Навигационный треугольник скоростей.

U-скорость

V-воздушная скорость

W-путевая скорость

β-путевой угол

ε-угол сноса

δ-направление ветра

Для определения места самолета используются прямоугольные координаты.

Если одну ось таких координат совместить с северным направлением меридиана, а другую с направлением на восток, то задача сводится к непрерывному автоматическому определению составляющих пути пройденных вдоль выбранных осей координат. Для решения этой задачи необходимо воспользоваться навигационным треугольником скоростей.

Составляющие пути самолета определяются уравнениями:

Ś=w cos β t = (V cos ψ + U cos δ ) t

Ś=w sin β t = (V sin ψ + U sin δ ) t

Следовательно, для определения МС необходимо осуществлять непрерывное интегрированные составляющие ИВС и скорости ветра.

В этом случае координаты самолета определяются уравнениями:

Sc = w cos β dt = (V cos ψ + U cos δ ) dy

SB = w sin β dt = ( V sin ψ + U sin δ ) dt

В ряде случаев удобно пользоваться координатами, повернутыми относительно географических на некоторый угол Ψк. Этот угол – угол между северным направлением меридиана и «сев» направлением выбранных координат – угол карты.

После преобразования уравнения получают вид:

C = [V cos (ψ – ψк) + U (cos S – ψк) ] dt;

B = [V sin (ψ – ψк) + U (sin S – ψк) ] dt;

Автоматические устройства, которые определяют место самолета по приведенным уравнениям в произвольно ориентированной системе координат называются навигационными индикаторами.

Функциональная схема НИ-50

Эта функциональная схема построена на основе уравнений. ДВС выдает U = Vивс, величина которой определяется мембранным механизмом. Для уменьшения методической погрешности в ДВС вводится t заторможенного потока воздуха.

В АК происходит разложение вектора V на составляющие. Для этого в АК вводится сигнал курса от ГИК-1 и вручную угол карты ψк .

ЗВ выдает напряжение = составляющим скорости ветра, параметры ветра U, δ и ψк в ЗВ вводятся вручную.

СЧ выдает текущие координаты самолета в км в выбранной системе прямоугольных координат. Для этого в счетчике имеются 2 интегрирующих устройства, которые интегрирует сигналы от ЗВ и АК. Одно устройство интегрирует составляющие скорости самолета и скорости ветра вдоль оси С, другое – вдоль оси В.

Назначение агрегатов ни-50

ДВС – датчик воздушной скорости. Электромеханический решающий блок, в котором осуществляется решение уравнения ИВС, измерение ИВС полета и выдачи электрического сигнала = Vивс.

Основные элементы ДВС.

Функциональные потенциометры:

-П1 перемещение щетки = Рст

-

-П3 управляется двигателем М1, который получает от усилителя сигнал, сформированный на П1, П2,П3.

В суммарном сигнале , сформированном на П1,П2,П3 учитывается температура воздуха.

П4, П5 - их щетки перемещает двигатель М1

С них снимается сигнал, пропорциональный ИВС. Двигатель М1 связан со щетками потенциометров через лекальный механизм, который служит для компенсации инструментальных ошибок электромеханической счетно – решающей схемы ДВС.

Одновременно со щетками потенциометров П4, П5 М1 поворачивает стрелку Vивс по шкале ДВС.

300÷1200 км/ч

Цена деления 10 км/ч

С- постоянный коэффициент

Тт – t заторможенного потока

α - коэффициент ~0.5

Рд, Рст – динамическое и статическое давление.

Для решения этого уравнения используется потенциометрическая схема умножения: Движок П1 перемещается от изменения Рст, а движок П2 от Рдин на выходе П2 получаем u = с

Для введения поправки на t и для получения линейной зависимости выдачи u по скорости в схему вводится потенциометр отработки П3 с последовательно включенным приемником температуры П-1.

2 датчика температурыt П-1(термокорректор) служат для измерения температуры заторможенного воздушного потока.

П2 подключен последовательно с движком П1.На выходе П-2 u =

Для учета tн в включено сопротивление Rt. Rt включено последовательно с движком потенциометра П3. П3 Служит для отработки напряжения, снимаемого с П2 и для получения линейной зависимости между ИВС и напряжениями, снимаемыми с П4, П5.

П1,П2,П3 и Rt включены по схеме равноплечного электрического моста, в диагональ которого включена управляющая обмотка магнитного усилителя МУ.

МУ управляет индукционным двигателем М1, ось которого через редуктор связанна с движками потенциометров П3,П4,П5

Автомат курса АК-1

Служит для автоматического преобразования напряжений, поступающих с ДВС и УШ-2 в напряжения ИВС по осям прямоугольной системы координат.

В АК-1 поступает сигнал Vист, ψ_к – угол карты, γи – курс самолета,

При необходимости можно ввести ∆М.

Основные элементы автомата курса.

1. круговой sin –cos потенциометр СКП1;синусоидальная зависимость получается шунтированием его участков постоянным сопротивлением.

2. Круговой потенциометрП6, двигатель М2, усилитель У2 являются приемной частью следящей системы СД курса УШ-2 - СП АК-1 Щетки потенциометра СКП1поворачиваются на величину истинного курс  и двигателем М2.

В механическую передачу от двигателя к щеткам встроен лекальный механизм для компенсации инструментальных ошибок следящей системы и устранения девиации.

Потенциометр СКП₁ с помощью кремальеры может поворачиваться на угол карты ψк и при необходимости на ∆М.

