Осы в ПВД или в авиации мелочей нет
Кто из людей, связанных с авиационной техникой, не знает, что такое ПВД (приёмник воздушного давления)? Авиатор вам скажет, что это устройство отбора воздушных сигналов атмосферного давления для подачи их на вход анероидно – мембранных приборов и датчиков. По инструкции, во время стоянки летательного аппарата ПВД закрывается защитным чехлом.
Вечером, как обычно, приехали на аэродром и услышали доклад техника о готовности самолёта к полётам. Осмотрев внимательно самолёт, запустили двигатель и начали полёты в вечернюю смену. Взлёт на самолёте Ан – 2 с полевого аэродрома требует повышенного внимания пилотов. На приборы экипажу смотреть некогда. Всё внимание вперёд, на обозначенную полосу! Командир выдерживает направление, а второй пилот следит, чтобы отрыв произошёл до красного флажка – рубежа отрыва. Лишь на рубеже отрыва, взгляд второго пилота начинает скользить по приборам: авиагоризонт, указатель скорости, высотомер, вариометр, авиагоризонт…
– Командир! Указатель скорости отказал! – кричит по СПУ (самолётное переговорное устройство) второй пилот.
– Понял. Взлёт продолжаем!
После набора высоты 50 метров и уборки закрылков, оцениваю ситуацию. Судя по показаниям прибора, произошла закупорка ПВД, точнее, канала полного давления. Указатель скорости стал работать, как высотомер. Отказ указателя скорости не относится к особым случаям полёта; он не требует его немедленного прекращения. Установив необходимый режим работы двигателя, произвели обработку полей и благополучно возвратились на свой аэродром. На земле начали разбираться в произошедшем казусе.
– Во время «формы» ПВД продували, все приборы работали исправно, – доложил техник РЭСОС. – Командир, включи «обогрев ПВД», может быть «букашка» заползла в отверстие…
– Давай пробовать. Включаю, но что это даст? – спрашиваю «рэсосника».
– Включай, посмотрим, – пробурчал тот и взялся рукой за ПВД.
Прошло меньше минуты и «рэсосник» замахал рукой: «Выключай!». Ещё через минуту, он прокричал одно слово: «Есть!». Я вышел из пилотской кабины и, обогнув левое нижнее крыло, подошёл к бипланной стойке, на которой крепилась полуметровая трубка ПВД. И тут, у меня на глазах, из отверстия ПВД выползла желто – полосатая оса.
– Это уже вторая, – заявил «рэсосник», – первую я раздавил на крыле.
– Ничего себе, когда же они успели туда забраться?
– Вероятно, когда выполняли «форму», – сказал техник. – Я чехол на ПВД не надевал. Дело – мелочь… Кто знал, что осы там гнездо захотят свить.
Не успел техник проговорить, как подъехал на «уазике» главный агроном.
– Чего стоим, летуны? Сроки уходят, работать надо! – громко крикнул агроном, не вылезая из машины.
– Осы приборы вывели из строя, – отвечаю ему. – Скоро полетим…
– Осы летят на запах, – проговорил агроном и уехал.
Техник РЭСОС подождал немного, потом глубоко вдохнул, и продул ПВД ртом. Второй пилот контролировал в кабине, чтобы стрелки всех приборов реагировали на такой искусственный воздушный напор. Убедившись, что всё в норме, решили продолжать полёты. Однако я не успел, даже, подать команду: «От винта!», как заметил трёх ос, снующих возле отверстия ПВД.
– Петрович, там что, мёдом намазано? – задаю вопрос нашему технику и показываю рукой на ПВД. – Осы! После полёта посмотри. От винта.
После посадки подошёл авиатехник и, виновато опустив голову, говорит:
– Прости командир, мы с «рэсосником» выпили немного за обедом. Спирт технический; чтобы запах отбить, добавили в него две ложки мёда. Каюсь, наша вина. Оба дули в ПВД, а тут, осы… Дело – мелочь, а неприятно…
– Запомни, Петрович! В авиации нет мелочей! Принцип старый, но всегда актуальный.
