Urządzenia monitorujące silnik mierzą: ciśnienie i temperaturę paliwa i oleju silnikowego; prędkość obrotowa wału korbowego silnika, ilość i godzinowe zużycie paliwa; temperatura głowic cylindrów lub gazów spalinowych, wibracje i inne parametry. Znajomość tych parametrów pozwala kontrolować tryby pracy silnika na Ziemi i w locie.
Manometry
Samolot wyposażony jest w manometry umożliwiające monitorowanie ciśnienia w układach olejowo-paliwowych silnika, układzie hydraulicznym, układzie rozruchu powietrznego silnika oraz aparaturze tlenowej.
a) Manometry i podciśnienie zmierzyć ciśnienie mieszanki palnej w rurze ssącej silnika lotniczego w zakresie od 0 do 1,5 - 2 atm. Elementem czułym jest skrzynka aneroidowa (rys. 1), zamontowana w szczelnej obudowie. Zmierzone ciśnienie wchodzi poprzez złączkę do korpusu urządzenia. Kiedy ciśnienie się zmienia, pudełko aneroidu ulega deformacji i przesuwa strzałkę przez mechanizm przekładni.
Ryż. 1 – Manometr ciśnienia i podciśnienia
1 – skrzynka aneroidowa; 2 – stały środek skrzynki; 3 – ruchomy środek skrzynki; 4 – kompensator temperatury; 5 – przyczepność; 6 – dopasowanie; 7 – wałek; 8 – sektor przekładni; 9 – strzałka; 10 – wiosna
b) Manometry mechaniczne
Zasada działania manometru mechanicznego (rys. 2) opiera się na zastosowaniu czułego elementu - sprężyny rurowej 1, do której przez złączkę wchodzi mierzone ciśnienie. Pod wpływem tego nacisku sprężyna rozszerza się, a jej wolny koniec 2, poruszając się, przesuwa strzałkę.
Ryż. 2 Schemat kinematyczny manometru mechanicznego
1 – sprężyna rurowa; 2 – ruchomy koniec sprężyny rurowej
Przykład zastosowania takiego manometru (MA-100) w samolocie L-410 UVP, który przeznaczony jest do pomiaru ciśnienia mieszanki hydraulicznej w układzie hamulca postojowego. Przednia część wskaźnika pokazana jest na ryc. 3.
Dwuwskazówkowy manometr mechaniczny LUN-1446.01-8 przeznaczony jest do pomiaru ciśnienia w układzie hamulcowym. Przednia część wskaźnika pokazana jest na ryc. 3. Zasada działania jest podobna jak w przypadku manometru MA-100.
Ryż. 3 Przednie części wskaźników manometrów MA-100 i LUN-1446.01-8
c) Zdalne manometry zmierzyć ciśnienie paliwa, oleju, mieszanki hydraulicznej w układzie hamulcowym. Składają się z czujników zainstalowanych na silniku i wskaźników na desce rozdzielczej pilota.
1 – magnes trwały; 2 – ruchomy magnes 1 – membrana; 2 – pręt; 3 – kotwica;
3 – potencjometr; 4 – styk ślizgowy; 4 – diody; 5 – ruchomy magnes;
5 – membrana 6 – strzałka
Ryż. Rys. 4 - Schemat zdalnego sterowania Rys. 5 - Schemat manometru
manometr na prąd stały na prąd przemienny
Manometr z czujnikiem potencjometrycznym (rys. 4) stanowi szczelną obudowę, wewnątrz której znajduje się skrzynka manometru. Zmierzone ciśnienie dostaje się do skrzynki ciśnieniowej, która odkształca skrzynkę ciśnieniową. Odkształcenie skrzynki manometrycznej przetwarzane jest na ruch styku ślizgowego potencjometru P, wchodzącego w obwód mostkowy z miernikiem. Zestaw zasilany jest z sieci prądu stałego.
Wady przetworników potencjometrycznych wiążą się ze zużyciem potencjometru, uszkodzeniem styków na skutek wibracji i wahań mierzonego ciśnienia oraz podwyższonymi temperaturami.
Te niedociągnięcia są eliminowane w zdalnych manometrach indukcyjnych typu DIM. W nich ruch ruchomego środka skrzynki dociskowej pod wpływem ciśnienia przekształca się w zmianę szczelin powietrznych w obwodzie magnetycznym, na którym zamontowane są cewki indukcyjne. Zmiana przerw prowadzi do zmian w indukcyjnościach zawartych w obwodzie mostka prądu przemiennego.
Ryż. 6 Przednie części manometrów dwuwskazówkowych 2DIM-240 i 2DIM-150
Przykład zastosowania manometru DIM na samolocie L-410 UVP: Ciśnienie w sieci głównej i w obwodzie hamulcowym jest wyświetlane za pomocą zdalnego manometru indukcyjnego 2DIM-240. W skład zestawu zdalnego manometru indukcyjnego 2DIM-240 wchodzą: manometr dwuwskazówkowy UI2-240K (rys. 6) oraz dwa czujniki ciśnienia ID-240.
Zestaw zasilany jest z sieci prądu przemiennego 36 V 400 Hz.
Treść artykułu
INSTRUMENTY LOTNICZE, oprzyrządowanie pomagające pilotowi pilotować statek powietrzny. W zależności od przeznaczenia przyrządy pokładowe statku powietrznego dzielą się na urządzenia pokładowe i nawigacyjne, urządzenia monitorujące pracę silnika statku powietrznego oraz urządzenia sygnalizacyjne. Systemy nawigacyjne i automaty uwalniają pilota od konieczności ciągłego monitorowania wskazań przyrządów. Do grupy przyrządów lotniczych i nawigacyjnych zaliczają się: prędkościomierze, wysokościomierze, wariometry, wskaźniki położenia przestrzennego, kompasy oraz wskaźniki pozycji statku powietrznego. Do przyrządów monitorujących pracę silników lotniczych zaliczają się tachometry, manometry, termometry, wskaźniki poziomu paliwa itp.
W nowoczesnych przyrządach pokładowych coraz więcej informacji wyświetla się na wspólnym wskaźniku. Wskaźnik kombinowany (wielofunkcyjny) pozwala pilotowi jednym rzutem oka objąć wszystkie połączone w nim wskaźniki. Postępy w elektronice i technologii komputerowej umożliwiły większą integrację konstrukcji tablicy przyrządów w kokpicie i awioniki. W pełni zintegrowane cyfrowe systemy sterowania lotem i wyświetlacze CRT dają pilotowi lepsze zrozumienie położenia i pozycji statku powietrznego niż było to wcześniej możliwe.
Nowy typ wyświetlacza kombinowanego – projekcja – daje pilotowi możliwość rzutowania odczytów przyrządów na przednią szybę samolotu, łącząc je w ten sposób z panoramą zewnętrzną. Ten system wyświetlania jest stosowany nie tylko w samolotach wojskowych, ale także w niektórych samolotach cywilnych.
PRZYRZĄDY LOTNICZE I NAWIGACYJNE
Połączenie przyrządów pokładowych i nawigacyjnych zapewnia opis stanu statku powietrznego i niezbędnych wpływów na elementy sterujące. Do takich instrumentów należą wskaźniki wysokości, położenia poziomego, prędkości lotu, prędkości pionowej i wysokościomierza. Dla większej łatwości użytkowania urządzenia pogrupowano w kształcie litery T. Poniżej omówimy pokrótce każde z głównych urządzeń.
Wskaźnik nastawienia.
Wskaźnik położenia przestrzennego to urządzenie żyroskopowe, które zapewnia pilotowi obraz świata zewnętrznego jako referencyjny układ współrzędnych. Wskaźnik położenia ma sztuczną linię horyzontu. Symbol samolotu zmienia położenie względem tej linii w zależności od tego, jak sam samolot zmienia położenie względem rzeczywistego horyzontu. We wskaźniku położenia dowodzenia konwencjonalny wskaźnik położenia jest połączony z przyrządem sterowania lotem. Wskaźnik położenia dowodzenia pokazuje położenie przestrzenne statku powietrznego, kąty pochylenia i przechylenia, prędkość względem ziemi, odchylenie prędkości (w odniesieniu do „referencyjnej” prędkości powietrza, która jest ustawiana ręcznie lub obliczana przez komputer sterujący lotem) i dostarcza pewnych informacji nawigacyjnych. We współczesnych samolotach wskaźnik położenia dowodzenia stanowi część systemu przyrządów nawigacji lotniczej, który składa się z dwóch par kolorowych lamp elektronopromieniowych – po dwa CRT dla każdego pilota. Jeden CRT to wskaźnik położenia dowodzenia, a drugi to urządzenie do planowania nawigacji ( patrz poniżej). Ekrany CRT wyświetlają informacje o położeniu przestrzennym i położeniu statku powietrznego we wszystkich fazach lotu.
