Приборное оборудование. Пилотажно - навигационное оборудование (лекция № 5)

1.

Модуль военно-технической
(военно-специальной) подготовки
Раздел №1. «Воздушные суда, их вооружение и
оборудование»
Тема № 2. Авиационное вооружение и оборудование
Лекция №5. Приборное оборудование. Пилотажно-навигационное
оборудование. Автопилоты и системы автоматического управления.
Системы кондиционирования и индивидуального жизнеобеспечения.
Системы защиты в особых условиях
лектор - кандидат физико-математических наук, доцент,
полковник запаса
Кобзарь Владимир Анатольевич

2.

Приборное оборудование
2

3.

К приборному оборудованию относятся аэрометрические приборы и системы,
которые измеряют аэродинамические параметры: барометрическую высоту,
скорость изменения высоты, воздушную скорость, число М, скоростной 3
напор, углы атаки и скольжения, температуру атмосферного воздуха
Приборное оборудование
Комбинированные
указатели скорости
Высотомеры
двухстрелочные
Указатели
числа М (М=V/a, где
а=1224 км/ч – скор. Звука)
Вариометры
Сигнализаторы
скоростного напора
Сигнализаторы
высоты
Системы воздушных
сигналов
Приемники воздушных
давлений

4.

Комбинированные указатели скорости типа КУС и КУСИ 4
принцип действия основан на измерении динамического
давления Pд (скоростной напор), равное разности полного Рп
и статического Рст давления
Высотомеры двухстрелочные типа ВД, ВМ, УВИД, УВИ изменение атмосферного давления с изменением высоты
вызывает деформацию анероидного блока, который с
помощью передаточного механизма перемещает стрелку,
показывающую высоту полета;
Вариометры типа ВР, ВАР - принцип действия измерителей
основан на измерении разности атмосферного давления и
давления в корпусе прибора;
Высотные сигнализаторы типа ВС – это высотомер, на
подвижном центре анероидной коробки которого закреплен
электрический контакт, второй контакт закреплен на
корпусе прибора. По достижении расчетной высоты полета
контакты замыкают или размыкают определенную
электрическую цепь.

5.

Аэродинамические параметры: барометрическую высоту, скорость
5
изменения высоты, воздушную скорость, число М, скоростной напор,
углы атаки и скольжения, температуру атмосферного воздуха.
измеряются манометрическими и барометрическими приборами:
комбинированные указатели скорости, высотомеры двухстрелочные,
вариометры, указатели числа М (Маха М=V/a, где а=1224 км/ч –
скорость звука), сигнализаторы скоростного напора, высотные
сигнализаторы.
Воздушные скорости: истинная Vист=f(Pд,Рст,Т) (скорость движения
самолета относительно воздушной среды); приборная Vпр =f(Pд) ,
показываемую прибором в зависимости от скоростного напора,
путевая Vп (скорость движения самолета относительно поверхности
земли); вертикальная Vв (скорость изменения высоты полета).
Система приемников
воздушного давления (ПВД)
воспринимает полное и
статическое давление и
передает их по магистралям
(трубопроводам) к
чувствительным элементам
пилотажно-навигационных
приборов и систем, систем
управления летательным
аппаратом

6.

Приборное оборудование
самолета Ан-26
6
Пилотажнонавигационные приборы
Навигационнопилотажный прибор НПП
Контрольно-пилотажный прибор КПП
Индикатор курсовых углов ИКУ-1А

7.

7
Двухстрелочный высотомер ВД-10К
Вариометр ВАР-30МК
Авиагоризонт АГБ-3К

8.

8
Указатель углов тангажа УУТ-1060Б
Комбинированный указатель скорости
КУС-1200
Электрический указатель поворота ЭУП-53

9.

Приборы контроля за работой силовой установки
9
Дистанционный
магнитоиндукционный
тахометр ИТЭ-2
Электрический
моторный индикатор
ЭМИ-3РТИ

10.

10
Термометр выходящих
газов 2ТВГ-364-5
Расходомер топлива
РТМСВ-3,2-25А

11.

Пилотажно-навигационное оборудование
11
Авионика (авиационная электроника) - обеспечивает навигацию и
пилотирование самолета. Включает в свой состав пилотажнонавигационное оборудование (ПНО) и радиотехническое оборудование.
ПНО обеспечивает определение географического положения ЛА,
измерение и индикацию параметров полета, определение
местоположения ЛА в воздушном пространстве, стабилизацию и
автоматическое управление полетом
Методы определения
параметров полета
Барометрический
Аэродинамический
Гироскопический
Инерционный
ПВД
датчики
углов атаки и
скольжения
датчики углов
тангажа, крена,
рыскания и
угловых
скоростей
Акселерометры
Состав ПНО:
• приборы и системы для
определения высотноскоростных параметров
полета, углов атаки и
скольжения, а также углов
тангажа и крена (для
авиагоризонта);
• магнитные компасы;
• гироскопические приборы
для определения курса;
• астрономические курсовые
системы.