Приёмники воздушных давлений
Под статическим давлением Р понимают давление, оказываемое воздушной средой на единицу боковой поверхности тела, движущегося в воздушной среде с её скоростью.
Под полным давлением Рп понимают давление, приходящееся на единицу поверхности тела, плоскость которого перпендикулярна вектору скорости V набегающего потока.
Статическое и полное давления измеряются приёмниками воздушных давлений ПВД, которые конструктивно могут быть объединены. Рассмотрим приёмник полного давления(см.рис 40).
Воздушный поток со скоростью V тормозится у входа в камеру 1. В результате давление в камере равно полному давлению Рп, которое через трубку 6, камеру 8 и пневмовывод 9 посредством штуцера подключается к магистрали полного давления.
Дренажные отверстия 3 с козырьком 2 предназначены для отвода влаги из камеры 1.
Приёмник полного давления на самолете SSJ-100
Приёмник полного давления (ППД) передаёт информациию о полном давлении в модуль воздушных сигналов.
Для предотвращения накопления льда во время полёта и для обеспечения точного измерения давления ППД имеет нагревательный элемент, который конструктивно является элементом корпуса. При нахождении самолёта на земле напряжение обогревателя уменьшается во избежание перегрева нагревательного элемента.
В корпусе ППД имеются два дренажных отверстия для удаления влаги.
В одном конструктивном корпусе может быть приёмник полного и статического давлений, но конструкция его отличается от рассмотренной.
– из-за погрешности эксперимента (при снятии характеристик приёмников, вследствие неточности средств измерения);
– из-за неточности изготовления приёмника;
– вследствие влияния условий в месте установки приёмника на самолёте.
На рисунке 41 представлена система полного и статического давлений самолёта SSJ-100, состоящая из трёх приёмников полного давления, шести приёмников статического давления, преобразователей давления (ПД) в последовательный код интерфейса обмена
ARINC-429 и аналоговых указателей. Трёхканальная система измерения полного и статического давлений позволяет наиболее точно производить вычисления значения этих давлений с учётом угла атаки и вычисления аэродинамической поправки.
Рисунок 41. Система полного и статического давлений
Приёмник статического давления самолёта SSJ-100(см. рис. 42).
Приёмник статического давления (ПСД) воспринимает статическое давление и передает егопо трубопроводам к модулю ваздушных сигналов и комплексному электронному резервному прибору. Приёмник устанавливается заподлицо с обшивкой фюзеляжа. Приемник имеет
девять отверстий, которые подсоединены к общему пневматическому штуцеру.
В состав ПСД входят:
— платиновый чувствительный элемент,
— встроенный нагревательный элемент для предотвращения обледенения.
Датчик температуры воздуха (см. рис. 43)
Датчик температуры воздуха измеряет температуру заторможенного потока воздуха и выдаёт электрический сигнал, пропорциональный этой температуре.
Набегающий поток воздуха поступает в датчик температуры воздуха и разделяется на два потока:
— первый поток, содержащий тяжёлые частицы, такие как песок, пыль или капли воды, выходит
из приёмника насквозь;
— второй поток, свободный от тяжёлых частиц, из-за инерциального разделения, направляется в сторону чувствительного элемента, проходит поверх и сквозь трубки воспринимающего элемента и выходит через отверстие в задней части датчика.
Два чувствительных элемента выполнены из платиновых проводов, намотанных на пустотелую керамическую оправку. Платиновые провода и керамическая оправка защищены стеклянным покрытием. Это стеклянное покрытие защищает провода от экологических ограничений (солевой
туман, жидкости, вибрации). Вокруг воспринимающего элемента установлен радиационный экран для защиты от излучаемого тепла.
Сеть прецизионных резисторов обеспечивает многократность измерений с помощью воспринимающего элемента. Эти резисторы обладают высокой стабильностью, и такая компенсация обеспечивает погрешность менее, чем 0.1 °C.