Planowane urządzenie nawigacyjne.
Planowane urządzenie nawigacyjne (PND) pokazuje kurs, odchylenie od zadanego kursu, namiar stacji radionawigacyjnej oraz odległość do tej stacji. PNP to wskaźnik kombinowany, który łączy w sobie funkcje czterech wskaźników – wskaźnika kursu, wskaźnika radiomagnetycznego, wskaźnika namiaru i zasięgu. Elektroniczny POP z wbudowanym wskaźnikiem mapy zapewnia kolorowy obraz mapy wskazujący rzeczywistą lokalizację statku powietrznego względem lotnisk i naziemnych pomocy radionawigacyjnych. Wyświetlanie kierunku lotu, obliczanie zwrotów i pożądanych torów lotu umożliwiają ocenę związku pomiędzy rzeczywistą pozycją statku powietrznego a pożądaną. Dzięki temu pilot może szybko i precyzyjnie dostosować tor lotu. Pilot może także wyświetlić na mapie panujące warunki pogodowe.
Wskaźnik prędkości.
Kiedy samolot porusza się w atmosferze, nadlatujący strumień powietrza wytwarza przy dużej prędkości ciśnienie w rurce Pitota zamontowanej na kadłubie lub skrzydle. Prędkość lotu mierzy się poprzez porównanie ciśnienia prędkości (dynamicznego) z ciśnieniem statycznym. Pod wpływem różnicy ciśnień dynamicznych i statycznych ugina się elastyczna membrana, do której podłączona jest strzałka wskazująca na skali prędkość powietrza w kilometrach na godzinę. Wskaźnik prędkości pokazuje także prędkość ewolucyjną, liczbę Macha i maksymalną prędkość operacyjną. Zapasowy wskaźnik prędkości znajduje się na panelu centralnym.
Wariometr.
Wariometr jest niezbędny do utrzymania stałej prędkości wznoszenia i opadania. Podobnie jak wysokościomierz, wariometr jest zasadniczo barometrem. Wskazuje szybkość zmiany wysokości poprzez pomiar ciśnienia statycznego. Dostępne są również wariometry elektroniczne. Prędkość pionowa jest wyrażana w metrach na minutę.
Wysokościomierz.
Wysokościomierz określa wysokość nad poziomem morza na podstawie zależności pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym a wysokością. Jest to w istocie barometr skalibrowany nie w jednostkach ciśnienia, ale w metrach. Dane wysokościomierza można przedstawić na różne sposoby - za pomocą strzałek, kombinacji liczników, bębnów i strzałek lub za pomocą urządzeń elektronicznych odbierających sygnały z czujników ciśnienia powietrza. Zobacz także BAROMETR.
SYSTEMY NAWIGACJI I AUTOMATYKA
Samoloty wyposażone są w różnorodne maszyny i systemy nawigacyjne, które pomagają pilotowi nawigować samolotem po zadanej trasie oraz wykonywać manewry przed lądowaniem. Niektóre takie systemy są całkowicie autonomiczne; inne wymagają łączności radiowej z naziemnymi pomocami nawigacyjnymi.
Elektroniczne systemy nawigacji.
Istnieje wiele różnych elektronicznych systemów nawigacji powietrznej. Radiolatarnie dookólne to naziemne nadajniki radiowe o zasięgu do 150 km. Zwykle definiują drogi powietrzne, zapewniają wskazówki dotyczące podejścia i służą jako punkty odniesienia dla podejść według wskazań przyrządów. Kierunek do latarni dookólnej wyznaczany jest przez automatyczny namierzacz pokładowy, którego sygnał wyjściowy jest wyświetlany w postaci strzałki wskaźnika namiaru.
Głównymi międzynarodowymi środkami radionawigacji są dookólne azymutalne radiolatarnie VOR; ich zasięg sięga 250 km. Takie radiolatarnie służą do wyznaczania trasy lotu i manewrów przed lądowaniem. Informacje VOR są wyświetlane na wskaźnikach PNP i obrotowych strzałkach.
Sprzęt do pomiaru odległości (DME) określa zasięg w linii wzroku w promieniu około 370 km od naziemnej latarni radiowej. Informacje prezentowane są w formie cyfrowej.
Do współpracy z radiolatarniami VOR zamiast transpondera DME zwykle instaluje się sprzęt naziemny systemu TACAN. Złożony system VORTAC zapewnia możliwość określenia azymutu za pomocą radiolatarni dookólnej VOR oraz zasięgu za pomocą kanału odległościowego TACAN.
System lądowania według wskazań przyrządów to system latarni zapewniający precyzyjne prowadzenie statku powietrznego podczas końcowego podejścia do pasa startowego. Radiolatarnie lokalizacyjne do lądowania (zasięg około 2 km) naprowadzają statek powietrzny na linię środkową pasa startowego; latarnie ścieżki schodzenia wytwarzają wiązkę radiową skierowaną pod kątem około 3° do pasa lądowania. Kurs lądowania i kąt ścieżki schodzenia są prezentowane na wskaźniku położenia dowodzenia i POP. Wskaźniki umieszczone z boku i na dole wskaźnika położenia dowodzenia pokazują odchylenia od kąta ścieżki schodzenia i linii środkowej pasa lądowania. System sterowania lotem przedstawia informacje o systemie lądowania według wskazań przyrządów za pomocą krzyżyka na wskaźniku położenia dowodzenia.
Omega i Laurent to systemy radionawigacji, które wykorzystując sieć naziemnych radiolatarni zapewniają globalny obszar działania. Obydwa systemy pozwalają na loty dowolną trasą wybraną przez pilota. „Loran” jest również używany podczas lądowania bez użycia sprzętu do precyzyjnego podejścia. Wskaźnik położenia dowodzenia, POP i inne przyrządy pokazują pozycję statku powietrznego, trasę i prędkość względem ziemi, a także kurs, odległość i szacowany czas przybycia do wybranych punktów nawigacyjnych.
Układy inercyjne.
System przetwarzania i wyświetlania danych lotu (FMS).
System FMS zapewnia ciągły podgląd toru lotu. Oblicza prędkości lotu, wysokości, punkty wznoszenia i opadania, które są najbardziej oszczędne pod względem paliwa. W tym przypadku system korzysta z planów lotu zapisanych w jego pamięci, ale pozwala także pilotowi na ich zmianę i wprowadzanie nowych poprzez wyświetlacz komputera (FMC/CDU). System FMS generuje i wyświetla dane lotnicze, nawigacyjne i operacyjne; wydaje także polecenia autopilotowi i dyrektorowi lotu. Ponadto zapewnia ciągłą automatyczną nawigację od momentu startu do momentu lądowania. Dane FMS prezentowane są na panelu sterowania, wskaźniku położenia dowodzenia i wyświetlaczu komputera FMC/CDU.
URZĄDZENIA STERUJĄCE PRACĄ SILNIKA POWIETRZNEGO
Wskaźniki wydajności silnika samolotu są zgrupowane pośrodku tablicy przyrządów. Za ich pomocą pilot kontroluje pracę silników, a także (w trybie ręcznego sterowania lotem) zmienia ich parametry pracy.
Do monitorowania i sterowania układami hydraulicznymi, elektrycznymi, paliwowymi i konserwacyjnymi wymagane są liczne wskaźniki i elementy sterujące. Wskaźniki i elementy sterujące, umieszczone na panelu inżyniera pokładowego lub na panelu zawiasowym, często są umieszczone na schemacie synoptycznym odpowiadającym rozmieszczeniu siłowników. Wskaźniki mnemoniczne pokazują położenie podwozia, klap i listew. Można również wskazać położenie lotek, stabilizatorów i spojlerów.
URZĄDZENIA ALARMOWE
W przypadku wystąpienia nieprawidłowości w pracy silników lub układów, nieprawidłowej konfiguracji lub trybu pracy statku powietrznego, dla załogi generowane są komunikaty ostrzegawcze, powiadamiające lub doradcze. W tym celu zapewnione są środki sygnalizacji wizualnej, dźwiękowej i dotykowej. Nowoczesne systemy pokładowe mogą zmniejszyć liczbę irytujących alarmów. Priorytet tego ostatniego zależy od stopnia pilności. Wyświetlacze elektroniczne wyświetlają komunikaty tekstowe w kolejności i z naciskiem odpowiednim do ich ważności. Komunikaty ostrzegawcze wymagają natychmiastowych działań naprawczych. Powiadomienie - wymaga jedynie natychmiastowego zapoznania się i działań korygujących - później. Komunikaty doradcze zawierają informacje ważne dla załogi. Komunikaty ostrzegawcze i powiadomienia są zwykle tworzone zarówno w formie wizualnej, jak i dźwiękowej.
