скорости в системе координат, связанной с осями ЛА, определяется углами атаки и скольжения. Следовательно, для полного определения вектора воздушной скорости необходимо измерять модуль вектора скорости и углы атаки и скольжения.
В целях удобства пилотирования отдельно измеряют вертикальную скорость Vh, являющуюся вертикальной составляющей скорости полета ЛА. Вертикальную скорость можно определить двумя способами: с помощью вариометра и дифференцированием измеряемой мгновенной высоты полета. В настоящее время ввиду широкого применения микропроцессорной техники легко реализуем второй способ, что ведет к уменьшению погрешности измерения Vh.
. (12.2)
Уравнение связи для определения числа М при дозвуковой скорости полета
, (12.3)
и при сверхзвуковой скорости полета
, (12.4)
где ,– в Па. При значенииформулы (12.3) и (12.4) соответственно принимают вид
; (12.5)
. (12.6)
Уравнение связи для определения истинной воздушной скорости:
, (12.7)
, (12.8)
где ,– коэффициент торможения воздуха, значение которого в зависимости от конструктивных особенностей приемника и места его установки колеблется в пределах 0,98…1,02.
Уравнение связи для определения температуры наружного воздуха на высоте :
. (12.9)
Уравнение связи для определения барометрической высоты в соответствии с формулой Лапласа
. (12.10)
Величина средней температуры столба воздуха зависит от высоты и на средних широтах определяется зависимостями
для м, (12.11)
для м, (12.12)
где и– давление в Па и абсолютная температура воздуха в К у поверхности Земли,– температура воздуха на высоте 11000 м.
В уравнения связи (12.3)…(12.12) входят три переменные величины ,,. В результате измерения эти величины становятся известными функциями времени и в этом случае уравнения связи можно считать уравнениями функционирования СВС.
На летательных аппаратах, где имеется большое количество барометрических и манометрических приборов, получающих питание от системы приема воздушных давлений, появляется динамическая погрешность приборов. Причина ее появления заключается в том, что полости трубопроводов корпусов и манометрических коробок приборов получаются настолько большими, что заметными становятся запаздывания показаний приборов или выдачи ими управляющих сигналов при изменении высоты или скорости полета. Для уменьшения указанных погрешностей на летательных аппаратах устанавливают несколько систем ПВД, каждая из которых обеспечивает работу отдельной группы приборов.
Реализация всех выше указанных алгоритмов вычисления высотно-скоростных параметров может быть проведена с помощью систем воздушных сигналов различного типа, таких как электромеханических СВС-72, либо с помощью цифровых систем воздушных сигналов, построенных на базе микропроцессорной системы (СВС-85, СВС-2Ц-У, СВС-В1, СВС-96 и др.).
Параметры, измеряемые и вычисляемые СВС
- Высотно-скоростные параметры
- Барометрическая высота полета
- Вертикальная скорость
- Воздушная скорость (истинная и приборная)
Читайте также: