I dispositivi di monitoraggio del motore misurano: pressione e temperatura del carburante e dell'olio motore; velocità di rotazione dell'albero motore, quantità e consumo orario di carburante; temperatura delle testate o dei gas di scarico, vibrazioni e altri parametri. La conoscenza di questi parametri consente di controllare le modalità operative del motore sulla Terra e in volo.
Manometri
L'aereo è dotato di manometri per il monitoraggio della pressione nell'olio motore e nei sistemi di carburante, nel sistema idraulico, nel sistema di avviamento dell'aria del motore e nell'attrezzatura per l'ossigeno.
a) Manometri e vacuometri misurare la pressione della miscela combustibile nel tubo di aspirazione di un motore aeronautico nell'intervallo da 0 a 1,5 - 2 atm. L'elemento sensibile è una scatola aneroide (Fig. 1), installata in un involucro sigillato. La pressione misurata entra attraverso il raccordo nel corpo del dispositivo. Quando la pressione cambia, la scatola aneroide si deforma e muove la freccia attraverso un meccanismo di trasmissione.
Riso. 1 – Manometro e vuotometro
1 – scatola aneroide; 2 – centro fisso della scatola; 3 – centro mobile della scatola; 4 – compensatore di temperatura; 5 – trazione; 6 – adattamento; 7 – rullo; 8 – settore degli ingranaggi; 9 – freccia; 10 – primavera
b) Manometri meccanici
Il principio di funzionamento di un manometro meccanico (Fig. 2) si basa sull'utilizzo di un elemento sensibile: una molla tubolare 1, nella quale la pressione misurata entra attraverso un raccordo. Sotto l'influenza di questa pressione, la molla si espande e la sua estremità libera 2, muovendosi, muove la freccia.
Riso. 2 Schema cinematico di un manometro meccanico
1 – molla tubolare; 2 – estremità mobile della molla tubolare
Un esempio dell'uso di un tale manometro (MA-100) sull'aereo L-410 UVP, progettato per misurare la pressione della miscela idraulica nel sistema del freno di stazionamento. La parte anteriore del puntatore è mostrata in Fig. 3.
Il manometro meccanico a due lancette LUN-1446.01-8 è progettato per misurare la pressione nel sistema frenante. La parte anteriore del puntatore è mostrata in Fig. 3. Il principio di funzionamento è simile al manometro MA-100.
Riso. 3 Parti anteriori degli indicatori del manometro MA-100 e LUN-1446.01-8
c) Manometri remoti misurare la pressione del carburante, dell'olio e della miscela idraulica nell'impianto frenante. Sono costituiti da sensori installati sul motore e indicatori sul quadro strumenti del pilota.
1 – magnete permanente; 2 – magnete mobile 1 – membrana; 2 – asta; 3 – ancora;
3 – potenziometro; 4 – contatto strisciante; 4 – diodi; 5 – magnete mobile;
5 – membrana 6 – freccia
Riso. 4 - Schema del telecomando Fig. 5 - Schema manometro
manometro in corrente continua in corrente alternata
Un manometro con sensore potenziometrico (Fig. 4) è un alloggiamento sigillato, all'interno del quale è presente una scatola del manometro. La pressione misurata entra nella scatola, che deforma la scatola di pressione. La deformazione della scatola manometrica si converte in movimento del contatto strisciante del potenziometro P, compreso nel circuito a ponte con il raziometro. Il kit è alimentato da una rete DC.
Gli svantaggi dei convertitori potenziometrici sono associati all'usura del potenziometro, al guasto dei contatti dovuto a vibrazioni e fluttuazioni della pressione misurata e alle temperature elevate.
Queste carenze vengono eliminate nei manometri induttivi remoti del tipo DIM. In essi, il movimento del centro mobile della scatola di pressione sotto l'influenza della pressione viene convertito in una variazione dei traferri nel circuito magnetico su cui sono installate le bobine di induttanza. La modifica degli spazi vuoti porta a cambiamenti nelle induttanze incluse nel circuito a ponte CA.
Riso. 6 Parti frontali dei manometri a due lancette 2DIM-240 e 2DIM-150
Un esempio di utilizzo di un manometro DIM su un aereo L-410 UVP: La pressione nella rete principale e nel circuito dei freni viene visualizzata da un manometro induttivo remoto 2DIM-240. Il set del manometro induttivo remoto 2DIM-240 comprende: un manometro a due lancette UI2-240K (Fig. 6) e due sensori di pressione ID-240.
Il kit è alimentato da una rete AC di 36 V 400 Hz.
Il contenuto dell'articolo
STRUMENTI PER L'AVIAZIONE, strumentazione che aiuta il pilota a pilotare l'aereo. A seconda del loro scopo, gli strumenti di bordo dell'aeromobile si dividono in dispositivi di volo e di navigazione, dispositivi di monitoraggio del funzionamento dei motori dell'aeromobile e dispositivi di segnalazione. I sistemi di navigazione e le macchine automatiche liberano il pilota dalla necessità di monitorare costantemente le letture degli strumenti. Il gruppo degli strumenti di volo e navigazione comprende indicatori di velocità, altimetri, variometri, indicatori di assetto, bussole e indicatori di posizione dell'aeromobile. Gli strumenti che monitorano il funzionamento dei motori aeronautici includono tachimetri, manometri, termometri, indicatori di carburante, ecc.
Nei moderni strumenti di bordo, sempre più informazioni vengono visualizzate su un indicatore comune. Un indicatore combinato (multifunzionale) consente al pilota di coprire a colpo d'occhio tutti gli indicatori combinati al suo interno. I progressi nell'elettronica e nella tecnologia informatica hanno consentito una maggiore integrazione nella progettazione del pannello strumenti della cabina di pilotaggio e nell'avionica. I sistemi di controllo del volo digitale completamente integrati e i display CRT offrono al pilota una migliore comprensione dell'assetto e della posizione dell'aereo rispetto a quanto possibile in precedenza.
Un nuovo tipo di display combinato - la proiezione - dà al pilota la possibilità di proiettare le letture strumentali sul parabrezza dell'aereo, combinandole così con il panorama esterno. Questo sistema di visualizzazione viene utilizzato non solo sugli aerei militari, ma anche su alcuni aerei civili.
STRUMENTI DI VOLO E NAVIGAZIONE
La combinazione di strumenti di volo e di navigazione fornisce una descrizione delle condizioni dell'aeromobile e delle influenze necessarie sugli elementi di controllo. Tali strumenti includono indicatori di altitudine, posizione orizzontale, velocità relativa, velocità verticale e altimetro. Per una maggiore facilità d'uso, i dispositivi sono raggruppati a forma di T. Di seguito discuteremo brevemente ciascuno dei principali dispositivi.
Indicatore di atteggiamento.
L'indicatore di assetto è un dispositivo giroscopico che fornisce al pilota un'immagine del mondo esterno come sistema di coordinate di riferimento. L'indicatore di assetto ha una linea dell'orizzonte artificiale. Il simbolo dell'aereo cambia posizione rispetto a questa linea a seconda di come l'aereo stesso cambia posizione rispetto all'orizzonte reale. Nell'indicatore di assetto di comando, un indicatore di assetto convenzionale è combinato con uno strumento di controllo di volo. L'indicatore dell'assetto di comando mostra la posizione spaziale dell'aereo, gli angoli di beccheggio e rollio, la velocità al suolo, la deviazione della velocità (vero rispetto alla velocità dell'aria "di riferimento", che è impostata manualmente o calcolata dal computer di controllo del volo) e fornisce alcune informazioni di navigazione. Negli aerei moderni, l'indicatore di assetto di comando fa parte del sistema strumentale di navigazione di volo, che consiste di due coppie di tubi a raggi catodici colorati: due CRT per ciascun pilota. Un CRT è un indicatore di assetto di comando e l'altro è un dispositivo di pianificazione della navigazione ( vedi sotto). Gli schermi CRT mostrano informazioni sulla posizione spaziale e sulla posizione dell'aereo in tutte le fasi del volo.
Dispositivo di navigazione pianificato.
Il dispositivo di navigazione pianificato (PND) mostra la rotta, la deviazione dalla rotta indicata, il rilevamento della stazione di radionavigazione e la distanza da questa stazione. Il PNP è un indicatore combinato che combina le funzioni di quattro indicatori: indicatore di rotta, indicatore radiomagnetico, indicatori di rilevamento e distanza. Un POP elettronico con un indicatore di mappa integrato fornisce un'immagine della mappa a colori che indica la posizione reale dell'aereo rispetto agli aeroporti e agli aiuti alla radionavigazione a terra. Le visualizzazioni della direzione di volo, i calcoli delle virate e le traiettorie di volo desiderate forniscono la possibilità di giudicare la relazione tra la posizione reale dell'aereo e la posizione desiderata. Ciò consente al pilota di regolare rapidamente e con precisione la traiettoria di volo. Il pilota può anche visualizzare le condizioni meteorologiche prevalenti sulla mappa.
Indicatore di velocità.
Quando un aereo si muove nell'atmosfera, il flusso d'aria in arrivo crea una pressione ad alta velocità in un tubo di Pitot montato sulla fusoliera o sull'ala. La velocità relativa viene misurata confrontando la pressione dinamica (dinamica) con la pressione statica. Sotto l'influenza della differenza tra pressione dinamica e statica, si piega una membrana elastica, alla quale è collegata una freccia, che indica su una scala la velocità dell'aria in chilometri orari. L'indicatore della velocità mostra anche la velocità evolutiva, il numero di Mach e la velocità operativa massima. Un indicatore di velocità di riserva si trova sul pannello centrale.
Variometro.
Un variometro è necessario per mantenere una velocità costante di salita o discesa. Come un altimetro, un variometro è essenzialmente un barometro. Indica la velocità di variazione dell'altitudine misurando la pressione statica. Sono disponibili anche variometri elettronici. La velocità verticale è indicata in metri al minuto.
Altimetro.
L'altimetro determina l'altitudine sul livello del mare in base al rapporto tra pressione atmosferica e altitudine. Questo è, in sostanza, un barometro, calibrato non in unità di pressione, ma in metri. I dati dell'altimetro possono essere rappresentati in vari modi: utilizzando frecce, combinazioni di contatori, tamburi e frecce o tramite dispositivi elettronici che ricevono segnali dai sensori di pressione dell'aria. Guarda anche BAROMETRO.
SISTEMI DI NAVIGAZIONE E AUTOMATICI
Gli aeroplani sono dotati di varie macchine e sistemi di navigazione che aiutano il pilota a dirigere l'aereo lungo un determinato percorso ed eseguire manovre pre-atterraggio. Alcuni di questi sistemi sono completamente autonomi; altri richiedono la comunicazione radio con gli aiuti alla navigazione terrestre.
Sistemi di navigazione elettronica.
Esistono diversi sistemi elettronici di navigazione aerea. I radiofari omnidirezionali sono trasmettitori radio a terra con una portata fino a 150 km. In genere definiscono le vie aeree, forniscono indicazioni per l'avvicinamento e fungono da punti di riferimento per gli approcci strumentali. La direzione verso il faro omnidirezionale è determinata da un cercatore di direzione automatico a bordo, il cui risultato viene visualizzato da una freccia indicatore di rilevamento.
I principali mezzi internazionali di radionavigazione sono i radiofari azimutali omnidirezionali VOR; la loro portata raggiunge i 250 km. Tali radiofari vengono utilizzati per determinare la rotta aerea e per le manovre pre-atterraggio. Le informazioni VOR vengono visualizzate sul PNP e sugli indicatori a freccia rotante.
L'apparecchiatura di telemetria (DME) determina la portata della linea di vista entro circa 370 km da un radiofaro terrestre. Le informazioni sono presentate in formato digitale.
Per funzionare insieme ai beacon VOR, invece del transponder DME, viene solitamente installata l'attrezzatura di terra del sistema TACAN. Il sistema VORTAC composito offre la possibilità di determinare l'azimut utilizzando il radiofaro omnidirezionale VOR e la portata utilizzando il canale di rilevamento TACAN.
Un sistema di atterraggio strumentale è un sistema di segnalazione che fornisce una guida precisa a un aeromobile durante l'avvicinamento finale alla pista. I radiofari di localizzazione per l'atterraggio (portata di circa 2 km) guidano l'aereo fino alla linea centrale della pista di atterraggio; I segnalatori di planata producono un raggio radio diretto con un angolo di circa 3° rispetto alla pista di atterraggio. La rotta di atterraggio e l'angolo del percorso di planata sono presentati sull'indicatore di assetto di comando e sul POP. Gli indici situati sul lato e sul fondo dell'indicatore dell'assetto di comando mostrano le deviazioni dall'angolo del percorso di planata e dalla linea centrale della pista di atterraggio. Il sistema di controllo di volo presenta le informazioni del sistema di atterraggio strumentale tramite un mirino sull'indicatore di assetto di comando.
Omega e Laurent sono sistemi di radionavigazione che, utilizzando una rete di radiofari terrestri, forniscono un'area operativa globale. Entrambi i sistemi consentono di volare lungo qualsiasi percorso scelto dal pilota. "Loran" viene utilizzato anche durante l'atterraggio senza l'uso di attrezzature di avvicinamento di precisione. L'indicatore di assetto del comando, il POP e altri strumenti mostrano la posizione dell'aereo, la rotta e la velocità al suolo, nonché la rotta, la distanza e l'orario di arrivo stimato per i waypoint selezionati.
Sistemi inerziali.
Sistema di elaborazione e visualizzazione dei dati di volo (FMS).
Il sistema FMS fornisce una visione continua della traiettoria di volo. Calcola velocità, altitudini, punti di salita e discesa che sono più efficienti in termini di consumo di carburante. In questo caso il sistema utilizza i piani di volo memorizzati nella sua memoria, ma permette anche al pilota di modificarli e di inserirne di nuovi attraverso il display del computer (FMC/CDU). Il sistema FMS genera e visualizza dati di volo, navigazione e operativi; impartisce inoltre comandi all'autopilota e al direttore di volo. Inoltre, fornisce una navigazione automatica continua dal momento del decollo al momento dell'atterraggio. I dati FMS vengono presentati sul pannello di controllo, sull'indicatore di assetto del comando e sul display del computer FMC/CDU.
DISPOSITIVI DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DEL MOTORE DELL'AEROMOBILE
Gli indicatori delle prestazioni del motore dell'aereo sono raggruppati al centro del pannello strumenti. Con il loro aiuto, il pilota controlla il funzionamento dei motori e inoltre (nella modalità di controllo di volo manuale) ne modifica i parametri operativi.
Sono necessari numerosi indicatori e controlli per monitorare e controllare i sistemi idraulici, elettrici, di carburante e di manutenzione. Indicatori e controlli, situati sul pannello dell'ingegnere di volo o sul pannello incernierato, sono spesso posizionati su un diagramma sinottico corrispondente alla posizione degli attuatori. Gli indicatori mnemonici mostrano la posizione del carrello di atterraggio, dei flap e delle lamelle. Può essere indicata anche la posizione degli alettoni, degli stabilizzatori e degli spoiler.
DISPOSITIVI DI ALLARME
In caso di malfunzionamenti nel funzionamento di motori o sistemi, o di configurazione o modalità operativa errata dell'aeromobile, vengono generati messaggi di avviso, notifica o avviso per l'equipaggio. A tale scopo sono previsti mezzi di segnalazione visiva, acustica e tattile. I moderni sistemi di bordo possono ridurre il numero di fastidiosi allarmi. La priorità di quest'ultimo è determinata dal grado di urgenza. I display elettronici visualizzano i messaggi di testo nell'ordine e nell'enfasi adeguati alla loro importanza. I messaggi di avviso richiedono un'azione correttiva immediata. Notifica: richiede solo una conoscenza immediata e azioni correttive successivamente. I messaggi di avviso contengono informazioni importanti per l'equipaggio. I messaggi di avviso e notifica vengono generalmente realizzati sia in forma visiva che audio.