Отсчет ψк и ∆М→по шкале угла карты.

Отсчет, γи стрелкой по курсовой шкале, цена деления 2°.

Т.о, со щёток СКП1 снимается напряжение, пропорциональное первым членам подынтегральных выражений V sin (γи- ψк)→проекция ИВС на ось В;

V cos(γи- ψк)→проекция ИВС на ось C

АК-1 имеет две шкалы и ручку УГОЛ КАРТЫ

Внешняя шкала МК полета самолета 0÷360˚ оцифровка 30˚ цена деления 2˚.

В нутренняя шкала градуировка аналогична, только в обратную сторону.

Для облегчения выполнения разворотов на приборе имеется 4 подвижных индекса расположенных через 90 .

Некоторые особенности работы АК-1.

Потенциометрическая 3-х проводная передачи, состоит из 2-х кольцевых,

потенциометров П7, имеющих по 3 щётки, расположенных под 120° относительно друг друга. Один из потенциометров является следящим по отношению к потенциометру компаса Пк. При рассогласовании сигнал снимается с центральных отводов→ на вход МУ2 . Сигнал = I, усиленный и преобразованный в МУ в сигнал переменного тока, поступает на управляющую обмотку 2-х фазного индукционного двигателя М2.

Двигатель через Р поворачивает щётки следящего потенциометра П7 до согласования положения Пк и П7. Одновременно с поворотом щеток П9 на тот же угол поворачиваются щетки синусного потенциометра, положение которых будут соответствовать ψмагн.

Для учёта М или ψк синусный потенциометр может быть вручную повернут относительно щеток. На каждую половину синусного потенциометра подаются одинаковые ИВС от ДВС.

На выходе СКП снимается напряжения V Sin( к) и V cos(ψψк)

Задатчик ветра ЗВ-1

Служит для ввода напряжения постоянного тока, пропорционального скорости ветра , направлению ветра S и углу карты.

ЗВ преобразовывает вектор ветра в электрический сигнал, пропорциональный составляющим ветра по осям прямоугольной системы координат.

Основные элементы ЗВ-1.

Потенциометры П9 и П10: их щетки поворачиваются с помощью рукоятки U, т.е. пропорционально скорости ветра (по внутренней шкале ).

Прибор имеет 2 ручки и 2 шкалы.

Шкала скороcти ветра δ 0 200км/час

Оцифровка 50 км/ч

Цена деления 10 км/ч

Шкала направления ветра, она же шкала угла карты, нанесена на вращающемся лимбе от 0

Щетки синусно-косинусного потенциометра СКП₂ разворачиваются вручную на величину S, т.е. вводится направление ветра.

СКП₂ может быть повернут на величину угла карты. Шкала угла карты – шкала напрравления ветра.

Напряжение, пропорциональное скорости ветра с П9 и П10 поступают на СКП₂.

Со щеток СКП₂ снимается напряжение, пропорциональное составляющим ветра:

- U sin(S- ψк)→по оси В

- U cos(S- ψк)→по оси С

Порядок установки данных на ЗВ-1

- относительно индекса У-К поворотом шкалы направления ветра установить угол карты .

- поворотом ручки δ – направление ветра.

- поворотом ручки U – скорость ветра.

Задатчик ветра представляет собой устройство, состоящее из 2-х линейных потенциометров П9, П10 и СКП П8.

Щетки потенциометров П9 и П10 перемещаются рукояткой ввода скорости ветра U, благодаря чему с них на СКП П8 поступает напряжение, пропорциональное скорости ветра.

Щетки СКП П8 поворачиваются рукояткой ввода направления ветра δ.

Для ввода угла карты ψк в ЗВ поворачивается шкала направления. Благодаря этому щетки синусно-косинусного потенциометра поворачиваются на угол δ - ψк и напряжение снимаемое между каждой из щеток и средней точкой потенциометра будет пропорционально U cos(δ - ψк) и U sin(δ - ψк).

Счетчик координат – интегратор.

Служит для автоматического преобразования электрических напряжений в величины пройденного самолетом пути, выдачи текущих координат самолета(Суммирование сигналов с АК-1 и ЗВ=1 и интегрирование их по времени).

На лицевой части расположены 2 шкалы и 2 стрелки.

Внешняя шкала 0 1000км.

Оцифровка 100км

Цена деления 10 км

Стрелка С указывает пройденный путь по оси

Стрелка В указывает боковое уклонение по оси

Дополнительная внутренняя шкала 0 5000км — необходима для отсчета в направлении С.

Оцифровка 500км

Цена деления 50км

Максимальное расстояние, регистрируемое СЧ

По оси Х →1000км

По оси Y →5000км

Окошечко в виде сегмента служит для контроля за работой счетчика.При работе счетчика вращаются контрольные индексы.

Кремальера СТРЕЛКИ служит для установки стрелок на нуль перед вылетом.

При нажатии кремальеры ОТ СЕБЯ и повороте вращается стрелка В,

на себя – стрелка С

Основные элементы.

- интегрирующие двигатели ИД₁, ИД₂ →Двигатели =I, скорость вращения якоря ≡ подводимому напряжению. Точность интегрирования напряжения - 0.5 1%. Валы двигателя через Р соединены со стрелками С-север, В-восток. На двигатели подается напряжение ≡ составляющим СКП2 ветра и напряжение ≡ составляющим V→СКП.

Алгебраическое суммирование сигналов от АК и ЗВ осуществляется благодаря применению схемы алгебраического сложения при включении интегрирования двигателей в выходные цепи АК и ДВ