МДК 01.04 Приборное оборудование воздушных судов (стр. 1 )

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ	Ульяновский авиационный колледж
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
МДК 01.04 ПРИБОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ КУРС ЛЕКЦИЙ для специальности СПО базовой подготовки 25.02.03 Техническая эксплуатация электрифицированных и пилотажно-навигационных комплексов. Ульяновск 2016

ОДОБРЕНЫ на заседании ЦМК электрорадиотехнических и автотехническихдисциплин Протокол № 11 от «07» июня 2016 г. Председатель ЦМК: _________________ .	УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УМР _______________ « » 2016 г.
РАЗРАБОТЧИК: преподаватель технических дисциплин Ульяновского авиационного колледжа.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

РАЗДЕЛ 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ ПРИБОРНОГО КОМПЛЕКСА

1.1 Общая характеристика приборного комплекса 7

1.2 Современное состояние АП и ИВК 7

1.3 Условия эксплуатации АП и ИВК 10

1.4 Основные понятия и структура приборного комплекса 11

1.5 Перспективы развития приборных комплексов 14

РАЗДЕЛ 2 АЭРОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

2.1 Общая характеристика аэрометрических приборов 16

2.2 Барометрический канал измерения высоты полёта ЛА 23

2.3 Аэрометрический канал измерения скорости и числа Маха 26

2.4 Вариометры 30

2.5 Приёмники воздушных давлений 30

2.6 Погрешности измерения барометрической высоты и скорости 32

2.7 Назначение системы воздушных сигналов 34

2.8 Система воздушных сигналов 35

2.9 Принципиальная схема СВС 37

2.10 Основные технические характеристики СВС 40

2.11 Структурная схема СВС 46

2.12 Средства контроля 47

2.13 Принцип работы СВС 48

РАЗДЕЛ 3. ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

3.1 Общие сведения о курсе ЛА 50

3.2 Магнитное поле земли 51

3.3 Магнитные компасы 52

3.4 Погрешности магнитных компасов 55

3.5 Индукционные компасы 59

3.6 Канал измерения магнитного курса 63

3.7 Состав курсовых систем 64

3.8 Математическая модель гироскопического датчика 64

3.9 Авиагоризонты 66

3.10 Центральные гировертикали 67

3.11 Датчики и указатели угловых скоростей ЛА 69

3.12 Гирополукомпасы 69

3.13 Погрешности гироскопических приборов 71

3.14 Радиокомпас 71

3.15 Принцип построения курсовых систем 78

3.16 Курсовые системы типа КС 85

3.17 Курсовые системы типа ТКС 86

РАЗДЕЛ 4. ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК

4.1 Назначение топливно-измерительных комплексов 88

4.2 Состав топливно-измерительных комплексов 89

4.3 Канал измерения расхода топлива 96

4.4 Турбосиловые расходомеры 99

4.5 Способы получения интегрального расхода 107

4.6 Анализ погрешностей канала измерения расхода 110

4.7 Современные разработки 112

РАЗДЕЛ 5 ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И РАСХОДА ТОПЛИВА

5.1 Поплавковые топливомеры 113

5.2 Емкостные топливомеры 116

5.3 Электрические схемы включения 122

5.4 Анализ погрешностей топливомеров 125

5.5 Канал центровки 127

5.6 Система автоматического управления выработкой 128

5.7 Современные разработки топливно-измерительных систем 130

РАЗДЕЛ 6 ПРИБОРНЫЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ

6.1 Системы отображения информации 133

6.2 Особенности СОИ 140

6.3 Основные этапы обработки информации оператором 142

6.4 Информационная и концептуальная модель полёта 142

6.5 Компоновка авиационных систем 147

6.6 Виды и факторы компоновки 149

6.7 Основные технические характеристики СОИ 151

6.8 Системы кабиной индикации 154

6.9 Организация средств информационного обмена 163

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 177

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время происходит непрерывный процесс совершенствования авиационного оборудования летательных аппаратов в соответствии с постоянно усложняющимися задачами, решаемыми современными авиационными комплексами. Приборное оборудование является важной составной частью бортового авиационного оборудования летательного аппарата. Оно выполняет задачу получения информации о параметрах, характеризующих пространственное положение и движение летательного аппарата в воздушной среде, работу авиационных двигателей и других систем. Эта информация используется для ручного или автоматического управления полетом, для контроля режимов работы силовых установок (СУ), для выполнения задач полета и обеспечения его безопасности.