I sistemi di allarme avvisano l'equipaggio in caso di violazioni delle normali condizioni operative dell'aeromobile. Ad esempio, il sistema di avviso di stallo avvisa l'equipaggio di tale minaccia mediante vibrazione di entrambe le colonne di controllo. Il sistema di avviso di prossimità al suolo fornisce messaggi di avviso vocali. Il sistema di allarme wind shear fornisce un avviso visivo e un messaggio vocale quando la rotta di un aereo incontra un cambiamento nella velocità o nella direzione del vento che potrebbe causare un'improvvisa diminuzione della velocità. Inoltre, sull'indicatore di assetto di comando viene visualizzata una scala di inclinazione, che consente al pilota di determinare rapidamente l'angolo di salita ottimale per ripristinare la traiettoria.
TENDENZE CHIAVE
La “Modalità S”, il collegamento dati proposto per il controllo del traffico aereo, consente ai controllori del traffico aereo di trasmettere messaggi ai piloti visualizzati sul parabrezza dell'aereo. Il Traffic Collision Alert System (TCAS) è un sistema di bordo che fornisce informazioni all'equipaggio sulle manovre richieste. Il sistema TCAS informa l'equipaggio della comparsa di altri aerei nelle vicinanze. Quindi emette un messaggio di avviso prioritario che indica le manovre necessarie per evitare una collisione.
Il Global Positioning System (GPS), un sistema di navigazione satellitare militare che copre l’intero globo, è ora disponibile per gli utenti civili. Entro la fine del millennio i sistemi Laurent, Omega, VOR/DME e VORTAC furono quasi completamente sostituiti da sistemi satellitari.
Il Flight Status Monitor (FSM), una combinazione avanzata dei sistemi di notifica e allarme esistenti, assiste l'equipaggio in situazioni di volo anomale e guasti al sistema. Il monitor FSM raccoglie dati da tutti i sistemi di bordo e invia istruzioni testuali all'equipaggio da seguire in situazioni di emergenza. Inoltre, monitora e valuta l'efficacia delle misure correttive adottate.
STRUMENTI PER L'AVIAZIONE
strumentazione che aiuta il pilota a pilotare l'aereo. A seconda del loro scopo, gli strumenti di bordo dell'aeromobile si dividono in dispositivi di volo e di navigazione, dispositivi di monitoraggio del funzionamento dei motori dell'aeromobile e dispositivi di segnalazione. I sistemi di navigazione e le macchine automatiche liberano il pilota dalla necessità di monitorare costantemente le letture degli strumenti. Il gruppo degli strumenti di volo e navigazione comprende indicatori di velocità, altimetri, variometri, indicatori di assetto, bussole e indicatori di posizione dell'aeromobile. Gli strumenti che monitorano il funzionamento dei motori aeronautici includono tachimetri, manometri, termometri, indicatori di carburante, ecc. Nei moderni strumenti di bordo, sempre più informazioni vengono visualizzate su un indicatore comune. Un indicatore combinato (multifunzionale) consente al pilota di coprire a colpo d'occhio tutti gli indicatori combinati al suo interno. I progressi nell'elettronica e nella tecnologia informatica hanno consentito una maggiore integrazione nella progettazione del pannello strumenti della cabina di pilotaggio e nell'avionica. I sistemi di controllo del volo digitale completamente integrati e i display CRT offrono al pilota una migliore comprensione dell'assetto e della posizione dell'aereo rispetto a quanto possibile in precedenza.
Il PANNELLO DI CONTROLLO di un aereo di linea moderno è più spazioso e meno ingombrante rispetto agli aerei di linea più vecchi. I controlli si trovano direttamente “sotto la mano” e “sotto i piedi” del pilota.
Un nuovo tipo di display combinato - la proiezione - dà al pilota la possibilità di proiettare le letture strumentali sul parabrezza dell'aereo, combinandole così con il panorama esterno. Questo sistema di visualizzazione viene utilizzato non solo sugli aerei militari, ma anche su alcuni aerei civili.
STRUMENTI DI VOLO E NAVIGAZIONE
La combinazione di strumenti di volo e di navigazione fornisce una descrizione delle condizioni dell'aeromobile e delle influenze necessarie sugli elementi di controllo. Tali strumenti includono indicatori di altitudine, posizione orizzontale, velocità relativa, velocità verticale e altimetro. Per una maggiore facilità d'uso, i dispositivi sono raggruppati a forma di T. Di seguito discuteremo brevemente ciascuno dei principali dispositivi.
Indicatore di atteggiamento. L'indicatore di assetto è un dispositivo giroscopico che fornisce al pilota un'immagine del mondo esterno come sistema di coordinate di riferimento. L'indicatore di assetto ha una linea dell'orizzonte artificiale. Il simbolo dell'aereo cambia posizione rispetto a questa linea a seconda di come l'aereo stesso cambia posizione rispetto all'orizzonte reale. Nell'indicatore di assetto di comando, un indicatore di assetto convenzionale è combinato con uno strumento di controllo di volo. L'indicatore di assetto di comando mostra l'assetto dell'aereo, gli angoli di beccheggio e rollio, la velocità al suolo, la deviazione della velocità (vero rispetto alla velocità dell'aria "di riferimento", che è impostata manualmente o calcolata dal computer di controllo del volo) e fornisce alcune informazioni di navigazione. Negli aerei moderni, l'indicatore di assetto di comando fa parte del sistema strumentale di navigazione di volo, che consiste di due coppie di tubi a raggi catodici colorati: due CRT per ciascun pilota. Un CRT è un indicatore di assetto di comando e l'altro è uno strumento di pianificazione della navigazione (vedi sotto). Gli schermi CRT mostrano informazioni sulla posizione spaziale e sulla posizione dell'aereo in tutte le fasi del volo.
Dispositivo di navigazione pianificato. Il dispositivo di navigazione pianificato (PND) mostra la rotta, la deviazione dalla rotta indicata, il rilevamento della stazione di radionavigazione e la distanza da questa stazione. Il PNP è un indicatore combinato che combina le funzioni di quattro indicatori: indicatore di rotta, indicatore radiomagnetico, indicatori di rilevamento e distanza. Un POP elettronico con un indicatore di mappa integrato fornisce un'immagine della mappa a colori che indica la posizione reale dell'aereo rispetto agli aeroporti e agli aiuti alla radionavigazione a terra. Le visualizzazioni della direzione di volo, i calcoli delle virate e le traiettorie di volo desiderate forniscono la possibilità di giudicare la relazione tra la posizione reale dell'aereo e la posizione desiderata. Ciò consente al pilota di regolare rapidamente e con precisione la traiettoria di volo. Il pilota può anche visualizzare le condizioni meteorologiche prevalenti sulla mappa.
Indicatore di velocità. Quando un aereo si muove nell'atmosfera, il flusso d'aria in arrivo crea una pressione ad alta velocità in un tubo di Pitot montato sulla fusoliera o sull'ala. La velocità relativa viene misurata confrontando la pressione dinamica (dinamica) con la pressione statica. Sotto l'influenza della differenza tra pressione dinamica e statica, si piega una membrana elastica, alla quale è collegata una freccia, che indica su una scala la velocità dell'aria in chilometri orari. L'indicatore della velocità mostra anche la velocità evolutiva, il numero di Mach e la velocità operativa massima. Un indicatore di velocità di riserva si trova sul pannello centrale.
Variometro. Un variometro è necessario per mantenere una velocità costante di salita o discesa. Come un altimetro, un variometro è essenzialmente un barometro. Indica la velocità di variazione dell'altitudine misurando la pressione statica. Sono disponibili anche variometri elettronici. La velocità verticale è indicata in metri al minuto.
