В. А. ПРИЛЕПСКИЙ
АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
И ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
2007
САМАРА
А
ЦИ
ОНАЛЬ
НЫ
Е
ПР
ТЕТНЫЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
УДК 681.2: 629.13(075.8)
ББК 68.53
П 76
Н
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
О
РИ
ОЕКТЫ
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических и геоинформационных технологий”
ПР
И
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. <...> В. А. ПРИЛЕПСКИЙ
АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ
Книга 1
Рекомендовано Президиумом Совета УМО
для межвузовского использования
П 76
Прилепский В.А. <...> УДК 681.2: 629.13(075.8)
ББК 68.53
ISBN 978-5-7883-0646-9
САМАРА
Издательство СГАУ
2007
1
© В. А. Прилепский, 2007
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2007
2
Оглавление
Предисловие
7
Введение
8
1 Принципы построения авиационных приборов и информационноизмерительных систем
10
1.1 Назначение и классификация авиационных приборов
и информационно-измерительных систем (АПиИИС)
10
1.2 Основные характеристики авиационных приборов
и информационно-измерительных систем
20
1.3 Установившиеся отклонения подвижной части
24
1.4 Неустановившееся отклонение подвижной части
26
1.5 Погрешности
30
1.6 Типовые измерительные схемы
35
1.7 Особенности информационных каналов
48
2 Авиационные приборы
53
2.1 Манометры
53
2.2 Деформационные манометры, погрешности и способы
их компенсации
56
2.3 Электромеханические манометры
57
2.4 Частотные преобразователи давления
59
2.5 Авиационные термометры
61
2.6 Электрические термометры сопротивления
64
2.7 Термоэлектрические термометры
66
2.8 Погрешности термометров
69
2.9 Биметаллические термометры
70
2.10 Авиационные измерители частоты вращения (тахометры). <...> 71
2.11 Магнитоиндукционные тахометры
72
2.12 Погрешности магнитоиндукционных тахометров
76
2.13 Тахогенераторы постоянного и переменного <...>
Авиационные_приборы_и_информационно-измерительные_системы._Кн._1.pdf
В. А. ПРИЛЕПСКИЙ
АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
И ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ
2007
САМАРА
Стр.1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
В. А. ПРИЛЕПСКИЙ
АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ
Книга 1
Рекомендовано Президиумом Совета УМО
для межвузовского использования
С А М А Р А
Издательство СГАУ
2007
1
Стр.2
УДК 681.2: 629.13(075.8)
ББК 68.53
П 76
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических
и геоинформационных технологий”
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. И. Н Г у с е в
д-р техн. наук, проф. Л. М. Л о г в и н о в
Прилепский В.А.
П 76
Авиационные приборы и информационно измерительные
системы. Книга 1: учеб. пособие / В.А. Прилепский. – Самара:
Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. -231 с.: ил.
ISBN 978-5-788-0646-9
Кратко изложены основы, принципы измерений, построений и
состав авиационных приборов и информационно-измерительных
систем воздушных судов гражданской авиации. Особое внимание
уделено методам измерения пилотажно-навигационных параметров
и принципам работы приборов и систем. Пособие состоит из двух
книг. Книга 1 посвящается в основном приборам и системам аналогового
типа. Книга 2 посвящена информационному обмену в стандартах
ARINC и др., цифровым измерительным системам и пилотажно-навигационным
комплексам современных отечественных и
зарубежных воздушных судов.
Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по специальности "Техническая эксплуатация авиационных
электросистем и пилотажно-навигационных комплексов".