Systemy ostrzegawczo-alarmowe ostrzegają załogę o naruszeniach normalnych warunków eksploatacji statku powietrznego. Przykładowo system ostrzegania o przeciągnięciu ostrzega załogę o takim zagrożeniu poprzez wibracje obu kolumn sterujących. System ostrzegania o bliskości gruntu zapewnia głosowe komunikaty ostrzegawcze. System ostrzegania o uskoku wiatru zapewnia wizualne ostrzeżenie i komunikat głosowy w przypadku napotkania na trasie lotu zmiany prędkości lub kierunku wiatru, która może spowodować nagły spadek prędkości. Dodatkowo na wskaźniku położenia dowodzenia wyświetlana jest skala nachylenia, która pozwala pilotowi szybko określić optymalny kąt wznoszenia w celu przywrócenia trajektorii.
KLUCZOWE TRENDY
„Tryb S”, proponowane łącze danych dla kontroli ruchu lotniczego, umożliwia kontrolerom ruchu lotniczego przesyłanie pilotom komunikatów wyświetlanych na przedniej szybie samolotu. System ostrzegania o kolizjach drogowych (TCAS) to system pokładowy, który dostarcza załodze informacji o wymaganych manewrach. System TCAS informuje załogę o pojawieniu się w pobliżu innych statków powietrznych. Następnie wysyła komunikat ostrzegawczy o priorytecie, wskazujący manewry wymagane do uniknięcia kolizji.
Globalny system pozycjonowania (GPS), wojskowy system nawigacji satelitarnej obejmujący swoim zasięgiem cały glob, jest teraz dostępny dla użytkowników cywilnych. Pod koniec tysiąclecia systemy Laurent, Omega, VOR/DME i VORTAC zostały niemal całkowicie zastąpione systemami satelitarnymi.
Monitor stanu lotu (FSM), zaawansowana kombinacja istniejących systemów powiadamiania i ostrzegania, pomaga załodze w nietypowych sytuacjach podczas lotu i awariach systemów. Monitor FSM zbiera dane ze wszystkich systemów pokładowych i wydaje załodze tekstowe instrukcje, których należy przestrzegać w sytuacjach awaryjnych. Ponadto monitoruje i ocenia skuteczność podjętych działań naprawczych.
INSTRUMENTY LOTNICZE
oprzyrządowanie pomagające pilotowi pilotować statek powietrzny. W zależności od przeznaczenia przyrządy pokładowe statku powietrznego dzielą się na urządzenia pokładowe i nawigacyjne, urządzenia monitorujące pracę silnika statku powietrznego oraz urządzenia sygnalizacyjne. Systemy nawigacyjne i automaty uwalniają pilota od konieczności ciągłego monitorowania wskazań przyrządów. Do grupy przyrządów lotniczych i nawigacyjnych zaliczają się: prędkościomierze, wysokościomierze, wariometry, wskaźniki położenia przestrzennego, kompasy oraz wskaźniki pozycji statku powietrznego. Do przyrządów monitorujących pracę silników lotniczych zaliczają się tachometry, manometry, termometry, wskaźniki poziomu paliwa itp. W nowoczesnych przyrządach pokładowych coraz więcej informacji wyświetla się na wspólnym wskaźniku. Wskaźnik kombinowany (wielofunkcyjny) pozwala pilotowi jednym rzutem oka objąć wszystkie połączone w nim wskaźniki. Postępy w elektronice i technologii komputerowej umożliwiły większą integrację konstrukcji tablicy przyrządów w kokpicie i awioniki. W pełni zintegrowane cyfrowe systemy sterowania lotem i wyświetlacze CRT dają pilotowi lepsze zrozumienie położenia i pozycji statku powietrznego niż było to wcześniej możliwe.
PANEL STEROWANIA nowoczesnego samolotu pasażerskiego jest bardziej przestronny i mniej zagracony niż w starszych samolotach. Elementy sterujące znajdują się bezpośrednio „pod ręką” i „pod stopą” pilota.
Nowy typ wyświetlacza kombinowanego – projekcja – daje pilotowi możliwość rzutowania odczytów przyrządów na przednią szybę samolotu, łącząc je w ten sposób z panoramą zewnętrzną. Ten system wyświetlania jest stosowany nie tylko w samolotach wojskowych, ale także w niektórych samolotach cywilnych.
PRZYRZĄDY LOTNICZE I NAWIGACYJNE
Połączenie przyrządów pokładowych i nawigacyjnych zapewnia opis stanu statku powietrznego i niezbędnych wpływów na elementy sterujące.
Wskaźnik nastawienia. Wskaźnik położenia przestrzennego to urządzenie żyroskopowe, które zapewnia pilotowi obraz świata zewnętrznego jako referencyjny układ współrzędnych. Wskaźnik położenia ma sztuczną linię horyzontu. Symbol samolotu zmienia położenie względem tej linii w zależności od tego, jak sam samolot zmienia położenie względem rzeczywistego horyzontu. We wskaźniku położenia dowodzenia konwencjonalny wskaźnik położenia jest połączony z przyrządem sterowania lotem. Wskaźnik położenia dowodzenia pokazuje położenie statku powietrznego, kąty pochylenia i przechylenia, prędkość względem ziemi, odchylenie prędkości (w odniesieniu do „referencyjnej” prędkości powietrza, która jest ustawiana ręcznie lub obliczana przez komputer sterujący lotem) i dostarcza pewnych informacji nawigacyjnych. We współczesnych samolotach wskaźnik położenia dowodzenia stanowi część systemu przyrządów nawigacji lotniczej, który składa się z dwóch par kolorowych lamp elektronopromieniowych – po dwa CRT dla każdego pilota. Jeden CRT to wskaźnik położenia dowodzenia, a drugi to instrument nawigacji planistycznej (patrz poniżej). Ekrany CRT wyświetlają informacje o położeniu przestrzennym i położeniu statku powietrznego we wszystkich fazach lotu.
Planowane urządzenie nawigacyjne. Planowane urządzenie nawigacyjne (PND) pokazuje kurs, odchylenie od zadanego kursu, namiar stacji radionawigacyjnej oraz odległość do tej stacji. PNP to wskaźnik kombinowany, który łączy w sobie funkcje czterech wskaźników – wskaźnika kursu, wskaźnika radiomagnetycznego, wskaźnika namiaru i zasięgu. Elektroniczny POP z wbudowanym wskaźnikiem mapy zapewnia kolorowy obraz mapy wskazujący rzeczywistą lokalizację statku powietrznego w stosunku do lotnisk i naziemnych pomocy radionawigacyjnych. Wyświetlanie kierunku lotu, obliczanie zwrotów i pożądanych torów lotu umożliwiają ocenę związku pomiędzy rzeczywistą pozycją statku powietrznego a pożądaną. Dzięki temu pilot może szybko i precyzyjnie dostosować tor lotu. Pilot może także wyświetlić na mapie panujące warunki pogodowe.
Wskaźnik prędkości. Kiedy samolot porusza się w atmosferze, nadlatujący strumień powietrza wytwarza przy dużej prędkości ciśnienie w rurce Pitota zamontowanej na kadłubie lub skrzydle. Prędkość lotu mierzy się poprzez porównanie ciśnienia prędkości (dynamicznego) z ciśnieniem statycznym. Pod wpływem różnicy ciśnień dynamicznych i statycznych ugina się elastyczna membrana, do której podłączona jest strzałka wskazująca na skali prędkość powietrza w kilometrach na godzinę. Wskaźnik prędkości pokazuje także prędkość ewolucyjną, liczbę Macha i maksymalną prędkość operacyjną. Zapasowy wskaźnik prędkości znajduje się na panelu centralnym.
Wariometr. Wariometr jest niezbędny do utrzymania stałej prędkości wznoszenia i opadania. Podobnie jak wysokościomierz, wariometr jest zasadniczo barometrem. Wskazuje szybkość zmiany wysokości poprzez pomiar ciśnienia statycznego. Dostępne są również wariometry elektroniczne. Prędkość pionowa jest wyrażana w metrach na minutę.