Altimetro. L'altimetro determina l'altitudine sul livello del mare in base al rapporto tra pressione atmosferica e altitudine. Questo è, in sostanza, un barometro, calibrato non in unità di pressione, ma in metri. I dati dell'altimetro possono essere rappresentati in vari modi: utilizzando frecce, combinazioni di contatori, tamburi e frecce o tramite dispositivi elettronici che ricevono segnali dai sensori di pressione dell'aria. Vedi anche BAROMETRO.
SISTEMI DI NAVIGAZIONE E AUTOMATICI
Gli aeroplani sono dotati di varie macchine e sistemi di navigazione che aiutano il pilota a dirigere l'aereo lungo un determinato percorso ed eseguire manovre pre-atterraggio. Alcuni di questi sistemi sono completamente autonomi; altri richiedono la comunicazione radio con gli aiuti alla navigazione terrestre.
Sistemi di navigazione elettronica. Esistono diversi sistemi elettronici di navigazione aerea. I radiofari omnidirezionali sono trasmettitori radio a terra con una portata fino a 150 km. In genere definiscono le vie aeree, forniscono indicazioni per l'avvicinamento e fungono da punti di riferimento per gli approcci strumentali. La direzione verso il faro omnidirezionale è determinata da un cercatore di direzione automatico a bordo, il cui risultato viene visualizzato da una freccia indicatore di rilevamento. I principali mezzi internazionali di radionavigazione sono i radiofari azimutali omnidirezionali VOR; la loro portata raggiunge i 250 km. Tali radiofari vengono utilizzati per determinare la rotta aerea e per le manovre pre-atterraggio. Le informazioni VOR vengono visualizzate sul PNP e sugli indicatori a freccia rotante. L'apparecchiatura di telemetria (DME) determina la portata della linea di vista entro circa 370 km da un radiofaro terrestre. Le informazioni sono presentate in formato digitale. Per funzionare insieme ai beacon VOR, invece del transponder DME, viene solitamente installata l'attrezzatura di terra del sistema TACAN. Il sistema VORTAC composito offre la possibilità di determinare l'azimut utilizzando il radiofaro omnidirezionale VOR e la portata utilizzando il canale di rilevamento TACAN. Un sistema di atterraggio strumentale è un sistema di segnalazione che fornisce una guida precisa a un aeromobile durante l'avvicinamento finale alla pista. I radiofari di localizzazione per l'atterraggio (portata di circa 2 km) guidano l'aereo fino alla linea centrale della pista di atterraggio; I segnalatori di planata producono un raggio radio diretto con un angolo di circa 3° rispetto alla pista di atterraggio. La rotta di atterraggio e l'angolo del percorso di planata sono presentati sull'indicatore di assetto di comando e sul POP. Gli indici situati sul lato e sul fondo dell'indicatore dell'assetto di comando mostrano le deviazioni dall'angolo del percorso di planata e dalla linea centrale della pista di atterraggio. Il sistema di controllo di volo presenta le informazioni del sistema di atterraggio strumentale tramite un mirino sull'indicatore di assetto di comando. Il sistema di supporto all'atterraggio a microonde è un sistema di guida all'atterraggio preciso con una portata di almeno 37 km. Può fornire un avvicinamento lungo una traiettoria spezzata, lungo una “scatola” rettangolare o in linea retta (dal percorso), nonché con un angolo di planata maggiore specificato dal pilota. Le informazioni sono presentate allo stesso modo del sistema di atterraggio strumentale.
Guarda anche AEROPORTO ; CONTROLLO DEL TRAFFICO AEREO. Omega e Laurent sono sistemi di radionavigazione che, utilizzando una rete di radiofari terrestri, forniscono un'area operativa globale. Entrambi i sistemi consentono di volare lungo qualsiasi percorso scelto dal pilota. "Loran" viene utilizzato anche durante l'atterraggio senza l'utilizzo di apparecchiature di avvicinamento di precisione. L'indicatore di assetto del comando, il POP e altri strumenti mostrano la posizione dell'aereo, la rotta e la velocità al suolo, nonché la rotta, la distanza e l'orario di arrivo stimato per i waypoint selezionati.
Sistemi inerziali. Il sistema di navigazione inerziale e il sistema di riferimento inerziale sono completamente autonomi. Ma entrambi i sistemi possono utilizzare strumenti di navigazione esterni per correggere la posizione. Il primo rileva e registra i cambiamenti di direzione e velocità utilizzando giroscopi e accelerometri. Dal momento in cui l'aereo decolla, i sensori rispondono ai suoi movimenti e i loro segnali vengono convertiti in informazioni sulla posizione. Nella seconda, invece dei giroscopi meccanici, vengono utilizzati giroscopi laser ad anello. Un giroscopio laser ad anello è un risonatore laser ad anello triangolare con un raggio laser diviso in due raggi che si propagano lungo un percorso chiuso in direzioni opposte. Lo spostamento angolare provoca una differenza nelle loro frequenze, che viene misurata e registrata. (Il sistema risponde ai cambiamenti nell'accelerazione di gravità e alla rotazione della Terra.) I dati di navigazione vengono inviati al POP e i dati di posizione nello spazio vengono inviati all'orizzonte artificiale di comando. Inoltre i dati vengono trasferiti al sistema FMS (vedi sotto). Guarda anche GIROSCOPIO; NAVIGAZIONE INERZIALE. Sistema di elaborazione e visualizzazione dei dati di volo (FMS). Il sistema FMS fornisce una visione continua della traiettoria di volo. Calcola velocità, altitudini, punti di salita e discesa che sono più efficienti in termini di consumo di carburante. In questo caso il sistema utilizza i piani di volo memorizzati nella sua memoria, ma permette anche al pilota di modificarli e di inserirne di nuovi attraverso il display del computer (FMC/CDU). Il sistema FMS genera e visualizza dati di volo, navigazione e operativi; impartisce inoltre comandi all'autopilota e al direttore di volo. Inoltre, fornisce una navigazione automatica continua dal momento del decollo al momento dell'atterraggio. I dati FMS vengono presentati sul pannello di controllo, sull'indicatore di assetto del comando e sul display del computer FMC/CDU.
DISPOSITIVI DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DEL MOTORE DELL'AEROMOBILE
Gli indicatori delle prestazioni del motore dell'aereo sono raggruppati al centro del pannello strumenti. Con il loro aiuto, il pilota controlla il funzionamento dei motori e inoltre (nella modalità di controllo di volo manuale) ne modifica i parametri operativi. Sono necessari numerosi indicatori e controlli per monitorare e controllare i sistemi idraulici, elettrici, di carburante e di manutenzione. Indicatori e controlli, situati sul pannello dell'ingegnere di volo o sul pannello incernierato, sono spesso posizionati su un diagramma sinottico corrispondente alla posizione degli attuatori. Gli indicatori mnemonici mostrano la posizione del carrello di atterraggio, dei flap e delle lamelle. Può essere indicata anche la posizione degli alettoni, degli stabilizzatori e degli spoiler.
DISPOSITIVI DI ALLARME
In caso di malfunzionamenti nel funzionamento di motori o sistemi, o di configurazione o modalità operativa errata dell'aeromobile, vengono generati messaggi di avviso, notifica o avviso per l'equipaggio. A tale scopo sono previsti mezzi di segnalazione visiva, acustica e tattile. I moderni sistemi di bordo possono ridurre il numero di fastidiosi allarmi. La priorità di quest'ultimo è determinata dal grado di urgenza. I display elettronici visualizzano i messaggi di testo nell'ordine e nell'enfasi adeguati alla loro importanza. I messaggi di avviso richiedono un'azione correttiva immediata. Notifica: richiede solo una conoscenza immediata e azioni correttive in futuro. I messaggi di avviso contengono informazioni importanti per l'equipaggio. I messaggi di avviso e notifica vengono generalmente realizzati sia in forma visiva che audio. I sistemi di allarme avvisano l'equipaggio in caso di violazioni delle normali condizioni operative dell'aeromobile. Ad esempio, il sistema di avviso di stallo avvisa l'equipaggio di tale minaccia mediante vibrazione di entrambe le colonne di controllo. Il sistema di avviso di prossimità al suolo fornisce messaggi di avviso vocali. Il sistema di allarme wind shear fornisce un avviso visivo e un messaggio vocale quando la rotta di un aereo incontra un cambiamento nella velocità o nella direzione del vento che potrebbe causare un'improvvisa diminuzione della velocità. Inoltre, sull'indicatore di assetto di comando viene visualizzata una scala di inclinazione, che consente al pilota di determinare rapidamente l'angolo di salita ottimale per ripristinare la traiettoria.