Накопление льда внутри датчика предотвращается при помощи нагревательного элемента, который встроен в корпус датчика.
Рисунок 43. Датчик температуры воздуха
Датчик угла атаки (см. рис. 44)
Чувствительным элементом датчика угла атаки является аэродинамически сбалансированный в воздушном потоке флюгер, который улавливает угол набегающего потока воздуха. Отклонение флюгера соответствует локальному углу атаки.
Корпус датчика угла атаки крепится на фюзеляже самолёта. Флюгер ориентируется в набегающем потоке воздуха, отклоняется, при этом, образуя угол с осью самолёта, т. е. угол, который образован вектором скорости и осью самолёта. Флюгер механически крепится к
свободно вращающемуся в двух подшипниках валу. Ротор демпфирующего устройства, на котором устанавливается подвижный стопор и противовес для статического балансирования флюгера, крепится к этому валу. Вращательное движение ограничивается фиксированным
стопором, который является частью корпуса. Демпфирующий механизм состоит из ротора с магнитами и статора, включая токопроводящее кольцо и магнитный контур. Вращательное движение передается с вала на сельсин с помощью зубчатой передачи с передаточным числом 1. Для предотвращения обледенения флюгера в корпус встроен нагревательный элемент.
Рабочий диапазон датчика (по отношению к аэродинамическому нулю) — ± 40 º
Приемники ПВД-7, ППД-1 и статического давления
Приемник воздушного давления ПВД-7(рис. 71) предназначен для восприятия в полете статического давления воздуха, окружающего самолет, и полного давления встречного потока воздуха, образующегося при движении самолета. Для восприятия полного давления воздуха в приемнике ПВД-7 используется полное торможение встречного потока воздуха у торца наконечника приемника. При этом энергия движения воздуха преобразуется в избыточное динамическое давление, характеризующее скорость встречного потока воздуха и, следовательно, скорость самолета.
Приемник ПВД-7 представляет собой трубку с приемным отверстием, воспринимающим полный напор.
Статическое давление воздуха, окружающего самолет, отбирается с помощью трех раздельных групп статических отверстий, расположенных на цилиндрической части приемника, работающих независимо друг от друга.
Для предотвращения обледенения приемника ПВД-7 внутри передней части корпуса расположен электрообогреватель, представляющий собой нихромовую проволоку. Питается обогревательный элемент постоянным током напряжением бортсети 28,5 В и потребляет ток, равный 5,5—6,5 А. Во избежание нарушения целостности покрытий корпуса приемника и перегорания электрообогревательного элемента на земле его можно включать на время не более 3 мин.
Приемники ПВД-7 установлены на обшивке в верхней части фюзеляжа, между шпангоутами № 9—10 по одному на левом и правом бортах.
Приемник полного давления ППД-1 (рис. 72) предназначен для восприятия в полете полного давления встречного потока воздуха. Состоит приемник ППД-1 из камеры полного давления, которая имеет дренажные отверстия для стока влаги.
Для борьбы с обледенением приемник снабжен электрообогревательным элементом, который питается постоянным током напряжением 28,5 В и потребляет ток, равный 6,2—6,8 А. Пользоваться электрообогревом ПВД-7 и ППД-1 необходимо при температуре наружного воздуха, близкой к нулю, при отрицательных температурах, при полете в облаках, тумане, осадках и т. д.
Приемник ППД-1 установлен на обшивке фюзеляжа, между шпангоутами № 5—6 на левом борту.
Приемники статического давлениярасположены на обшивке фюзеляжа между шпангоутами № 5—6, два на левом и два на правом бортах. Они являются приемниками резервной статики.
Приемник статического давления представляет собой цилиндрический штуцер, не выступающий за обшивку фюзеляжа. Полость штуцера соединяется со статической проводкой анероидно-мембранной системы.