В понятие «авиационные приборы» включают различные группы приборов, важнейшими из которых являются пилотажно-навигационные, а также приборы контроля работы силовой установки и других систем самолета. Пилотажно-навигационные приборы, в свою очередь, включают в себя аэрометрические приборы, пилотажные гироскопические приборы, навигационные устройства и системы. В процессе своего развития и совершенствования курсовые и навигационные системы выделились в отдельный класс авиационных приборов и измерительных систем. Показания аэрометрических, пилотажных гироскопических приборов, приборов контроля работы силовых установок непосредственно влияют на безопасность полетов. К ним предъявляются особые требования по надежности выдачи информации в аварийных условиях. Поэтому при создании и совершенствовании этой группы приборов стремятся сделать так, чтобы они сохранили свою самостоятельность и автономность, т. е. чтобы работа каждого из этих приборов не зависела от работы других приборов и систем или чтобы эта зависимость, по крайней мере, была минимальной.

Некоторые авиационные приборы входят в измерительные системы и комплексы, и эта тенденция комплексирования усиливается.

Успешное решение задач, связанных с управлением сложными техническими системами и разработкой новых технологий, во многом определяется уровнем развития информационно-измерительной техники. Сроки внедрения научно-технических достижений в различных отраслях деятельности человека также непосредственно связаны с качеством получаемой и анализируемой информации на этапах разработки и доводки изделий. Качество этой информации приобретает особое значение в авиационной технике, где каждый эксперимент в ходе разработки изделий связан с большими временными и экономическими затратами, а получение полной и достоверной информации об объекте исследований позволяет сократить число испытаний и тем самым сроки внедрения образцов новой техники.

С развитием авиации, ростом числа и сложности задач, выполняемых ЛА, существенно повысились требования к информационному обеспечению полета. Эксплуатационные характеристики современного ЛА определяются не только техническим уровнем его планера и двигательной установки, но и в большой степени совершенством бортового оборудования самолета, его приборного комплекса. Это оборудование должно обеспечивать высокоточную четырехмерную навигацию, посадку ЛА в сложных метеоусловиях, всесторонний контроль, диагностику и локализацию отказов бортовой аппаратуры, информационную разгрузку экипажа.

В середине 70-х годов завершился процесс формирования предпосылок перехода бортового оборудования ЛА на цифровые средства передачи и обработки информации, что потребовало нового принципа организации его структуры. Широкое применение в бортовом оборудовании ЛА цифровой вычислительной техники породило и новые проблемы проектирования этого оборудования на базе различных способов объединения вычислительных средств в единую систему. В этих условиях особенно актуальными стали выбор функционально-структурного облика бортового оборудования, а также разработка эффективного математического и программного обеспечения, необходимого для его функционирования.

Возросшая сложность бортовых приборных комплексов привела к необходимости автоматизации их проектирования, без которой принципиально невозможно разработать сложную техническую систему на уровне современных требований. Создаваемые в настоящее время образцы новой техники настолько сложны и требуют таких затрат труда и времени, что если представить себе проект сложной системы или комплекса, разрабатываемый без применения средств вычислительной техники, то можно с уверенностью сказать, что на момент окончания работ такой проект морально устареет. Единственный выход состоит в кардинальном сокращении сроков проектирования, которое может быть достигнуто при создании и использовании систем автоматизированного проектирования (САПР), позволяющих осуществить сквозную автоматизацию всех этапов проектирования сложных систем и комплексов при условии эффективного сочетания на каждом из этапов творческого потенциала, опыта разработчиков авиационной техники и возможностей ЭВМ.

РАЗДЕЛ 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ ПРИБОРНОГО КОМПЛЕКСА

1.1. Общая характеристика приборного комплекса

Авиационные приборы и бортовые измерительно-вычислительные комплексы служат для контроля параметров полета, работы силовых установок, различных бортовых систем и агрегатов, а также состояния окружающей атмосферы. В соответствии с этим назначением выделяют следующие группы авиационных приборов:

пилотажно-навигационные приборы и системы;

приборы контроля работы силовой установки;

приборы контроля работы отдельных бортовых систем и агрегатов;

приборы контроля параметров окружающей атмосферы.

Пилотажно-навигационные приборы и системы измеряют параметры движения центра масс летательного аппарата (координаты местонахождения, высоту, скорость, линейные ускорения), углы пространственной ориентации летательного аппарата относительно земли (углы курса, крена, тангажа) и относительно набегающего воздушного потока (углы атаки, скольжения). К пилотажно-навигационным приборам и системам относятся аэрометрические приборы (высотомеры, указатели скорости и числа маха, вариометры), системы воздушных сигналов, информационные комплексы высотно-скоростных параметров полета, измерители углов атаки и скольжения, пилотажные гироскопические приборы (авиагоризонты, гировертикали, гирополукомпасы), курсовые системы, курсовертикали и различные навигационные системы, изучение которых выходит за рамки данного учебника. На современных летательных аппаратах пилотажно-навигационные приборы, навигационные системы, бортовые вычислительные устройства и системы автоматического управления, как правило, объединяются в пилотажно-навигационный комплекс, представляющий собой большую информационно-управляющую систему.