TENDENZE CHIAVE
La "Modalità S" - il collegamento dati previsto per il controllo del traffico aereo - consente ai controllori del traffico aereo di trasmettere messaggi ai piloti visualizzati sul parabrezza dell'aereo. Il Traffic Collision Alert System (TCAS) è un sistema di bordo che fornisce informazioni all'equipaggio sulle manovre richieste. Il sistema TCAS informa l'equipaggio della comparsa di altri aerei nelle vicinanze. Quindi emette un messaggio di avviso prioritario che indica le manovre necessarie per evitare una collisione. Il Global Positioning System (GPS), un sistema di navigazione satellitare militare che copre l’intero globo, è ora disponibile per gli utenti civili. Entro la fine del millennio i sistemi Laurent, Omega, VOR/DME e VORTAC furono quasi completamente sostituiti da sistemi satellitari. Il Flight Status Monitor (FSM), una combinazione avanzata dei sistemi di notifica e allarme esistenti, assiste l'equipaggio in situazioni di volo anomale e guasti al sistema. Il monitor FSM raccoglie dati da tutti i sistemi di bordo e invia istruzioni testuali all'equipaggio da seguire in situazioni di emergenza. Inoltre, monitora e valuta l'efficacia delle misure correttive adottate.
LETTERATURA
Dukhon Yu.I. ecc. Manuale sulle comunicazioni e sul supporto radiotecnico dei voli. M., 1979 Bodner V.A. Dispositivi informativi primari. M., 1981 Vorobiev V.G. Strumenti e sistemi di misura per l'aviazione. M., 1981
Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .
- Glossario dei termini militari
- (SOC di bordo) mezzi tecnici destinati alla registrazione e alla memorizzazione delle informazioni di volo che caratterizzano le condizioni di volo, le azioni dell'equipaggio e il funzionamento delle apparecchiature di bordo. Gli RNS vengono utilizzati per: analisi delle cause e... ... Wikipedia
Un insieme di metodi e mezzi per determinare la posizione e il movimento effettivi e desiderati di un aeromobile, considerato come un punto materiale. Il termine navigazione è più spesso applicato a tratte lunghe (navi, aerei, interplanetari... ... Enciclopedia di Collier
Un insieme di conoscenze applicate che consente agli ingegneri aeronautici di studiare nel campo dell'aerodinamica, dei problemi di resistenza, della costruzione di motori e della dinamica di volo degli aerei (cioè teoria) per creare un nuovo aereo o migliorare... ... L'Enciclopedia di Collier è un metodo per misurare l'accelerazione di una nave o di un aereo e determinarne la velocità, la posizione e la distanza percorsa da un punto di riferimento utilizzando un sistema autonomo. I sistemi di navigazione inerziale (guida) producono la navigazione... ... Enciclopedia di Collier
Dispositivo per il controllo automatico di un aeromobile (mantenendo una determinata rotta); utilizzato sui voli lunghi, consentendo al pilota di riposare. Dispositivi con lo stesso principio di funzionamento, ma diversi nella struttura, vengono utilizzati per controllare... ... Enciclopedia di Collier
Un insieme di imprese impegnate nella progettazione, produzione e collaudo di aeromobili, razzi, veicoli spaziali e navi, nonché dei relativi motori e apparecchiature di bordo (apparecchiature elettriche ed elettroniche, ecc.). Queste imprese... ... Enciclopedia di Collier
Il contenuto dell'articolo
STRUMENTI PER L'AVIAZIONE, strumentazione che aiuta il pilota a pilotare l'aereo. A seconda del loro scopo, gli strumenti di bordo dell'aeromobile si dividono in dispositivi di volo e di navigazione, dispositivi di monitoraggio del funzionamento dei motori dell'aeromobile e dispositivi di segnalazione. I sistemi di navigazione e le macchine automatiche liberano il pilota dalla necessità di monitorare costantemente le letture degli strumenti. Il gruppo degli strumenti di volo e navigazione comprende indicatori di velocità, altimetri, variometri, indicatori di assetto, bussole e indicatori di posizione dell'aeromobile. Gli strumenti che monitorano il funzionamento dei motori aeronautici includono tachimetri, manometri, termometri, indicatori di carburante, ecc.
Nei moderni strumenti di bordo, sempre più informazioni vengono visualizzate su un indicatore comune. Un indicatore combinato (multifunzionale) consente al pilota di coprire a colpo d'occhio tutti gli indicatori combinati al suo interno. I progressi nell'elettronica e nella tecnologia informatica hanno consentito una maggiore integrazione nella progettazione del pannello strumenti della cabina di pilotaggio e nell'avionica. I sistemi di controllo del volo digitale completamente integrati e i display CRT offrono al pilota una migliore comprensione dell'assetto e della posizione dell'aereo rispetto a quanto possibile in precedenza.
Un nuovo tipo di display combinato - la proiezione - dà al pilota la possibilità di proiettare le letture strumentali sul parabrezza dell'aereo, combinandole così con il panorama esterno. Questo sistema di visualizzazione viene utilizzato non solo sugli aerei militari, ma anche su alcuni aerei civili.
STRUMENTI DI VOLO E NAVIGAZIONE
La combinazione di strumenti di volo e di navigazione fornisce una descrizione delle condizioni dell'aeromobile e delle influenze necessarie sugli elementi di controllo. Tali strumenti includono indicatori di altitudine, posizione orizzontale, velocità relativa, velocità verticale e altimetro. Per una maggiore facilità d'uso, i dispositivi sono raggruppati a forma di T. Di seguito discuteremo brevemente ciascuno dei principali dispositivi.
Indicatore di atteggiamento.
L'indicatore di assetto è un dispositivo giroscopico che fornisce al pilota un'immagine del mondo esterno come sistema di coordinate di riferimento. L'indicatore di assetto ha una linea dell'orizzonte artificiale. Il simbolo dell'aereo cambia posizione rispetto a questa linea a seconda di come l'aereo stesso cambia posizione rispetto all'orizzonte reale. Nell'indicatore di assetto di comando, un indicatore di assetto convenzionale è combinato con uno strumento di controllo di volo. L'indicatore dell'assetto di comando mostra la posizione spaziale dell'aereo, gli angoli di beccheggio e rollio, la velocità al suolo, la deviazione della velocità (vero rispetto alla velocità dell'aria "di riferimento", che è impostata manualmente o calcolata dal computer di controllo del volo) e fornisce alcune informazioni di navigazione. Negli aerei moderni, l'indicatore di assetto di comando fa parte del sistema strumentale di navigazione di volo, che consiste di due coppie di tubi a raggi catodici colorati: due CRT per ciascun pilota. Un CRT è un indicatore di assetto di comando e l'altro è un dispositivo di pianificazione della navigazione ( vedi sotto). Gli schermi CRT mostrano informazioni sulla posizione spaziale e sulla posizione dell'aereo in tutte le fasi del volo.
Dispositivo di navigazione pianificato.