Wysokościomierz. Wysokościomierz określa wysokość nad poziomem morza na podstawie zależności pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym a wysokością. Jest to w istocie barometr skalibrowany nie w jednostkach ciśnienia, ale w metrach. Dane wysokościomierza można przedstawiać na różne sposoby - za pomocą strzałek, kombinacji liczników, bębnów i strzałek, poprzez urządzenia elektroniczne odbierające sygnały z czujników ciśnienia powietrza. Zobacz także BAROMETR.
SYSTEMY NAWIGACJI I AUTOMATYKA
Samoloty wyposażone są w różnorodne maszyny i systemy nawigacyjne, które pomagają pilotowi nawigować samolotem po zadanej trasie oraz wykonywać manewry przed lądowaniem. Niektóre takie systemy są całkowicie autonomiczne; inne wymagają łączności radiowej z naziemnymi pomocami nawigacyjnymi.
Elektroniczne systemy nawigacji. Istnieje wiele różnych elektronicznych systemów nawigacji powietrznej. Radiolatarnie dookólne to naziemne nadajniki radiowe o zasięgu do 150 km. Zwykle definiują drogi powietrzne, zapewniają wskazówki dotyczące podejścia i służą jako punkty odniesienia dla podejść według wskazań przyrządów. Kierunek do latarni dookólnej wyznaczany jest przez automatyczny namierzacz pokładowy, którego sygnał wyjściowy jest wyświetlany w postaci strzałki wskaźnika namiaru. Głównymi międzynarodowymi środkami radionawigacji są dookólne azymutalne radiolatarnie VOR; ich zasięg sięga 250 km. Takie radiolatarnie służą do wyznaczania trasy lotu i manewrów przed lądowaniem. Informacje VOR są wyświetlane na wskaźnikach PNP i obrotowych strzałkach. Sprzęt do pomiaru odległości (DME) określa zasięg w linii wzroku w promieniu około 370 km od naziemnej latarni radiowej. Informacje prezentowane są w formie cyfrowej. Do współpracy z radiolatarniami VOR zamiast transpondera DME zwykle instaluje się sprzęt naziemny systemu TACAN. Złożony system VORTAC zapewnia możliwość określenia azymutu za pomocą radiolatarni dookólnej VOR oraz zasięgu za pomocą kanału odległościowego TACAN. System lądowania według wskazań przyrządów to system latarni zapewniający precyzyjne prowadzenie statku powietrznego podczas końcowego podejścia do pasa startowego. Radiolatarnie lokalizacyjne do lądowania (zasięg około 2 km) naprowadzają statek powietrzny na linię środkową pasa startowego; latarnie ścieżki schodzenia wytwarzają wiązkę radiową skierowaną pod kątem około 3° do pasa lądowania. Kurs lądowania i kąt ścieżki schodzenia są prezentowane na wskaźniku położenia dowodzenia i POP. Wskaźniki umieszczone z boku i na dole wskaźnika położenia dowodzenia pokazują odchylenia od kąta ścieżki schodzenia i linii środkowej pasa lądowania. System sterowania lotem przedstawia informacje o systemie lądowania według wskazań przyrządów za pomocą krzyżyka na wskaźniku położenia dowodzenia. Mikrofalowy system wspomagania lądowania to precyzyjny system naprowadzania na lądowanie o zasięgu co najmniej 37 km. Może zapewnić podejście po trajektorii przerywanej, po prostokątnej „skrzynce” lub po linii prostej (od kursu), a także ze zwiększonym kątem ścieżki schodzenia określonym przez pilota. Informacje prezentowane są w taki sam sposób, jak w przypadku systemu lądowania według wskazań przyrządów.
Zobacz także LOTNISKO ; KONTROLA RUCHU LOTNICZEGO. Omega i Laurent to systemy radionawigacji, które wykorzystując sieć naziemnych radiolatarni zapewniają globalny obszar działania. Obydwa systemy pozwalają na loty dowolną trasą wybraną przez pilota. „Loran” jest również używany podczas lądowania bez użycia sprzętu do precyzyjnego podejścia. Wskaźnik położenia dowodzenia, POP i inne przyrządy pokazują pozycję statku powietrznego, trasę i prędkość względem ziemi, a także kurs, odległość i szacowany czas przybycia do wybranych punktów nawigacyjnych.
Układy inercyjne. Inercyjny system nawigacji i inercyjny system odniesienia są całkowicie autonomiczne. Oba systemy mogą jednak korzystać z zewnętrznych narzędzi nawigacyjnych w celu skorygowania lokalizacji. Pierwszy z nich wykrywa i rejestruje zmiany kierunku i prędkości za pomocą żyroskopów i akcelerometrów. Od momentu startu samolotu czujniki reagują na jego ruchy, a ich sygnały przekształcane są w informacje o położeniu. W drugim zamiast żyroskopów mechanicznych stosuje się pierścieniowe żyroskopy laserowe. Żyroskop laserowy pierścieniowy to trójkątny rezonator laserowy z pierścieniem, którego wiązka laserowa jest podzielona na dwie wiązki, które rozchodzą się po zamkniętej ścieżce w przeciwnych kierunkach. Przemieszczenie kątowe powoduje różnicę w ich częstotliwościach, która jest mierzona i rejestrowana. (System reaguje na zmiany przyspieszenia ziemskiego i obrót Ziemi.) Dane nawigacyjne przesyłane są do POP, a dane o pozycji w przestrzeni przesyłane są do wskaźnika położenia dowodzenia. Dodatkowo dane przekazywane są do systemu FMS (patrz niżej). Zobacz takżeŻYROSKOP; NAWIGACJA INERCYJNA. System przetwarzania i wyświetlania danych lotu (FMS). System FMS zapewnia ciągły podgląd toru lotu. Oblicza prędkości lotu, wysokości, punkty wznoszenia i opadania, które są najbardziej oszczędne pod względem paliwa. W tym przypadku system korzysta z planów lotu zapisanych w jego pamięci, ale pozwala także pilotowi na ich zmianę i wprowadzanie nowych poprzez wyświetlacz komputera (FMC/CDU). System FMS generuje i wyświetla dane lotnicze, nawigacyjne i operacyjne; wydaje także polecenia autopilotowi i dyrektorowi lotu. Ponadto zapewnia ciągłą automatyczną nawigację od momentu startu do momentu lądowania. Dane FMS prezentowane są na panelu sterowania, wskaźniku położenia dowodzenia i wyświetlaczu komputera FMC/CDU.
URZĄDZENIA STERUJĄCE PRACĄ SILNIKA POWIETRZNEGO
Wskaźniki wydajności silnika samolotu są zgrupowane pośrodku tablicy przyrządów. Za ich pomocą pilot kontroluje pracę silników, a także (w trybie ręcznego sterowania lotem) zmienia ich parametry pracy. Do monitorowania i sterowania układami hydraulicznymi, elektrycznymi, paliwowymi i konserwacyjnymi wymagane są liczne wskaźniki i elementy sterujące. Wskaźniki i elementy sterujące, umieszczone na panelu inżyniera pokładowego lub na panelu zawiasowym, często są umieszczone na schemacie synoptycznym odpowiadającym rozmieszczeniu siłowników. Wskaźniki mnemoniczne pokazują położenie podwozia, klap i listew. Można również wskazać położenie lotek, stabilizatorów i spojlerów.
URZĄDZENIA ALARMOWE
W przypadku wystąpienia nieprawidłowości w pracy silników lub układów, nieprawidłowej konfiguracji lub trybu pracy statku powietrznego, dla załogi generowane są komunikaty ostrzegawcze, powiadamiające lub doradcze. W tym celu zapewnione są środki sygnalizacji wizualnej, dźwiękowej i dotykowej. Nowoczesne systemy pokładowe mogą zmniejszyć liczbę irytujących alarmów. Priorytet tego ostatniego zależy od stopnia pilności. Wyświetlacze elektroniczne wyświetlają komunikaty tekstowe w kolejności i z naciskiem odpowiednim do ich ważności. Komunikaty ostrzegawcze wymagają natychmiastowych działań naprawczych. Powiadomienie - wymaga jedynie natychmiastowego zapoznania się i działań korygujących - w przyszłości. Komunikaty doradcze zawierają informacje ważne dla załogi. Komunikaty ostrzegawcze i powiadomienia są zwykle tworzone zarówno w formie wizualnej, jak i dźwiękowej. Systemy ostrzegawczo-alarmowe ostrzegają załogę o naruszeniach normalnych warunków eksploatacji statku powietrznego. Przykładowo system ostrzegania o przeciągnięciu ostrzega załogę o takim zagrożeniu poprzez wibracje obu kolumn sterujących. System ostrzegania o bliskości gruntu zapewnia głosowe komunikaty ostrzegawcze. System ostrzegania o uskoku wiatru zapewnia wizualne ostrzeżenie i komunikat głosowy w przypadku napotkania na trasie lotu zmiany prędkości lub kierunku wiatru, która może spowodować nagły spadek prędkości. Dodatkowo na wskaźniku położenia dowodzenia wyświetlana jest skala nachylenia, która pozwala pilotowi szybko określić optymalny kąt wznoszenia w celu przywrócenia trajektorii.