12.

Автопилоты и системы автоматического управления
До конца 30-х годов управление самолетом осуществлялось вручную по
12
визуальным ориентирам с использованием информации от примитивных
приборов (наручный компас, вертушка-анемометр для измерения скорости
потока воздуха, обтекающего самолет). При появлении самолетов с большой
продолжительностью полета длительное ручное управление, сводившееся в
основном к стабилизации угловых параметров (тангажа, крена и курса), стало для
летчиков утомительным. Это привело к появлению автопилота – бортовой
автоматической системы предназначенной для стабилизации углового положения
самолета. САУ позволяют автоматизировать полет самолета от взлета до посадки.
Современная САУ выполняет следующие задачи:
•Стабилизацию углового положения ВС,
•Автоматизацию траекторного управления, позволяющую выводить ВС в
определенную точку маршрута по определенной траектории с заданной
скоростью,
•Обеспечение требуемых пилотажных характеристик (улучшение динамических
свойств) при ручном управлении ВС.
САУ парируют болтанку, предотвращают сносы, скольжения, выходы
на критические режимы полёта и даже запрещая или игнорируя некоторые
действия лётчика. В автоматических режимах ведёт самолёт по заданному
маршруту используя пилотажно-навигационную информацию от группы
собственных датчиков, самолётных систем, наземных радионавигационных
средств. Подсистема траекторного управления позволяет выполнять заход на
посадку с высокой точностью без вмешательства экипажа.

13.

Заранее рассчитанные параметры полета
вводятся в компьютеры самолета (1).
13
После взлета автопилот вступает в
действие. Дисплеи (2) показывают
положение самолета, его предполагаемый
маршрут и высоту. Изменение положения
датчиков положения (3) на наружной
поверхности самолета оповещает
компьютеры о малейшем изменении в
ориентации самолета. В современных
самолетах для коррекции информации о
положении ВС используется глобальная
система навигации (ГСН) (4). Приемник
расположен на верхней части корпуса (5).
Компьютеры следят за маршрутом и
автоматические производят необходимые
изменения посредством сервомеханизмов
(6), которые управляют рулем
направления (7), рулями высоты (8),
элеронами (9), закрылками (10) и
настройкой дросселей двигателей (11) При
необходимости пилот может в любой
момент отключить автопилот и перейти к
ручному управлению (12)

14.

Системы обеспечения жизнедеятельности и защитное
оборудование
14
В полете на экипаж и пассажиров могут воздействовать
неблагоприятные и физиологически опасные факторы, способные вызвать
высотную болезнь (гипоксию, высотный метеоризм, аэроэмболию,
баротравмы). Эти факторы определяются, в основном, параметрами
атмосферы в кабине (давление, температура, состав газовой смеси, которой
дышит человек, влажность), уровнем шума и динамикой полета ЛА.
Комплекс технических средств, обеспечивающих нормальную
жизнедеятельность пассажиров и работоспособность экипажей на всех
режимах полета и в экстремальных ситуациях, называют системами
обеспечения жизнедеятельности (СОЖ).
СОЖ
Системы
кондиционирования
Системы
кислородного
питания
Высотное
снаряжение
Защитное оборудование обеспечивают выживаемость экипажа, пассажиров
и самолета в целом в особых условиях функционирования ЛА: при
обледенении, пожаре, прерванном взлете, аварийной посадке на аэродром,
неподготовленную площадку, воду и т. д.

15.

Система кондиционирования
15
Системы кондиционирования воздуха обеспечивают наддув и
вентиляцию, отопление и охлаждение герметичных кабин, очистку и
ионизацию воздуха в кабине при полете и на земле. Кроме того, эти
системы обеспечивают защиту стекол фонаря пилотов от запотевания,
обдув электронного (пилотажно-навигационного и радио-) и
электрооборудования,
Воздух отбирается от
компрессоров двигателей
1 с температурой до 500 С
и давлением до 1,6 МПа
(16 кгс/ ). Поток горячего
воздуха 5 проходит через
основную 6 (а в случае
отказа – через
дублирующую 2) систему
охлаждения воздуха, через
увлажнитель 12, и
автоматический
регулятор давления 14
подается в кабину
экипажа и пассажирский
салон

16.