Il dispositivo di navigazione pianificato (PND) mostra la rotta, la deviazione dalla rotta indicata, il rilevamento della stazione di radionavigazione e la distanza da questa stazione. Il PNP è un indicatore combinato che combina le funzioni di quattro indicatori: indicatore di rotta, indicatore radiomagnetico, indicatori di rilevamento e distanza. Un POP elettronico con un indicatore di mappa integrato fornisce un'immagine della mappa a colori che indica la posizione reale dell'aereo rispetto agli aeroporti e agli aiuti alla radionavigazione a terra. Le visualizzazioni della direzione di volo, i calcoli delle virate e le traiettorie di volo desiderate forniscono la possibilità di giudicare la relazione tra la posizione reale dell'aereo e la posizione desiderata. Ciò consente al pilota di regolare rapidamente e con precisione la traiettoria di volo. Il pilota può anche visualizzare le condizioni meteorologiche prevalenti sulla mappa.
Indicatore di velocità.
Quando un aereo si muove nell'atmosfera, il flusso d'aria in arrivo crea una pressione ad alta velocità in un tubo di Pitot montato sulla fusoliera o sull'ala. La velocità relativa viene misurata confrontando la pressione dinamica (dinamica) con la pressione statica. Sotto l'influenza della differenza tra pressione dinamica e statica, si piega una membrana elastica, alla quale è collegata una freccia, che indica su una scala la velocità dell'aria in chilometri orari. L'indicatore della velocità mostra anche la velocità evolutiva, il numero di Mach e la velocità operativa massima. Un indicatore di velocità di riserva si trova sul pannello centrale.
Variometro.
Un variometro è necessario per mantenere una velocità costante di salita o discesa. Come un altimetro, un variometro è essenzialmente un barometro. Indica la velocità di variazione dell'altitudine misurando la pressione statica. Sono disponibili anche variometri elettronici. La velocità verticale è indicata in metri al minuto.
Altimetro.
L'altimetro determina l'altitudine sul livello del mare in base al rapporto tra pressione atmosferica e altitudine. Questo è, in sostanza, un barometro, calibrato non in unità di pressione, ma in metri. I dati dell'altimetro possono essere rappresentati in vari modi: utilizzando frecce, combinazioni di contatori, tamburi e frecce o tramite dispositivi elettronici che ricevono segnali dai sensori di pressione dell'aria. Guarda anche BAROMETRO.
SISTEMI DI NAVIGAZIONE E AUTOMATICI
Gli aeroplani sono dotati di varie macchine e sistemi di navigazione che aiutano il pilota a dirigere l'aereo lungo un determinato percorso ed eseguire manovre pre-atterraggio. Alcuni di questi sistemi sono completamente autonomi; altri richiedono la comunicazione radio con gli aiuti alla navigazione terrestre.
Sistemi di navigazione elettronica.
Esistono diversi sistemi elettronici di navigazione aerea. I radiofari omnidirezionali sono trasmettitori radio a terra con una portata fino a 150 km. In genere definiscono le vie aeree, forniscono indicazioni per l'avvicinamento e fungono da punti di riferimento per gli approcci strumentali. La direzione verso il faro omnidirezionale è determinata da un cercatore di direzione automatico a bordo, il cui risultato viene visualizzato da una freccia indicatore di rilevamento.
I principali mezzi internazionali di radionavigazione sono i radiofari azimutali omnidirezionali VOR; la loro portata raggiunge i 250 km. Tali radiofari vengono utilizzati per determinare la rotta aerea e per le manovre pre-atterraggio. Le informazioni VOR vengono visualizzate sul PNP e sugli indicatori a freccia rotante.
L'apparecchiatura di telemetria (DME) determina la portata della linea di vista entro circa 370 km da un radiofaro terrestre. Le informazioni sono presentate in formato digitale.
Per funzionare insieme ai beacon VOR, invece del transponder DME, viene solitamente installata l'attrezzatura di terra del sistema TACAN. Il sistema VORTAC composito offre la possibilità di determinare l'azimut utilizzando il radiofaro omnidirezionale VOR e la portata utilizzando il canale di rilevamento TACAN.
Un sistema di atterraggio strumentale è un sistema di segnalazione che fornisce una guida precisa a un aeromobile durante l'avvicinamento finale alla pista. I radiofari di localizzazione per l'atterraggio (portata di circa 2 km) guidano l'aereo fino alla linea centrale della pista di atterraggio; I segnalatori di planata producono un raggio radio diretto con un angolo di circa 3° rispetto alla pista di atterraggio. La rotta di atterraggio e l'angolo del percorso di planata sono presentati sull'indicatore di assetto di comando e sul POP. Gli indici situati sul lato e sul fondo dell'indicatore dell'assetto di comando mostrano le deviazioni dall'angolo del percorso di planata e dalla linea centrale della pista di atterraggio. Il sistema di controllo di volo presenta le informazioni del sistema di atterraggio strumentale tramite un mirino sull'indicatore di assetto di comando.
Omega e Laurent sono sistemi di radionavigazione che, utilizzando una rete di radiofari terrestri, forniscono un'area operativa globale. Entrambi i sistemi consentono di volare lungo qualsiasi percorso scelto dal pilota. "Loran" viene utilizzato anche durante l'atterraggio senza l'uso di attrezzature di avvicinamento di precisione. L'indicatore di assetto del comando, il POP e altri strumenti mostrano la posizione dell'aereo, la rotta e la velocità al suolo, nonché la rotta, la distanza e l'orario di arrivo stimato per i waypoint selezionati.
Sistemi inerziali.
Sistema di elaborazione e visualizzazione dei dati di volo (FMS).
Il sistema FMS fornisce una visione continua della traiettoria di volo. Calcola velocità, altitudini, punti di salita e discesa che sono più efficienti in termini di consumo di carburante. In questo caso il sistema utilizza i piani di volo memorizzati nella sua memoria, ma permette anche al pilota di modificarli e di inserirne di nuovi attraverso il display del computer (FMC/CDU). Il sistema FMS genera e visualizza dati di volo, navigazione e operativi; impartisce inoltre comandi all'autopilota e al direttore di volo. Inoltre, fornisce una navigazione automatica continua dal momento del decollo al momento dell'atterraggio. I dati FMS vengono presentati sul pannello di controllo, sull'indicatore di assetto del comando e sul display del computer FMC/CDU.
DISPOSITIVI DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DEL MOTORE DELL'AEROMOBILE
Gli indicatori delle prestazioni del motore dell'aereo sono raggruppati al centro del pannello strumenti. Con il loro aiuto, il pilota controlla il funzionamento dei motori e inoltre (nella modalità di controllo di volo manuale) ne modifica i parametri operativi.
Sono necessari numerosi indicatori e controlli per monitorare e controllare i sistemi idraulici, elettrici, di carburante e di manutenzione. Indicatori e controlli, situati sul pannello dell'ingegnere di volo o sul pannello incernierato, sono spesso posizionati su un diagramma sinottico corrispondente alla posizione degli attuatori. Gli indicatori mnemonici mostrano la posizione del carrello di atterraggio, dei flap e delle lamelle. Può essere indicata anche la posizione degli alettoni, degli stabilizzatori e degli spoiler.
DISPOSITIVI DI ALLARME
In caso di malfunzionamenti nel funzionamento di motori o sistemi, o di configurazione o modalità operativa errata dell'aeromobile, vengono generati messaggi di avviso, notifica o avviso per l'equipaggio. A tale scopo sono previsti mezzi di segnalazione visiva, acustica e tattile. I moderni sistemi di bordo possono ridurre il numero di fastidiosi allarmi. La priorità di quest'ultimo è determinata dal grado di urgenza. I display elettronici visualizzano i messaggi di testo nell'ordine e nell'enfasi adeguati alla loro importanza. I messaggi di avviso richiedono un'azione correttiva immediata. Notifica: richiede solo una conoscenza immediata e azioni correttive successivamente. I messaggi di avviso contengono informazioni importanti per l'equipaggio. I messaggi di avviso e notifica vengono generalmente realizzati sia in forma visiva che audio.