Предполетный осмотр приемников.Перед полетом необходимо снять заглушки и чехлы с приемников ПВД-7, ППД-1 и статического давлений и внешним осмотром убедиться, что видимых дефектов нет. При осмотре проверить надежность крепления трубопроводов, приемников, влагоотстойников, а также кранов статики и динамики. Убедиться в отсутствии следов коррозии, механических повреждений, в отсутствии влаги во влагоотстойниках, в чистоте приемных камер и дренажных отверстий приемников.
В случае мойки самолета осмотр влагоотстойников производится после моечных работ. В каждый колпачок влагоотстойника вложен поплавок. Если поплавок не просматривается, значит влагоотстойник полностью заполнен водой. При обнаружении трещин ввиде мелкой сетки «мороза» на стаканчике влагоотстойника заменить прозрачный колпачок.
При осмотре приемника ПВД-7 следует иметь в виду, что шелушение гальванических покрытий, нанесенных на поверхности корпуса, недопустимо.
Проверить исправность обогревательных элементов приемников ПВД-7, ППД-1 и статических приемников. Для чего включить три автомата защиты сети АЗС-10 на щите АЗС с надписью «Обогрев ПВД» и АЗС-2 с надписью «t° С масла».
Установить переключатели «Обогрев—Выкл.—Проверка» в положение «Выкл.» на пульте правого пилота. При этом на правой панели приборной доски должна загореться красная сигнальная лампочка «Отказ обогрева ПВД», а три зеленые сигнальные лампочки исправности обогрева ПВД на правом пульте должны погаснуть.
Установить переключатели «Обогрев—Выкл.—Проверка» в положение «Обогрев», при этом на правом пульте должны загореться три зеленые сигнальные лампочки исправности обогрева ПВД, акрасная сигнальная лампочка «Отказ обогрева ПВД» должна погаснуть.
Если обогрев какого-либо приемника неисправен, его сигнальная лампочка погаснет и загорится красная сигнальная лампа «Отказ обогрева ПВД».
Установить переключатели «Обогрев—Выкл.—Проверка» в положение «Контроль», при этом должны гореть четыре зеленые сигнальные лампочки исправности обогрева резервных приемников статического давления.
После проверки установить переключатели «Обогрев—Выкл.— Проверка» в положение «Выключено». Перед взлетом включать обогрев ПВД при плюсовых температурах наружного воздуха за 1 мин, а при нулевых и отрицательных температурах — за 3 мин до начала разбега самолета, установив переключатели «Обогрев— Выкл.—Проверка» в положение «Обогрев».
В полете три горящие зеленые лампочки будут сигнализировать об исправной работе приемников ПВД-7 и ППД-1. Загорание красной лампочки на правой панели приборной доски «Отказ обогрева ПВД» будет сигнализировать об отказе обогрева приемника ПВД, причем зеленая лампочка отказавшего ПВД гаснет.
При отказе приемника ПВД-7 левого пилота необходимо ручку крана «Динамика» на пульте левого пилота установить в положение «Резервная». При этом левый указатель скорости подключится к приемнику ППД-1 самописца КЗ-63. При отказе приемника ПВД-7 правого пилота его указатель скорости работать не будет, так как резервной динамики не имеет.
При отказе приемников статического давления левого и правого пилота необходимо установить ручки кранов «Статики» на горизонтальном пульте левого и вертикальном пульте правого пилотов в положение «Резервная».
После посадки и пробега самолета необходимо выключить обогрев приемников ПВД-7, ППД-1 и приемников статического давления, установив переключатели «Обогрев—Выкл.—Проверка» в положение «Выключено».
Вариометр ВАР-30-3
Назначение и принцип действия.Вариометр ВАР-30-3 предназначен для измерения вертикальной скорости набора высоты или снижения самолета. Принцип действия вариометра основан на измерении разности давлений воздуха внутри корпуса прибора, соединенного с атмосферой через капиллярную трубку и давлением внутри манометрической коробки, соединенной с атмосферой трубопроводом большого сечения.