УДК 681.2: 629.13(075.8)
ББК 68.53
ISBN 978-5-7883-0646-9
© В. А. Прилепский, 2007
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2007
2
П
Р
И
О
Н
Р
Е
И
Ы
Т
Е
Т
Н
А
Ц
И
О
Н
А
Л
Ь
Н
Ы
Е
Ы
П
Т
Р
О
Е
К
Стр.3
Оглавление
Предисловие
Введение
1.1 Назначение и классификация авиационных приборов
и информационно-измерительных систем (АПиИИС)
1.2 Основные характеристики авиационных приборов
и информационно-измерительных систем
1.3 Установившиеся отклонения подвижной части
1.4 Неустановившееся отклонение подвижной части
1.5 Погрешности
1.6 Типовые измерительные схемы
1.7 Особенности информационных каналов
2 Авиационные приборы
2.1 Манометры
2.2 Деформационные манометры, погрешности и способы
их компенсации
2.3 Электромеханические манометры
2.4 Частотные преобразователи давления
2.5 Авиационные термометры
2.6 Электрические термометры сопротивления
2.7 Термоэлектрические термометры
2.8 Погрешности термометров
2.9 Биметаллические термометры
2.10 Авиационные измерители частоты вращения (тахометры).
2.11 Магнитоиндукционные тахометры
2.12 Погрешности магнитоиндукционных тахометров
2.13 Тахогенераторы постоянного и переменного тока
3 Информационно-измерительные системы
3.1 Топливомеры (масломеры)
3.2 Поплавковые электромеханические топливомеры
7
8
1 Принципы построения авиационных приборов и информационноизмерительных
систем
10
10
20
24
26
30
35
48
53
53
56
57
59
61
64
66
69
70
71
72
76
77
78
78
79
3.3 Поплавковый электромеханический топливомер с герконами 80
3
Стр.4
3.4 Электроёмкостные топливомеры
3.5 Система программного управления и измерения топлива
СПУТ
3.6 Схема измерения суммарного запаса топлива
3.7 Система управления и измерения топлива СУИТ
3.8 Топливомеры с вычислителем
3.9 Автоматы выравнивания (центровки)
3.10 Системы программного управления расходом топлива
3.11 Погрешности электроёмкостных ТИС
3.12 Измерение расхода топлива
3.13 Турбинный преобразователь расхода топлива
3.14 Система измерения расхода топлива СИРТ1-2Т
3.15 Погрешности расходомеров и счетчиков количества
топлива
3.16 Измерители вибрации
3.17 Погрешности измерителей вибрации
3.18 Указатели заданного положения
3.19 Измерители высоты полета. Общая теория
3.20 Механические высотомеры
3.21 Электромеханические высотомеры
3.22 Корректор – задатчик высоты типа КЗВ
3.23 Измерители индикаторной скорости
81
84
87
88
90
91
93
94
95
96
99
101
102
106
107
108
110
112
115
117
3.24 Измерители истинной воздушной скорости и числа М 120
3.25 Измерители вертикальной скорости
3.26 Измерители углов атаки и скольжения
3.27 Приёмники воздушных давлений
123
125
127
4 Комплексные измерители высотно-скоростных параметров 131
4.1 Системы воздушных сигналов. Общие сведения
4.2 Системы СВС с вычислительными устройствами,
совмещенными с указателями
4.3 Комбинированный указатель числа М и скорости V (УМС)
4.4 Указатель температуры Т наружного воздуха
4
131
134
135
138
Стр.5
4.5 Погрешности и особенности технического обслуживания
аналоговых СВС
4.6 Системы СВС с цифровым вычислителем
4.7.1 Автомат углов атаки и перегрузок (АУАСП)
139
140
4.7 Приборное оборудование сигнализации критических режимов
полета
143
143
4.7.2 Система сигнализации опасной скорости Vв кр сближения
самолета с землей (ССОС – рис. 4.10)
145
4.8 Информационные комплексы высотно-скоростных параметров
(ИКВСП)
147
4.8.1 Одноканальный комплекс высотно-скоростных параметров
(рис. 4.11)
147
метров с тремя СВС (рис. 4.12)
5 Гироскоп
5.1 Основы прикладной теории гироскопа
5.2 Элементы гироскопических приборов и систем
5.3 Корректирующие устройства
4.8.2 Информационный комплекс высотно-скоростных пара149
152
152
155
160
5.4
Кинематическая схема горизонтальной коррекции главной оси
трехстепенного гироскопа
162
5.5 Кинематическая схема коррекции по направлению вертикали
места
5.6 Индукционный датчик
5.7 Схема коррекции трехстепенного гироскопа в плоскости
магнитного меридиана
5.8 Демпфирующие устройства
5.9 Устройства для съема результатов измерений
5.10 Арретирующие устройства
5.11 Демпфирующие гироскопы
5.12 Выключатели коррекции
6 Приборы и датчики углов крена, тангажа и курса
6.1 Авиагоризонты на основе трёхстепенного гироскопа
163
164
167
169
170
172
173
176
179
179
6.2 Гировертикали с силовой гироскопической стабилизацией 185
5
Стр.6
6.2.1 Одноосный силовой гиростабилизатор
6.2.2 Центральная гировертикаль (ЦГВ)
6.2.3 Малогабаритная гировертикаль (МГВ)
6.3 Измерители курса
6.4 Магнитные компасы
6.5 Индукционные датчики магнитного курса
6.6 Гирополукомпасы
6.7 Астрономические компасы
6.8 Курсовые системы.