I sistemi di allarme avvisano l'equipaggio in caso di violazioni delle normali condizioni operative dell'aeromobile. Ad esempio, il sistema di avviso di stallo avvisa l'equipaggio di tale minaccia mediante vibrazione di entrambe le colonne di controllo. Il sistema di avviso di prossimità al suolo fornisce messaggi di avviso vocali. Il sistema di allarme wind shear fornisce un avviso visivo e un messaggio vocale quando la rotta di un aereo incontra un cambiamento nella velocità o nella direzione del vento che potrebbe causare un'improvvisa diminuzione della velocità. Inoltre, sull'indicatore di assetto di comando viene visualizzata una scala di inclinazione, che consente al pilota di determinare rapidamente l'angolo di salita ottimale per ripristinare la traiettoria.
TENDENZE CHIAVE
La “Modalità S”, il collegamento dati proposto per il controllo del traffico aereo, consente ai controllori del traffico aereo di trasmettere messaggi ai piloti visualizzati sul parabrezza dell'aereo. Il Traffic Collision Alert System (TCAS) è un sistema di bordo che fornisce informazioni all'equipaggio sulle manovre richieste. Il sistema TCAS informa l'equipaggio della comparsa di altri aerei nelle vicinanze. Quindi emette un messaggio di avviso prioritario che indica le manovre necessarie per evitare una collisione.
Il Global Positioning System (GPS), un sistema di navigazione satellitare militare che copre l’intero globo, è ora disponibile per gli utenti civili. Entro la fine del millennio i sistemi Laurent, Omega, VOR/DME e VORTAC furono quasi completamente sostituiti da sistemi satellitari.
Il Flight Status Monitor (FSM), una combinazione avanzata dei sistemi di notifica e allarme esistenti, assiste l'equipaggio in situazioni di volo anomale e guasti al sistema. Il monitor FSM raccoglie dati da tutti i sistemi di bordo e invia istruzioni testuali all'equipaggio da seguire in situazioni di emergenza. Inoltre, monitora e valuta l'efficacia delle misure correttive adottate.
Tipi di motore. Diversi tipi di aerei utilizzano diversi tipi di motori. Ad esempio, gli aerei leggeri e medi sono dotati di motori a combustione interna a benzina, che si differenziano per il metodo di raffreddamento (aria o acqua) e per il metodo di carburazione (con carburatore a galleggiante o senza galleggiante); Gli aerei pesanti a lungo raggio utilizzano motori che funzionano con carburante pesante, motori diesel, che forniscono un maggiore risparmio di carburante sui voli a lunga percorrenza.
Per ciascuno di questi motori esiste una serie di strumenti che forniscono il controllo razionale di questo motore e il controllo del suo funzionamento (Fig. 11).
Dato che l'arresto del motore in aria provoca un atterraggio forzato dell'aeromobile, il ruolo più importante è svolto dagli strumenti che monitorano il funzionamento del motore nel suo insieme e mostrano lo stato operativo delle sue singole unità. Utilizzando questi dispositivi, il pilota ha anche l'opportunità di regolare correttamente la modalità operativa del motore per mantenerne la forza e prolungarne la durata.
Inoltre, i dispositivi consentono il pieno utilizzo della potenza del motore per raggiungere la massima velocità di volo e manovrabilità nel combattimento aereo. Infine, con l'aiuto degli strumenti, è possibile impostare la modalità di funzionamento del motore più economica, che consente di risparmiare carburante durante il volo.
Attualmente, a causa della proliferazione dei motori a reazione, si è aperto un nuovo campo di lavoro per i progettisti di strumenti aeronautici. Costruiti su principi completamente diversi rispetto ai motori a combustione interna, i motori a reazione richiedono l'uso di nuovi progetti di strumenti aeronautici.
Motore a gas. Il funzionamento di questo motore si basa sullo sfruttamento dell'energia termica rilasciata dalla benzina durante la combustione nel cilindro del motore. L'energia della benzina bruciata viene convertita in lavoro meccanico nell'aria, creando una forza di trazione che garantisce l'avanzamento dell'aereo.
Per il normale funzionamento del motore durante l'intero volo è necessario un flusso ininterrotto di carburante al motore. Il carburante viene fornito ai cilindri del motore da un gruppo di unità integrate nel sistema di potenza del motore. L'approvvigionamento di carburante avviene in serbatoi di gas, solitamente posizionati all'interno degli aerei (ali degli aerei).
Indicatore di benzina indica la quantità di carburante presente nei serbatoi; Le letture di questo dispositivo sono particolarmente importanti per un pilota su un lungo volo.
L'ossigeno è necessario per la combustione della benzina nei cilindri del motore. Pertanto, la benzina deve entrare nei cilindri non in forma liquida, ma allo stato atomizzato insieme all'aria, sotto forma di una cosiddetta miscela combustibile. La miscela combustibile viene preparata nel carburatore. Un flusso costante di benzina al carburatore è assicurato da una pompa di benzina, che pompa continuamente la benzina dai serbatoi al carburatore ad una certa pressione costante, mantenuta da una valvola riduttrice di pressione. Per i motori a benzina con carburatori a galleggiante, questa pressione dovrebbe essere compresa tra 0,2 e 0,35 atm e, se è presente un carburatore senza galleggiante, 0,5-1 atm. Con una pressione ridotta, il flusso di carburante nel carburatore sarà insufficiente, causando interruzioni nel funzionamento del motore.
Fico. 11. Dispositivi che controllano il funzionamento di un motore aeronautico.
Il manometro della benzina misura la pressione alla quale la benzina entra nel carburatore. Le letture del contatore della benzina e del manometro della benzina caratterizzano le condizioni del sistema di alimentazione della benzina del motore e la fornitura ininterrotta di carburante.
La composizione della miscela combustibile preparata nel carburatore (ovvero il rapporto tra contenuto di benzina e aria) può essere diversa. Per determinare la composizione della miscela viene utilizzato un analizzatore di gas, che indica il cosiddetto coefficiente di eccesso d'aria α. Piccolo coefficiente α. indica che la quantità di aria nella miscela non è sufficiente per la completa combustione della benzina; tale miscela è detta “ricca”. Un coefficiente α elevato indica un eccesso di aria, in questo caso la miscela si dice “magra”. Ciascuna modalità operativa del motore richiede la propria composizione della miscela.
Durante lo spostamento, le parti del motore superano la resistenza di attrito, che comporta l'usura delle parti e la perdita di potenza del motore. Il sistema di lubrificazione del motore garantisce una fornitura costante di olio a tutte le parti soggette a sfregamento per ridurre l'attrito e l'usura dei materiali. Per garantire una lubrificazione sufficiente e ininterrotta, l'olio viene fornito sotto la pressione creata da una pompa dell'olio. Nei moderni motori aeronautici, questa pressione viene mantenuta costante entro 5-8 atm utilizzando una valvola riduttrice di pressione. La pressione nel sistema di lubrificazione è indicata dal manometro dell'olio.
Il normale funzionamento del motore dipende in gran parte anche dalla temperatura dell'olio lubrificante. A basse temperature (sotto i 10-20° C), la viscosità dell'olio aumenta notevolmente, la sua portata attraverso le tubazioni diminuisce ed è particolarmente difficile fornire olio attraverso canali di piccola sezione trasversale per lubrificare i cuscinetti del motore.
Anche una temperatura dell'olio troppo elevata ha un effetto negativo sulle prestazioni del motore. Alle alte temperature la viscosità dell'olio diminuisce, diventa fluido e viene poco trattenuto negli interstizi tra le parti di sfregamento; a temperature eccessivamente elevate l'olio brucia ed i prodotti della sua combustione intasano le superfici di sfregamento. Pertanto, è necessario mantenere la temperatura dell'olio lubrificante entro determinati limiti, ad esempio all'ingresso del motore 55-70 ° C, all'uscita del motore 90-110 ° C. Gli aumenti a breve termine della temperatura dell'olio sono accettabili entro certi limiti.
Viene misurata la temperatura dell'olio termometro dell'olio. La modifica della temperatura dell'olio in volo si ottiene in due modi: modificando la velocità del motore o modificando le condizioni di raffreddamento del radiatore dell'olio. Ad esempio, quando la temperatura dell'olio è troppo elevata, riducono la velocità del motore o aprono le serrande del radiatore dell'olio, aumentando così il flusso d'aria e, di conseguenza, il raffreddamento.