KLUCZOWE TRENDY
„Tryb S” – proponowane łącze danych dla kontroli ruchu lotniczego – umożliwia kontrolerom ruchu lotniczego przesyłanie pilotom komunikatów wyświetlanych na przedniej szybie samolotu. System ostrzegania o kolizjach drogowych (TCAS) to system pokładowy, który dostarcza załodze informacji o wymaganych manewrach. System TCAS informuje załogę o pojawieniu się w pobliżu innych statków powietrznych. Następnie wysyła komunikat ostrzegawczy o priorytecie, wskazujący manewry wymagane do uniknięcia kolizji. Globalny system pozycjonowania (GPS), wojskowy system nawigacji satelitarnej obejmujący swoim zasięgiem cały glob, jest teraz dostępny dla użytkowników cywilnych. Pod koniec tysiąclecia systemy Laurent, Omega, VOR/DME i VORTAC zostały niemal całkowicie zastąpione systemami satelitarnymi. Monitor stanu lotu (FSM), zaawansowana kombinacja istniejących systemów powiadamiania i ostrzegania, pomaga załodze w nietypowych sytuacjach podczas lotu i awariach systemów. Monitor FSM zbiera dane ze wszystkich systemów pokładowych i wydaje załodze tekstowe instrukcje, których należy przestrzegać w sytuacjach awaryjnych. Ponadto monitoruje i ocenia skuteczność podjętych działań naprawczych.
LITERATURA
Duchon Yu.I. itp. Podręcznik dotyczący łączności i wsparcia radiotechnicznego lotów. M., 1979 Bodner V.A. Podstawowe urządzenia informacyjne. M., 1981 Vorobiev V.G. Przyrządy i systemy pomiarowe lotnicze. M., 1981
Encyklopedia Colliera. - Społeczeństwo otwarte. 2000 .
- Słowniczek terminów wojskowych
- (pokładowe SOC) środki techniczne przeznaczone do rejestrowania i przechowywania informacji o locie charakteryzujących warunki lotu, działania załogi oraz funkcjonowanie urządzeń pokładowych. RNS wykorzystywane są do: analizy przyczyn i... ...Wikipedii
Zespół metod i środków służących do określania rzeczywistej i pożądanej pozycji oraz ruchu statku powietrznego, rozpatrywanego jako punkt materialny. Terminem nawigacja częściej określa się długie trasy (statki, samoloty, trasy międzyplanetarne... ... Encyklopedia Colliera
Zestaw wiedzy stosowanej, który umożliwia inżynierom lotnictwa studiowanie w zakresie aerodynamiki, problemów wytrzymałościowych, budowy silników i dynamiki lotu statku powietrznego (tj. teorii) w celu stworzenia nowego statku powietrznego lub ulepszenia... ... Encyklopedia Colliera to metoda pomiaru przyspieszenia statku lub samolotu oraz określenia jego prędkości, położenia i przebytej odległości od punktu odniesienia za pomocą systemu autonomicznego. Inercyjne systemy nawigacji (naprowadzania) zapewniają nawigację... ... Encyklopedia Colliera
Urządzenie do automatycznego sterowania statkiem powietrznym (utrzymującym się na zadanym kursie); używany podczas długich lotów, pozwalający pilotowi odpocząć. Urządzenia o tej samej zasadzie działania, ale różniące się konstrukcją, służą do sterowania... ... Encyklopedia Colliera
Zbiór przedsiębiorstw zajmujących się projektowaniem, produkcją i testowaniem samolotów, rakiet, statków kosmicznych i statków, a także ich silników i wyposażenia pokładowego (sprzęt elektryczny i elektroniczny itp.). Te przedsiębiorstwa... ... Encyklopedia Colliera
Treść artykułu
INSTRUMENTY LOTNICZE, oprzyrządowanie pomagające pilotowi pilotować statek powietrzny. W zależności od przeznaczenia przyrządy pokładowe statku powietrznego dzielą się na urządzenia pokładowe i nawigacyjne, urządzenia monitorujące pracę silnika statku powietrznego oraz urządzenia sygnalizacyjne. Systemy nawigacyjne i automaty uwalniają pilota od konieczności ciągłego monitorowania wskazań przyrządów. Do grupy przyrządów lotniczych i nawigacyjnych zaliczają się: prędkościomierze, wysokościomierze, wariometry, wskaźniki położenia przestrzennego, kompasy oraz wskaźniki pozycji statku powietrznego. Do przyrządów monitorujących pracę silników lotniczych zaliczają się tachometry, manometry, termometry, wskaźniki poziomu paliwa itp.
W nowoczesnych przyrządach pokładowych coraz więcej informacji wyświetla się na wspólnym wskaźniku. Wskaźnik kombinowany (wielofunkcyjny) pozwala pilotowi jednym rzutem oka objąć wszystkie połączone w nim wskaźniki. Postępy w elektronice i technologii komputerowej umożliwiły większą integrację konstrukcji tablicy przyrządów w kokpicie i awioniki. W pełni zintegrowane cyfrowe systemy sterowania lotem i wyświetlacze CRT dają pilotowi lepsze zrozumienie położenia i pozycji statku powietrznego niż było to wcześniej możliwe.
Nowy typ wyświetlacza kombinowanego – projekcja – daje pilotowi możliwość rzutowania odczytów przyrządów na przednią szybę samolotu, łącząc je w ten sposób z panoramą zewnętrzną. Ten system wyświetlania jest stosowany nie tylko w samolotach wojskowych, ale także w niektórych samolotach cywilnych.
PRZYRZĄDY LOTNICZE I NAWIGACYJNE
Połączenie przyrządów pokładowych i nawigacyjnych zapewnia opis stanu statku powietrznego i niezbędnych wpływów na elementy sterujące. Do takich instrumentów należą wskaźniki wysokości, położenia poziomego, prędkości lotu, prędkości pionowej i wysokościomierza. Dla większej łatwości użytkowania urządzenia pogrupowano w kształcie litery T. Poniżej omówimy pokrótce każde z głównych urządzeń.
Wskaźnik nastawienia.
Wskaźnik położenia przestrzennego to urządzenie żyroskopowe, które zapewnia pilotowi obraz świata zewnętrznego jako referencyjny układ współrzędnych. Wskaźnik położenia ma sztuczną linię horyzontu. Symbol samolotu zmienia położenie względem tej linii w zależności od tego, jak sam samolot zmienia położenie względem rzeczywistego horyzontu. We wskaźniku położenia dowodzenia konwencjonalny wskaźnik położenia jest połączony z przyrządem sterowania lotem. Wskaźnik położenia dowodzenia pokazuje położenie przestrzenne statku powietrznego, kąty pochylenia i przechylenia, prędkość względem ziemi, odchylenie prędkości (w odniesieniu do „referencyjnej” prędkości powietrza, która jest ustawiana ręcznie lub obliczana przez komputer sterujący lotem) i dostarcza pewnych informacji nawigacyjnych. We współczesnych samolotach wskaźnik położenia dowodzenia stanowi część systemu przyrządów nawigacji lotniczej, który składa się z dwóch par kolorowych lamp elektronopromieniowych – po dwa CRT dla każdego pilota. Jeden CRT to wskaźnik położenia dowodzenia, a drugi to urządzenie do planowania nawigacji ( patrz poniżej). Ekrany CRT wyświetlają informacje o położeniu przestrzennym i położeniu statku powietrznego we wszystkich fazach lotu.
Planowane urządzenie nawigacyjne.