Рис. 73. Устройство вариометра ВАР-30-3:
1 — спиральная пружина; 2 — трибка; 3 — сектор; 4 — валик сектора; 5 — рычаг валика; 6—противовес; 7 — капиллярная трубка; 8— штуцер; 8— трубопровод; 10 — тяга; 11 — манометрическая коробка; 12— штифт; 13 — стойка; 14 — плоская пружина; 15 — эксцентрик; 16 — ведущий рычаг; 17 — ведомый рычаг; 18— шестерня эксцентрика; 19— шестерня кремальеры; 20 — головка кремальеры
Показания прибора используются для пилотирования самолета в горизонтальном полете, при снижении и при наборе высоты. Знание летчиком величины вертикальной скорости позволяет подбирать наиболее выгодные режимы набора высоты или спуска, что особенно важно при полете по приборам в облаках, ночью, при пробивании облаков и при выполнении посадки.
Вариометр является очень чувствительным прибором и быстро реагирует на незначительные изменения вертикальной скорости полета. Поэтому, он позволяет выдерживать заданную высоту полета с большей точностью, чем высотомер ВД-10.
Установлены вариометры на левой и средней панелях приборной доски. Питаются вариометры статическим давлением от приемников. ПВД-7, системы питания анероидно-мембранных приборов.
Устройство и работа.Состоит вариометр ВАР-30-3 из герметичного корпуса, соединенного с атмосферой через капиллярную трубку 7 (рис. 73). Внутри корпуса установлена манометрическая коробка 11, которая является чувствительным элементом прибора. При работе вариометра чувствительный элемент, воспринимающий разность давлений воздуха внутри корпуса прибора и внутри манометрической коробки, деформируется. Возвратно-поступательное перемещение чувствительного элемента преобразуется во вращательное движение стрелки, которая перемещаясь по шкале, показывает величину вертикальной скорости.
На лицевой части прибора имеется кремальера, которая служит для установки стрелки на нуль. (Стрелка на нуль устанавливается техником по приборам). Шкала прибора отградуирована от 0 до 30 м/с на подъем и спуск. Участок шкалы от 0 до 10 м/с имеет оцифровку через 5 м/с и цену деления 1 м/с. Участок шкалы от 10 до 30 м/с имеет оцифровку через 10 м/с и цену деления 2 м/с. Деления шкалы от 0 до 10 м/с широкие, а затем сужаются (шкала «затухает»). Затухание шкалы достигается путем введения в передающий механизм кривошипно-кулисного звена 14, 15, которое меняет передаточное отношение, и следовательно, и угол поворота стрелки.
Вариометр работает следующим образом. У земли давление воздуха внутри манометрической коробки и в корпусе прибора одинаково, и стрелка вариометра находится на нуле. При наборе высоты атмосферное давление наружного воздуха понижается. Давление воздуха во внутренней полости манометрической коробки начнет уменьшаться со скоростью, пропорциональной скорости набора высоты, а в корпусе прибора будет уменьшаться значительно медленнее за счет выхода воздуха через капиллярную трубку. Под действием разности давлений манометрическая коробка сжимается и свое движение передает на стрелку, которая показывает вертикальную скорость подъема самолета.
При переходе самолета в горизонтальный полет перепад давления воздуха внутри манометрической коробки и в корпусе прибора будет равен нулю, и стрелка вариометра установится на нуль через 2—3 с. Следовательно, вариометр не сразу показывает прямолинейный горизонтальный полет, а с некоторым запаздыванием, и это надо учитывать при пользовании прибором в полете.
При снижении самолета давление воздуха во внутренней полости манометрической коробки увеличивается быстрее, чем в корпусе прибора. Манометрическая коробка будет расширяться и воздействовать на стрелку, которая покажет вертикальную скорость снижения самолета.
При касании самолета о землю давление воздуха в корпусе прибора и внутри манометрической коробки выравнивается через 2—3 с, и стрелка вариометра устанавливается на нулевую отметку шкалы.