Quando la miscela combustibile brucia, viene rilasciata una grande quantità di calore e i cilindri del motore diventano molto caldi. Quando la temperatura è troppo elevata, i cilindri iniziano a deformarsi, provocando il grippaggio dei pistoni del motore. Per mantenere la temperatura dei cilindri e dei pistoni entro limiti accettabili è necessario utilizzare il raffreddamento artificiale. A seconda del metodo di rimozione del calore, i motori degli aerei sono suddivisi in motori raffreddati ad aria e raffreddati a liquido.
Con il raffreddamento ad aria, i cilindri vengono soffiati da un flusso d'aria. La temperatura dei cilindri di questi motori viene monitorata misurando la temperatura delle testate con appositi termometri. Il limite di riscaldamento consentito per le testate dei motori è 240-250° C.
Quando il motore è raffreddato a liquido, il calore in eccesso viene rimosso dall'acqua o da un liquido speciale che lava continuamente le pareti esterne dei cilindri e cede il calore all'aria contenuta nel radiatore. Nei motori raffreddati a liquido, il riscaldamento dei cilindri viene valutato indirettamente, in base alla temperatura del liquido che esce dalle camicie dei cilindri. Questa temperatura ha anche un limite consentito, che varia da motore a motore, a seconda della struttura del sistema di raffreddamento e delle proprietà del liquido di raffreddamento.
Con il raffreddamento ad acqua, la temperatura dell'acqua consentita all'uscita è di circa 85-90 ° C. Per aumentare questo limite vengono utilizzati liquidi speciali con punto di ebollizione superiore a 100 ° C, nonché sistemi di raffreddamento funzionanti a pressione elevata. In questi casi, il limite superiore della temperatura del liquido può essere aumentato a 110-120 °C. Viene misurata la temperatura del liquido in uscita dalle camicie del cilindro termometro dell'acqua.
Non solo il surriscaldamento è pericoloso per il motore, ma anche un raffreddamento eccessivo dei cilindri, poiché ciò riduce la velocità di combustione della miscela combustibile. Il motore perde la risposta dell'acceleratore, cioè la velocità di transizione ad un'altra modalità operativa. La perdita di risposta dell'acceleratore è particolarmente pericolosa durante l'atterraggio, quando in alcuni casi è necessario aumentare rapidamente la velocità dell'elica per non perdere velocità.
La temperatura minima consentita delle testate per i motori raffreddati ad aria è di circa 120 ° C. La temperatura minima del liquido di raffreddamento all'uscita del motore, così come la temperatura dell'olio lubrificante, devono essere regolate rigorosamente entro i limiti specificati.
In volo, la temperatura viene controllata modificando la modalità operativa del motore o aprendo le persiane del radiatore, modificando così le condizioni di raffreddamento. Alcuni motori sono dotati di macchine automatiche che mantengono una determinata temperatura dei cilindri o del fluido modificando le condizioni di raffreddamento. Tuttavia, l'uso di macchine automatiche non esclude l'uso di termometri per monitorare la funzionalità delle macchine automatiche.
La spinta dell'elica, che spinge l'aereo in aria, dipende dal numero di giri al minuto dell'elica, e quindi dal numero di giri al minuto dell'albero motore. Viene visualizzata la velocità di rotazione dell'albero motore tachimetro. La maggior parte dei motori sono dotati di un dispositivo automatico che mantiene costante il numero di giri dell'elica modificando l'angolo delle pale (passo dell'elica). In questo caso, il contagiri mostra quanto bene funziona la macchina dell'elica. Durante il decollo, per utilizzare al meglio la potenza del motore, il controllo dell'elica viene solitamente modificato per aumentare la velocità.
Per la combustione completa della benzina è necessaria una certa quantità di ossigeno. L'ossigeno è contenuto nell'aria aspirata dal motore. Ma ad alta quota l'aria è molto rarefatta e quando viene aspirata nei cilindri non c'è abbastanza ossigeno per bruciare il carburante. Per questo motivo, la potenza del motore diminuisce in quota. È necessario dotare i motori ad alta quota di un compressore che comprime l'aria e la fornisce alla pressione richiesta ai cilindri.
Questa pressione è chiamata pressione di sovralimentazione e viene misurata manometro e vacuometro. Numerosi motori sono dotati di un dispositivo automatico che mantiene costante la pressione di sovralimentazione nella linea di aspirazione di un motore aeronautico. Durante il decollo, la pressione di sovralimentazione aumenta di 100-200 mm Hg. Art., necessario per aumentare la potenza sviluppata dal motore.
Per mantenere la risposta del motore richiesta, la benzina nel carburatore deve evaporare ad una velocità sufficiente. La velocità di evaporazione dipende dalla temperatura del carburatore, che viene misurata con un termometro per carburatore.
Motore a carburante pesante. Recentemente, sugli aerei hanno iniziato a utilizzare motori diesel: motori alimentati da combustibili pesanti (cherosene, petrolio, gasolio). Il vantaggio principale di un motore diesel rispetto a un motore a benzina è il minor consumo di carburante.
Il sistema di alimentazione diesel è simile al sistema di alimentazione di un motore a benzina, dotato di un carburatore senza galleggiante con iniezione diretta di carburante. Il carburante scorre dal serbatoio alla pompa del carburante, da dove viene fornito alla pompa del carburante sotto una pressione di 2-4 atm. La pompa pompa il carburante ad una pressione di 500-1000 atm negli iniettori, che iniettano il carburante nei cilindri del motore. Il carburante non viene acceso da una candela elettrica, come nei motori a benzina, ma si accende riscaldando l'aria. L'aria viene riscaldata alla temperatura richiesta grazie al suo elevato grado di compressione nei cilindri del motore.
La quantità di carburante nei serbatoi viene misurata da un indicatore del carburante, proprio come in un motore a benzina. Per misurare la pressione alla quale il carburante viene fornito dalla pompa alla pompa del carburante, viene utilizzato un manometro del carburante, simile nel design a un manometro della benzina, ma diverso nel campo di misurazione. I manometri del carburante utilizzati sui motori diesel hanno un intervallo di misurazione fino a 6 atm e un manometro per un motore a benzina con carburatore a galleggiante - fino a 1 atm; su un motore a benzina con iniezione diretta viene utilizzato un manometro con un intervallo di misurazione di 1,5-3 atm.
Uno strumento che misura il consumo istantaneo di carburante, il cosiddetto flussometro del carburante.
Il controllo del motore diesel si basa su un principio diverso rispetto al controllo del motore a benzina. In un motore a carburatore, la potenza viene variata modificando la quantità di miscela di carburante fornita ai cilindri. Per fare ciò aprire la valvola a farfalla collegata alla manopola di comando (settore farfalla). La modifica della potenza del diesel si ottiene modificando la quantità di carburante fornita attraverso uno speciale dispositivo di bypass nella pompa del carburante. Il rack di controllo della pompa è collegato alla maniglia del settore carburante situata nella cabina di pilotaggio.
In un motore diesel, il carburante fornito deve essere dosato accuratamente e pertanto è necessaria una misurazione accurata del consumo istantaneo di carburante. Naturalmente un motore diesel non necessita di un analizzatore di gas e di un termometro del carburatore. I sistemi di lubrificazione e raffreddamento di un motore diesel corrispondono a circuiti simili di un motore a benzina. Pertanto, nei motori diesel vengono utilizzati gli stessi strumenti di controllo e misurazione: manometro dell'olio, termometri dell'acqua e dell'olio, termometro della testata.
I motori diesel utilizzano anche un sistema di sovralimentazione per mantenere la loro potenza a un livello elevato. A causa dell'assenza di detonazione del carburante, un motore diesel consente una pressione di sovralimentazione maggiore rispetto a un motore a benzina. I manometri e i vacuometri utilizzati nei motori diesel hanno un limite di misurazione corrispondentemente più elevato.