Planowane urządzenie nawigacyjne (PND) pokazuje kurs, odchylenie od zadanego kursu, namiar stacji radionawigacyjnej oraz odległość do tej stacji. PNP to wskaźnik kombinowany, który łączy w sobie funkcje czterech wskaźników – wskaźnika kursu, wskaźnika radiomagnetycznego, wskaźnika namiaru i zasięgu. Elektroniczny POP z wbudowanym wskaźnikiem mapy zapewnia kolorowy obraz mapy wskazujący rzeczywistą lokalizację statku powietrznego względem lotnisk i naziemnych pomocy radionawigacyjnych. Wyświetlanie kierunku lotu, obliczanie zwrotów i pożądanych torów lotu umożliwiają ocenę związku pomiędzy rzeczywistą pozycją statku powietrznego a pożądaną. Dzięki temu pilot może szybko i precyzyjnie dostosować tor lotu. Pilot może także wyświetlić na mapie panujące warunki pogodowe.
Wskaźnik prędkości.
Kiedy samolot porusza się w atmosferze, nadlatujący strumień powietrza wytwarza przy dużej prędkości ciśnienie w rurce Pitota zamontowanej na kadłubie lub skrzydle. Prędkość lotu mierzy się poprzez porównanie ciśnienia prędkości (dynamicznego) z ciśnieniem statycznym. Pod wpływem różnicy ciśnień dynamicznych i statycznych ugina się elastyczna membrana, do której podłączona jest strzałka wskazująca na skali prędkość powietrza w kilometrach na godzinę. Wskaźnik prędkości pokazuje także prędkość ewolucyjną, liczbę Macha i maksymalną prędkość operacyjną. Zapasowy wskaźnik prędkości znajduje się na panelu centralnym.
Wariometr.
Wariometr jest niezbędny do utrzymania stałej prędkości wznoszenia i opadania. Podobnie jak wysokościomierz, wariometr jest zasadniczo barometrem. Wskazuje szybkość zmiany wysokości poprzez pomiar ciśnienia statycznego. Dostępne są również wariometry elektroniczne. Prędkość pionowa jest wyrażana w metrach na minutę.
Wysokościomierz.
Wysokościomierz określa wysokość nad poziomem morza na podstawie zależności pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym a wysokością. Jest to w istocie barometr skalibrowany nie w jednostkach ciśnienia, ale w metrach. Dane wysokościomierza można przedstawić na różne sposoby - za pomocą strzałek, kombinacji liczników, bębnów i strzałek lub za pomocą urządzeń elektronicznych odbierających sygnały z czujników ciśnienia powietrza. Zobacz także BAROMETR.
SYSTEMY NAWIGACJI I AUTOMATYKA
Samoloty wyposażone są w różnorodne maszyny i systemy nawigacyjne, które pomagają pilotowi nawigować samolotem po zadanej trasie oraz wykonywać manewry przed lądowaniem. Niektóre takie systemy są całkowicie autonomiczne; inne wymagają łączności radiowej z naziemnymi pomocami nawigacyjnymi.
Elektroniczne systemy nawigacji.
Istnieje wiele różnych elektronicznych systemów nawigacji powietrznej. Radiolatarnie dookólne to naziemne nadajniki radiowe o zasięgu do 150 km. Zwykle definiują drogi powietrzne, zapewniają wskazówki dotyczące podejścia i służą jako punkty odniesienia dla podejść według wskazań przyrządów. Kierunek do latarni dookólnej wyznaczany jest przez automatyczny namierzacz pokładowy, którego sygnał wyjściowy jest wyświetlany w postaci strzałki wskaźnika namiaru.
Głównymi międzynarodowymi środkami radionawigacji są dookólne azymutalne radiolatarnie VOR; ich zasięg sięga 250 km. Takie radiolatarnie służą do wyznaczania trasy lotu i manewrów przed lądowaniem. Informacje VOR są wyświetlane na wskaźnikach PNP i obrotowych strzałkach.
Sprzęt do pomiaru odległości (DME) określa zasięg w linii wzroku w promieniu około 370 km od naziemnej latarni radiowej. Informacje prezentowane są w formie cyfrowej.
Do współpracy z radiolatarniami VOR zamiast transpondera DME zwykle instaluje się sprzęt naziemny systemu TACAN. Złożony system VORTAC zapewnia możliwość określenia azymutu za pomocą radiolatarni dookólnej VOR oraz zasięgu za pomocą kanału odległościowego TACAN.
System lądowania według wskazań przyrządów to system latarni zapewniający precyzyjne prowadzenie statku powietrznego podczas końcowego podejścia do pasa startowego. Radiolatarnie lokalizacyjne do lądowania (zasięg około 2 km) naprowadzają statek powietrzny na linię środkową pasa startowego; latarnie ścieżki schodzenia wytwarzają wiązkę radiową skierowaną pod kątem około 3° do pasa lądowania. Kurs lądowania i kąt ścieżki schodzenia są prezentowane na wskaźniku położenia dowodzenia i POP. Wskaźniki umieszczone z boku i na dole wskaźnika położenia dowodzenia pokazują odchylenia od kąta ścieżki schodzenia i linii środkowej pasa lądowania. System sterowania lotem przedstawia informacje o systemie lądowania według wskazań przyrządów za pomocą krzyżyka na wskaźniku położenia dowodzenia.
Omega i Laurent to systemy radionawigacji, które wykorzystując sieć naziemnych radiolatarni zapewniają globalny obszar działania. Obydwa systemy pozwalają na loty dowolną trasą wybraną przez pilota. „Loran” jest również używany podczas lądowania bez użycia sprzętu do precyzyjnego podejścia. Wskaźnik położenia dowodzenia, POP i inne przyrządy pokazują pozycję statku powietrznego, trasę i prędkość względem ziemi, a także kurs, odległość i szacowany czas przybycia do wybranych punktów nawigacyjnych.
Układy inercyjne.
System przetwarzania i wyświetlania danych lotu (FMS).
System FMS zapewnia ciągły podgląd toru lotu. Oblicza prędkości lotu, wysokości, punkty wznoszenia i opadania, które są najbardziej oszczędne pod względem paliwa. W tym przypadku system korzysta z planów lotu zapisanych w jego pamięci, ale pozwala także pilotowi na ich zmianę i wprowadzanie nowych poprzez wyświetlacz komputera (FMC/CDU). System FMS generuje i wyświetla dane lotnicze, nawigacyjne i operacyjne; wydaje także polecenia autopilotowi i dyrektorowi lotu. Ponadto zapewnia ciągłą automatyczną nawigację od momentu startu do momentu lądowania. Dane FMS prezentowane są na panelu sterowania, wskaźniku położenia dowodzenia i wyświetlaczu komputera FMC/CDU.
URZĄDZENIA STERUJĄCE PRACĄ SILNIKA POWIETRZNEGO
Wskaźniki wydajności silnika samolotu są zgrupowane pośrodku tablicy przyrządów. Za ich pomocą pilot kontroluje pracę silników, a także (w trybie ręcznego sterowania lotem) zmienia ich parametry pracy.
Do monitorowania i sterowania układami hydraulicznymi, elektrycznymi, paliwowymi i konserwacyjnymi wymagane są liczne wskaźniki i elementy sterujące. Wskaźniki i elementy sterujące, umieszczone na panelu inżyniera pokładowego lub na panelu zawiasowym, często są umieszczone na schemacie synoptycznym odpowiadającym rozmieszczeniu siłowników. Wskaźniki mnemoniczne pokazują położenie podwozia, klap i listew. Można również wskazać położenie lotek, stabilizatorów i spojlerów.
URZĄDZENIA ALARMOWE
W przypadku wystąpienia nieprawidłowości w pracy silników lub układów, nieprawidłowej konfiguracji lub trybu pracy statku powietrznego, dla załogi generowane są komunikaty ostrzegawcze, powiadamiające lub doradcze. W tym celu zapewnione są środki sygnalizacji wizualnej, dźwiękowej i dotykowej. Nowoczesne systemy pokładowe mogą zmniejszyć liczbę irytujących alarmów. Priorytet tego ostatniego zależy od stopnia pilności. Wyświetlacze elektroniczne wyświetlają komunikaty tekstowe w kolejności i z naciskiem odpowiednim do ich ważności. Komunikaty ostrzegawcze wymagają natychmiastowych działań naprawczych. Powiadomienie - wymaga jedynie natychmiastowego zapoznania się i działań korygujących - później. Komunikaty doradcze zawierają informacje ważne dla załogi. Komunikaty ostrzegawcze i powiadomienia są zwykle tworzone zarówno w formie wizualnej, jak i dźwiękowej.
