1.4.3. Совмещенный измеритель аэродинамических углов
Побудительными факторами для исследования и разработки совмещенных измерителей аэродинамических углов является попытка совершенствования метрологических и массово-габаритных характеристик.
Совмещенный измеритель аэродинамических углов предназначен для одновременного измерения местных углов атаки, скольжения, полного и статического давлений (рис. 1.15).
Рис. 1.15. Внешний вид датчика ДУАС.
В этом измерителе в единой конструкции совмещены приемники полного и статического давления, датчики угла атаки и угла скольжения. При этом повышается точность восприятия давлений и измерения аэродинамических углов за счет выноса датчика за пределы конструкции ЛA в невозмущенный воздушный поток на специальной штанге. При этом уменьшается общая масса Приборов и число элементов конструкции, выступающих за пределы обшивки ЛА Этот тип измерителя часто применяется при исследовании новых типов ЛА и сравнительных испытаниях других типов бортовых ДАУ и ПВД.
К группе совмещенных измерителей аэродинамических углов относится и аппаратура ЗАМ-004 (рис. 1.16). Аппаратура ЗАМ-004 предназначена для измерения углов атаки, скольжения и скорости при испытаниях летательных аппаратов на сваливание и штопор.
Аппаратура состоит из узла датчиков углов атаки, скольжения, скорости и штатного приемника воздушного давления, блока выходных сигналов исогласующего устройства и обеспечивает измерение скорости полета в полном диапазоне изменения углов атаки.
Технические характеристики:
Диапазон измерений:
углов атаки -50...+50
углов скольжения -50...+50
приборной скорости 50...900
Основная погрешность 1,0
Диапазон рабочих температур -50...+50
Дополнительная погрешность 0,02
Выходной сигнал 0...6; ±3
Напряжение питания 10В, 27В, 400Гц
Размеры узла датчиков 11x20
Масса узла датчиков 0,05 кг
Рис. 1.16. Аппаратура измерения углов атаки, скольжения и скорости летательных аппаратов ЗАМ-004
Совмещенные измерители аэродинамических углов решают проблему одновременного точного измерения местных аэродинамических углов и восприятия давления Рп и Рст в их широких диапазонах. Кроме того, эти
измерители обладают достаточной универсальностью, что позволяет устанавливать их на различных ЛA без дополнительной собственной доработки и дорогостоящей тарировки. Проблемами в них остались надежная передача сигналов своих параметров через вращающий вал и сам факт вращения зонда, приводящие к понижению надежности измерителя в целом. Для особо ответственных ЛА это может оказаться неприемлемым [3,15].
1.4.4. Сферический измеритель аэродинамических углов
Сферический измеритель аэродинамических углов предназначен, как и выше рассмотренные, для измерения местных углов. В нем используются аэродинамические свойства сферы (шара) в воздушном потоке. Этим он схож с пневматическим датчиком, когда в качестве зонда применена в нем сфера.
Основным его отличием от всех рассмотренных измерителей является отсутствие вращающихся частей конструкции. Иногда такой измеритель называют много дырочным в связи с тем, что в сфере делается много отверстий дырок. Частным вариантом сферического измерителя является полусферический зонд с пятью отверстиями (рис. 1.11).
Рис. 1.17. Полусферический с пятью отверстиями зонд для измерения направления потока воздуха.
Распространенное применение эти измерители получили при лабораторных исследованиях воздушных потоков, например, для измерения параметров потоков газов в системах сгорания. При этом самым распространенным оказался совмещенный измеритель, который совмещает в себе приемники статического, полного давлений и измеритель направления потока воздуха по аналогии с ДАУС. Зонд такого измерителя представляет собой комбинацию ПВД с полусферой в его головной части с пятью отверстиями. По количеству информации сферический измеритель аэродинамических углов аналогичен ранее рассмотренным измерителям, особенно совмещенным измерителем аэродинамических углов.
Для достижения приемлемой точности сферического измерителя необходимо делать много заборников давлений на сфере в продольной и поперечный плоскостях (углы а и Р) с расстояниями между ними 10-15 градусов. Кроме этого необходима тщательная тарировка измерителя в аэродинамической трубе совместно с частью ЛA, где он установлен.
В связи с этим сферические измерители не могут быть универсальными и применяются они только в лабораторных исследованиях или на уникальных ЛА типа космических кораблей многоразового использования Шатл (США) и Буран (Россия). Применение этого измерителя на серийных маневренных ЛA проблематично в связи с большой стоимостью, не универсальностью и ограниченностью рабочих аэродинамических углов в пределах 60 - 65 градусов.
Рис. 1.18. Истребитель F-16 Однако на истребителе F-16 (США) он применен в комплексе с ДАУ-П (рис. 1.18). [3].