Предполетный осмотр и пользование вариометром в полете.Внешним осмотром убедиться, что видимых дефектов нет. При осмотре обратить внимание на целость корпуса, стекла, окраску шкалы и стрелок, крепления прибора к приборной доске. Стрелки вариометров должны быть установлены на нулевой отметке.
Смещение стрелок с нулевой отметки шкалы не должно превышать ±0,5 м/с. Если стрелка прибора смещена с нулевой отметки шкалы более чем на ±0,5 м/с — производится юстировка прибора, для чего необходимо отвернуть кремальеру вытянуть на себя, а затем поворотом кремальеры привести стрелку к нулю. После установки стрелки на нуль кремальеру вдвинуть обратно и завернуть до отказа. Перечисленные операции выполняет техник по приборам. Котировочный узел обеспечивает юстировку прибора в пределах не менее ±3 м/с.
В полете вариометры используются для выдерживания прямолинейного горизонтального полета. При выполнении горизонтального полета стрелка вариометра удерживается на нуле, что свидетельствует о неизменности высоты полета. При нарушении горизонтального полета стрелка прибора отклоняется вверх или вниз, что предупреждает летчика о необходимости выравнивания самолета.
«Хождение» стрелки по шкале прибора указывает на то, что подъем или снижение выполняется с переменной вертикальной скоростью. При переходе самолета в прямолинейный горизонтальный полет необходимо учитывать, что вариометр выдает показание с некоторым заметным запаздыванием (2—3 с). При взлете или посадке необходимо следить за показаниями вариометров и не допускать превышения вертикальной скорости набора или снижения. Кроме того, вариометры используются при выполнении полета по приборам в облаках и ночью, а также при пробивании облаков и при выполнении посадки.
Вариометр ВР-10
Назначение и принцип действия.Кабинный вариометр ВР-10 (рис. 74) предназначен для указания «вертикальной скорости» в герметической кабине, т. е. скорости изменения давления в кабине самолета (мм рт. ст./с), и используется как вспомогательный прибор. Принцип действия вариометра основан на измерении разности давления воздуха в корпусе прибора, соединенного с герметической кабиной капиллярной трубкой, и давлением внутри манометрической коробки, соединенной с кабиной через трубопровод большого сечения.
Установлен вариометр на средней панели приборной доски.
Устройство и работа.Вариометр ВР-10 состоит из герметичного корпуса (рис. 75), где установлена манометрическая коробка 5, которая является чувствительным элементом прибора. Манометрическая коробка через передающий механизм воздействует на стрелку. Внешняя поверхность коробки через капиллярную трубку воспринимает кабинное давление воздуха, а внутренняя полость находится под действием кабинного давления воздуха, поступаемого внутрь коробки через трубопровод большого сечения.
На лицевой части прибора имеется шкала от 0 до 10 м/с на подъем и спуск, а также кремальера, служащая для установки стрелки на нуль.
Вариометр работает следующим образом. При постоянном давлении воздуха в герметической кабине (неизменный режим работы авиадвигателей при включенной системе наддува и постоянной высоте полета) разность давлений воздуха внутри и вне коробки равна нулю и стрелка прибора стоит на нуле. С поднятием на высоту или уменьшении подачи воздуха авиадвигателями давление внутри корпуса прибора будет уменьшаться медленнее, чем внутри кабины самолета. Под действием разности давлений манометрическая коробка сжимается и перемещает стрелку по шкале вверх от нулевой отметки шкалы. После набора высоты (изменения давления) давление воздуха в кабине корпуса прибора и внутри манометрической коробки уравнивается, и стрелка прибора возвращается на нулевую отметку шкалы.
При снижении самолета давление внутри манометрической коробки увеличивается, а внутри корпуса прибора образуется разрежение воздуха. При этом манометрическая коробка расширяется, и стрелка прибора перемещается вниз от нулевой отметки шкалы. По кабинному вариометру скорость изменения давления в герметической кабине при наборе высоты или снижении самолета не должна превышать 2—3 м/с. При проверке вариометра перед полетом стрелка должна находиться на нуле. Допуск ±0,3 м/с.