Systemy ostrzegawczo-alarmowe ostrzegają załogę o naruszeniach normalnych warunków eksploatacji statku powietrznego. Przykładowo system ostrzegania o przeciągnięciu ostrzega załogę o takim zagrożeniu poprzez wibracje obu kolumn sterujących. System ostrzegania o bliskości gruntu zapewnia głosowe komunikaty ostrzegawcze. System ostrzegania o uskoku wiatru zapewnia wizualne ostrzeżenie i komunikat głosowy w przypadku napotkania na trasie lotu zmiany prędkości lub kierunku wiatru, która może spowodować nagły spadek prędkości. Dodatkowo na wskaźniku położenia dowodzenia wyświetlana jest skala nachylenia, która pozwala pilotowi szybko określić optymalny kąt wznoszenia w celu przywrócenia trajektorii.
KLUCZOWE TRENDY
„Tryb S”, proponowane łącze danych dla kontroli ruchu lotniczego, umożliwia kontrolerom ruchu lotniczego przesyłanie pilotom komunikatów wyświetlanych na przedniej szybie samolotu. System ostrzegania o kolizjach drogowych (TCAS) to system pokładowy, który dostarcza załodze informacji o wymaganych manewrach. System TCAS informuje załogę o pojawieniu się w pobliżu innych statków powietrznych. Następnie wysyła komunikat ostrzegawczy o priorytecie, wskazujący manewry wymagane do uniknięcia kolizji.
Globalny system pozycjonowania (GPS), wojskowy system nawigacji satelitarnej obejmujący swoim zasięgiem cały glob, jest teraz dostępny dla użytkowników cywilnych. Pod koniec tysiąclecia systemy Laurent, Omega, VOR/DME i VORTAC zostały niemal całkowicie zastąpione systemami satelitarnymi.
Monitor stanu lotu (FSM), zaawansowana kombinacja istniejących systemów powiadamiania i ostrzegania, pomaga załodze w nietypowych sytuacjach podczas lotu i awariach systemów. Monitor FSM zbiera dane ze wszystkich systemów pokładowych i wydaje załodze tekstowe instrukcje, których należy przestrzegać w sytuacjach awaryjnych. Ponadto monitoruje i ocenia skuteczność podjętych działań naprawczych.
Typy silników. Różne typy samolotów korzystają z różnych typów silników. Na przykład lekkie i średnie samoloty są wyposażone w benzynowe silniki spalinowe, które różnią się sposobem chłodzenia (powietrze lub woda) oraz metodą gaźnika (gaźnik pływakowy lub bezpływkowy); Ciężkie samoloty dalekiego zasięgu wykorzystują silniki zasilane paliwem ciężkim i silniki wysokoprężne, które zapewniają większą oszczędność paliwa podczas lotów długodystansowych.
Dla każdego z tych silników istnieje zestaw przyrządów zapewniających racjonalne sterowanie tym silnikiem i kontrolę jego pracy (rys. 11).
Z uwagi na to, że zatrzymanie silnika w powietrzu powoduje przymusowe lądowanie statku powietrznego, najważniejszą rolę odgrywają przyrządy monitorujące pracę silnika jako całości i pokazujące stan pracy poszczególnych jego zespołów. Korzystając z tych urządzeń, pilot ma również możliwość prawidłowego dostosowania trybu pracy silnika, aby utrzymać jego wytrzymałość i przedłużyć jego żywotność.
Ponadto urządzenia pozwalają na pełne wykorzystanie mocy silnika do osiągnięcia maksymalnych prędkości lotu i zwrotności w walce powietrznej. Wreszcie za pomocą przyrządów można ustawić najbardziej ekonomiczny tryb pracy silnika, który oszczędza paliwo w locie.
Obecnie, w związku z upowszechnieniem się silników odrzutowych, przed projektantem przyrządów lotniczych otworzyło się nowe pole pracy. Zbudowane na zupełnie innych zasadach niż silniki spalinowe, silniki odrzutowe wymagają zastosowania nowych konstrukcji przyrządów lotniczych.
Silnik benzynowy. Działanie tego silnika opiera się na wykorzystaniu energii cieplnej wydzielanej przez benzynę podczas spalania w cylindrze silnika. Energia spalonej benzyny zamieniana jest na pracę mechaniczną w powietrzu, tworząc siłę trakcyjną, która zapewnia postęp samolotu.
Do normalnej pracy silnika przez cały lot niezbędny jest nieprzerwany dopływ paliwa do silnika. Paliwo dostarczane jest do cylindrów silnika poprzez zespół jednostek zintegrowanych z układem napędowym silnika. Zasilanie paliwem odbywa się w zbiornikach gazu, zwykle umieszczanych wewnątrz samolotów (skrzydeł samolotów).
Wskaźnik benzyny wskazuje ilość paliwa w zbiornikach; Odczyty tego urządzenia są szczególnie ważne dla pilota podczas długiego lotu.
Tlen jest niezbędny do spalania benzyny w cylindrach silnika. Dlatego benzyna musi dostać się do cylindrów nie w postaci płynnej, ale w stanie atomizowanym wraz z powietrzem, w postaci tzw. Mieszanki palnej. W gaźniku przygotowuje się palną mieszaninę. Stały dopływ benzyny do gaźnika zapewnia pompa benzynowa, która w sposób ciągły pompuje benzynę ze zbiorników do gaźnika pod pewnym stałym ciśnieniem, które utrzymywane jest przez zawór redukcyjny ciśnienia. W przypadku silników benzynowych z gaźnikami pływakowymi ciśnienie to powinno mieścić się w zakresie 0,2-0,35 atm, a jeśli występuje gaźnik bez pływaka, 0,5-1 atm. Przy obniżonym ciśnieniu przepływ paliwa do gaźnika będzie niewystarczający, co spowoduje przerwy w pracy silnika.
Figa. 11. Przyrządy sterujące pracą silnika lotniczego.
Manometr benzyny mierzy ciśnienie, pod jakim benzyna dostaje się do gaźnika. Wskazania licznika benzyny i manometru benzyny charakteryzują stan układu zasilania benzyną silnika i nieprzerwany dopływ paliwa.
Skład palnej mieszaniny przygotowanej w gaźniku (tj. stosunek zawartości benzyny do powietrza) może być inny. Do określenia składu mieszaniny wykorzystuje się analizator gazu, który wskazuje tzw. współczynnik nadmiaru powietrza α. Mały współczynnik α. wskazuje, że ilość powietrza w mieszance nie jest wystarczająca do całkowitego spalenia benzyny; taka mieszanina nazywana jest „bogatą”. Wysoki współczynnik α wskazuje na zbyt dużo powietrza, w takim przypadku mieszankę nazywa się „ubogą”. Każdy tryb pracy silnika wymaga własnego składu mieszanki.
Podczas ruchu części silnika pokonują opór tarcia, co pociąga za sobą zużycie części i utratę mocy silnika. Układ smarowania silnika zapewnia stały dopływ oleju do wszystkich części trących, co zmniejsza tarcie i zużycie materiału. Aby zapewnić wystarczające i nieprzerwane smarowanie, olej dostarczany jest pod ciśnieniem wytwarzanym przez pompę olejową. W nowoczesnych silnikach lotniczych ciśnienie to utrzymywane jest na stałym poziomie w granicach 5-8 atm za pomocą zaworu redukcyjnego. Ciśnienie w układzie smarowania wskazuje manometr oleju.
Normalna praca silnika zależy również w dużej mierze od temperatury oleju smarowego. W niskich temperaturach (poniżej 10-20°C) lepkość oleju znacznie wzrasta, zmniejsza się jego przepływ rurociągami, a szczególnie trudne jest dostarczanie oleju kanałami o małym przekroju poprzecznym do smarowania łożysk silnika.
Zbyt wysoka temperatura oleju ma również niekorzystny wpływ na pracę silnika. W wysokich temperaturach lepkość oleju maleje, staje się płynny i słabo utrzymuje się w szczelinach między częściami trącymi; w zbyt wysokich temperaturach olej pali się, a produkty jego spalania zatykają powierzchnie trące. Dlatego konieczne jest utrzymanie temperatury oleju smarowego w określonych granicach, np. na wlocie silnika 55-70°C, na wylocie silnika 90-110°C. Dopuszczalne są krótkotrwałe wzrosty temperatury oleju w ciągu pewne granice.
Mierzona jest temperatura oleju termometr olejowy. Zmianę temperatury oleju w locie można osiągnąć na dwa sposoby: albo poprzez zmianę prędkości obrotowej silnika, albo poprzez zmianę warunków chłodzenia chłodnicy oleju. Przykładowo, gdy temperatura oleju jest zbyt wysoka, albo zmniejszają prędkość obrotową silnika, albo otwierają przepustnice chłodnicy oleju, zwiększając w ten sposób jego przepływ powietrza, a w konsekwencji chłodzenie.