6.8.1 Принципы комплексирования
6.8.2 Работа курсовой системы в режиме ГПК
6.8.3 Режим магнитной коррекции
6.8.4 Курсовая система ТКС-П в режиме “МК”
6.8.5 Режим астрономической коррекции (АК)
6.8.6 Погрешности курсовых систем
6.8.7 Точная курсовая система типа ТКС-П2
6.8.8 Базовая система курса и вертикали (БСКВ)
7 Навигационные системы счисления
7.1 Методы навигации
7.2 Алгоритмы работы систем счисления пути
7.3 Структура и функциональные схемы навигационных систем
счисления пути.
7.3.1 Аэрометрическая система счисления пути
7.3.2 Доплеровская система счисления пути
7.4 Датчики линейных ускорений
7.5 Инерциальные системы
185
186
188
189
190
192
193
196
201
201
201
203
204
205
205
206
207
211
211
212
217
217
219
7.5.1 Физические принципы инерциальной навигации
7.5.3 Погрешности ИНС
Литература
6
7.3.3 Воздушно-доплеровская система счисления пути 219
221
224
224
7.5.2 Принципы действия и основные структурные схемы
инерциальных навигационных систем ИНС
225
229
230
Стр.7
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное пособие написано в соответствии с программой курса "Авиационные
приборы и информационно-измерительные системы", составленной
на основании образовательных государственных стандартов направления
652700 "Испытание и эксплуатация авиационной и ракетнокосмической
техники" и учебных планов специальности 131000.
Пособие состоит из двух книг. Первая посвящена основам построения
авиационных приборов и информационно-измерительных систем, основам
теории принципов измерения, действия, состава и особенностей технического
обслуживания авиационных приборов и пилотажно-навигационных
комплексов воздушных судов отечественной и зарубежной гражданской
авиации. Содержание второй книги посвящено информационному обмену
в стандарте ARINC-429, цифровым измерительным системам и пилотажно-навигационным
комплексам современных воздушных судов.
Целью настоящего пособия является оказание помощи студентам,
изучающим данный курс по очной форме обучения.
7
Стр.8
Учебное издание
Прилепский Василий Андреевич
АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Книга 1
Учебное пособие
Технический редактор Ю. В. К и с е л е в
Редакторская обработка А. В. Я р о с л а в ц е в а
Корректорская обработка Е. А. Л а р и о н о в а
Доверстка В. С. Т е л е п о в а
Подписано в печать 27.12.07. Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Печ. л. 14,5.
Тираж 120 экз. Заказ _______ . ИП-33/2007
Самарский государственный
аэрокосмический университет.
443086 Самара, Московское шоссе, 34.
Изд-во Самарского государственного
аэрокосмического университета.
443086 Самара, Московское шоссе, 34.
232
Стр.233