Системы кислородного питания
Основным фактором, определяющим насыщение
гемоглобина крови кислородом и удаление в
выдыхаемый воздух углекислого газа, является
соотношение парциального давления кислорода и
углекислого газа в легочных альвеолах. На высоте
порядка 3000 м - начинается
гипоксия (кислородное голодание). Несмотря на
кажущееся хорошее самочувствие пилот может
внезапно потерять сознание. Полная потеря
работоспособности и потеря сознания у
подавляющего большинства людей наступает на
высоте 6000–7000 м.
10 км -100% →О2
12 км – под давлением
16
Кислородная система
пассажирского самолета штатная (питание летчиков в
течение всего полета
обогащенной кислородом
воздушной смесью или чистым
кислородом), либо как
аварийное средство
жизнеобеспечения пассажиров
(размещаются наверху в
багажных полках, либо в
спинках впередистоящих
сидений и падают перед
пассажирами в случае
разгерметизации кабины).

17.

Средства спасения на военных самолетах
17
Способ покидания боевого самолета через
борт кабины до 400-500 км/ч. При Vc до
500-600 км/ч мускульной силы летчика не
хватает для преодоления действующих на
него аэродинамических нагрузок покидание ВС невыполнимо. С ростом
скорости полета траектория движения
тела летчика при покидании им самолета
Относительные траектории движения
становится более пологой и появляется
тела летчика при покидании кабины
реальная опасность столкновения
летчика с хвостовым оперением самолета. самолета
Статистика авиационных происшествий В конце 20-х - начале 30-х годов 20 века
в мире показывает, что в начале второй разрабатывались системы
мировой войны до 40% прыжков с
принудительного выброса летчика из
самолета через борт на скорости 400-500 самолета в аварийных ситуациях. В
км/ч заканчивались смертельным
период второй мировой войны эти
исходом или тяжелыми травмами
работы получили практическое
воплощение.
К 1945 году в германских ВВС имелся опыт 60 катапультирований летчиками
самолета с помощью катапультного кресла (от лат. catapulta, от греч. katapeltes,
от kata - сверху вниз, вниз на и - бросаю, швыряю).

18.

18
При выстреле пороховые газы
заполняют сначала внутреннее
пространство трубы 5, а затем
через отверстие в дне этой трубы и
внутреннее пространство трубы 4,
являющейся "стволом" СМ, из
которого под действием пороховых
газов начинает ускоренно
перемещаться как "снаряд"
внутренняя труба 5 вместе с
закрепленным на ней креслом 3,
выбрасывая кресло вместе с
летчиком из кабины. Кресло при
этом движется в направляющих
рельсах, закрепленных на стенке
кабины.
Принципиальная схема стреляющего механизма:
1 - пята; 2 - конструкция самолета;
3 - кресло; 4 - наружная труба; 5 - внутренняя
труба; 6 - стреляющий механизм; 7 - упорный
кронештейн кресла; 8 - гайка; 9 - пиропатрон

19.

Поскольку обычно центр давления системы расположен ниже центра
масс, система стремится вращаться головой летчика вперед. В этом же
направлении вращает систему импульс силы, сообщенный
стреляющим механизмом. При вращении человек ощущает
головокружение, тошноту и может потерять сознание
Аэродинамические средства стабилизации катапультного кресла
а): 1 - складные горизонтальные щитки; 2 - вертикальные щитки;
б) стабилизирующие парашюты, размещаемые на телескопических
штангах
19

20.

При катапультировании пилот подвергается ударному действию воздушного
потока. Последствия: а) срыв кислородной маски - травмы лица, б) заполнение20
через открытый рот и нос легких и желудка воздухом с избыточным давлением и
травмирование внутренних органов; в) незафиксированные части тела летчика
(голова, конечности) подвергаются силовому воздействию, превышающему
мускульный контроль - возможен разброс рук и ног набегающим потоком и, как
следствие, вывихи и переломы конечностей
Защита
катапультного кресла
фонарем
Спасательная
капсула для
катапультирования
экипажа на скоростях
более 1300 км/ч

21.

Система аварийного спасения (САС)
современного боевого самолета
представляет собой комплекс сложных
агрегатов и отдельных самостоятельных
систем
Схемы процесса спасения при катапультировании
21

22.

ВЫВОДЫ
22
• Навигацию и пилотирование самолета в заданных условиях
эксплуатации обеспечивает пилотажно-навигационное и
радиотехническое оборудование.
• Потребные условия комфорта и обслуживания полезной нагрузки
обеспечивают пассажирское бортовое или специальное оборудование
и системы кондиционирования и индивидуального
жизнеобеспечения.
• система аварийного покидания самолета обеспечивает высокую
вероятность спасения экипажа военного самолета в широком
диапазоне скоростей и высот полета.