Podczas spalania palnej mieszaniny wydziela się duża ilość ciepła, a cylindry silnika stają się bardzo gorące. Przy zbyt wysokich temperaturach cylindry zaczynają się odkształcać, co może powodować zatarcie tłoków silnika. Aby utrzymać temperaturę cylindrów i tłoków w dopuszczalnych granicach, należy zastosować sztuczne chłodzenie. W zależności od sposobu odprowadzania ciepła silniki lotnicze dzielą się na silniki chłodzone powietrzem i chłodzone cieczą.
W przypadku chłodzenia powietrzem cylindry są przedmuchiwane strumieniem powietrza. Temperatury cylindrów w tych silnikach monitoruje się poprzez pomiar temperatury głowic cylindrów za pomocą specjalnych termometrów. Dopuszczalna granica nagrzewania głowic cylindrów silnika wynosi 240-250° C.
Gdy silnik jest chłodzony cieczą, nadmiar ciepła jest usuwany za pomocą wody lub specjalnego płynu, który w sposób ciągły myje zewnętrzne ścianki cylindrów i przekazuje ciepło do powietrza w chłodnicy. W silnikach chłodzonych cieczą nagrzewanie cylindra ocenia się pośrednio - na podstawie temperatury cieczy opuszczającej płaszcze cylindrów. Temperatura ta ma również dopuszczalną granicę, która różni się w zależności od silnika, w zależności od konstrukcji układu chłodzenia i właściwości płynu chłodzącego.
W przypadku chłodzenia wodą dopuszczalna temperatura wody na wylocie wynosi około 85-90 ° C. Aby zwiększyć tę granicę, stosuje się specjalne ciecze o temperaturze wrzenia powyżej 100 ° C, a także układy chłodzenia pracujące pod podwyższonym ciśnieniem. W takich przypadkach górną granicę temperatury cieczy można zwiększyć do 110-120°C. Mierzona jest temperatura cieczy opuszczającej płaszcze cylindrów termometr do wody.
Niebezpieczne dla silnika jest nie tylko przegrzanie, ale także nadmierne chłodzenie cylindrów, ponieważ zmniejsza to szybkość spalania palnej mieszanki. Silnik traci reakcję na gaz, czyli prędkość przejścia do innego trybu pracy. Utrata reakcji przepustnicy jest szczególnie niebezpieczna podczas lądowania, gdy w niektórych przypadkach konieczne jest szybkie zwiększenie prędkości śmigła, aby nie stracić prędkości.
Minimalna dopuszczalna temperatura głowic cylindrów w silnikach chłodzonych powietrzem wynosi około 120 ° C. Minimalna temperatura płynu chłodzącego na wylocie silnika, a także temperatura oleju smarowego muszą być ściśle regulowane w określonych granicach.
W locie temperatura jest kontrolowana poprzez zmianę trybu pracy silnika lub otwarcie żaluzji chłodnicy, co zmienia warunki chłodzenia. Niektóre silniki wyposażone są w automaty, które utrzymują zadaną temperaturę cylindrów lub płynu poprzez zmianę warunków chłodzenia. Jednakże stosowanie automatów nie wyklucza stosowania termometrów do monitorowania sprawności automatów.
Nacisk śmigła, które wprawia samolot w powietrze, zależy od liczby obrotów śmigła na minutę, a co za tym idzie, od liczby obrotów na minutę wału korbowego. Wyświetlana jest prędkość obrotowa wału silnika tachometr. Większość silników wyposażona jest w automat, który utrzymuje stałą liczbę obrotów śmigła poprzez zmianę kąta jego łopatek (skoku śmigła). W tym przypadku obrotomierz pokazuje, jak dobrze pracuje maszyna śmigłowa. Podczas startu, aby lepiej wykorzystać moc silnika, zwykle zmienia się sterowanie śmigłem w celu zwiększenia prędkości.
Do całkowitego spalenia benzyny potrzebna jest pewna ilość tlenu. Tlen zawarty jest w powietrzu zasysanym przez silnik. Jednak na dużych wysokościach powietrze jest bardzo rozrzedzone i zasysane do cylindrów nie ma wystarczającej ilości tlenu, aby spalić paliwo. Z tego powodu moc silnika spada na wysokości. Konieczne jest wyposażenie silników wysokogórskich w doładowanie, które spręża powietrze i dostarcza je do cylindrów pod wymaganym ciśnieniem.
Ciśnienie to nazywa się ciśnieniem doładowania i jest mierzone manometr i podciśnienie. Wiele silników posiada automatyczne urządzenie, które utrzymuje stałe ciśnienie doładowania w przewodzie ssącym silnika lotniczego. Podczas startu ciśnienie doładowania wzrasta o 100-200 mmHg. Art., który jest niezbędny do zwiększenia mocy rozwijanej przez silnik.
Aby utrzymać wymaganą reakcję silnika, benzyna w gaźniku musi odparowywać z odpowiednią prędkością. Szybkość parowania zależy od temperatury gaźnika, którą mierzy się termometrem gaźnikowym.
Silnik na paliwo ciężkie. Ostatnio w samolotach zaczęto stosować silniki Diesla - silniki zasilane paliwem ciężkim (nafta, ropa naftowa, olej napędowy). Główną przewagą silnika wysokoprężnego nad silnikiem benzynowym jest mniejsze zużycie paliwa.
Układ napędowy diesla jest podobny do układu zasilania silnika benzynowego, który ma bezpływowy gaźnik z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Paliwo przepływa ze zbiornika do pompy paliwa, skąd pod ciśnieniem 2-4 atm jest dostarczane do pompy paliwa. Pompa pompuje paliwo pod ciśnieniem 500-1000 atm do wtryskiwaczy, które wtryskują paliwo do cylindrów silnika. Paliwo nie jest zapalane przez elektryczną świecę zapłonową, jak w silnikach benzynowych, ale zapala się samoczynnie poprzez podgrzanie powietrza. Powietrze jest podgrzewane do wymaganej temperatury dzięki wysokiemu stopniowi sprężania w cylindrach silnika.
Ilość paliwa w zbiornikach mierzy się za pomocą wskaźnika poziomu paliwa, podobnie jak w silniku benzynowym. Do pomiaru ciśnienia, pod jakim paliwo podawane jest przez pompę do pompy paliwowej, stosuje się manometr paliwa, podobny konstrukcją do manometru benzynowego, ale różniący się zakresem pomiarowym. Manometry paliwa stosowane w silnikach Diesla mają zakres pomiarowy do 6 atm, a manometr dla silnika benzynowego z gaźnikiem pływakowym - do 1 atm; w silniku benzynowym z wtryskiem bezpośrednim stosuje się manometr o zakresie pomiarowym 1,5-3 atm.
Przyrząd mierzący chwilowe zużycie paliwa, tzw przepływomierz paliwa.
Sterowanie silnikiem Diesla opiera się na innej zasadzie niż sterowanie silnikiem benzynowym. W silniku gaźnikowym moc zmienia się poprzez zmianę ilości mieszanki paliwowej dostarczanej do cylindrów. W tym celu należy otworzyć przepustnicę podłączoną do manetki sterującej (sektor przepustnicy). Zmiana mocy diesla odbywa się poprzez zmianę ilości paliwa podawanego poprzez specjalne urządzenie obejściowe w pompie paliwa. Listwa sterująca pompą połączona jest z dźwignią sektora paliwowego umieszczoną w kokpicie pilota.
W silniku Diesla dostarczane paliwo musi być dokładnie dozowane, dlatego też niezbędny jest dokładny pomiar chwilowego zużycia paliwa. Oczywiście silnik Diesla nie potrzebuje analizatora gazu i termometru gaźnika. Układy smarowania i chłodzenia silnika wysokoprężnego odpowiadają podobnym obwodom silnika benzynowego. Odpowiednio w silnikach Diesla stosowane są te same przyrządy kontrolno-pomiarowe: manometr oleju, termometry wody i oleju, termometr głowicy cylindrów.
Silniki Diesla również korzystają z układu doładowania, aby utrzymać moc na wysokim poziomie. Ze względu na brak detonacji paliwa, silnik wysokoprężny pozwala na wyższe ciśnienie doładowania niż silnik benzynowy. Manometry i podciśnienie stosowane w silnikach wysokoprężnych mają odpowiednio wyższą granicę pomiaru.