Приборы для измерения скорости полета называются указателями скорости. Они делятся на следующие типы:
- указатели индикаторной скорости,
- указатели истинной воздушной скорости.
Наряду с указателем истинной воздушной скорости применяется указатель числа М. Этот прибор показывает значение истинной воздушной скорости в относительных единицах (по отношению к
скорости звука).
Указатель индикаторной скорости (УС) применяется в качестве пилотажного прибора. Принцип действия его основан на измерении динамического давления встречного потока воздуха с помощью манометрической коробки, деформация которой передается на стрелку специальным механизмом.
Таким образом, указатель индикаторной скорости измеряет скоростной напор, зависящий не только от скорости полета, но и от плотности воздуха.
Этот прибор будет показывать истинную воздушную скорость только на той высоте, на которой производилась его градуировка. Обычно указатель индикаторной скорости градуируется при нормальной плотности воздуха = 1,225 кг/'м3, поэтому показания прибора будут соответствовать истинной воздушной скорости при полете у земли.
Известно, что аэродинамические силы, действующие на самолет в полете, также пропорциональны скоростному напору.
Поэтому для поддержания требуемого режима полета важно знать не истинную воздушную скорость, а индикаторную скорость полета. Следовательно, по указателю индикаторной скорости легко выдерживать нужные режимы полета. Этот прибор по существу дает информацию о подъемной силе самолета на любой высоте полета, что особенно важно знать тогда, когда подъемная сила приближается к критическому значению.
Указатель индикаторной скорости можно использовать и как навигационный прибор для определения истинной воздушной скорости. В этом случае в его показания нужно вводить поправки.
Указатель истинной воздушной скорости (ИВС) предназначен для измерения истинной воздушной скорости полета. Его принцип действия, так же как и указателя индикаторной скорости, основан на измерении динамического давления встречного потока воздуха. Отличие состоит в том, что в указателе ИВС измеряется также и статическое давление. Кроме того, автоматически вводится поправка на температуру по стандартной атмосфере.
Измерение истинной воздушной скорости возможно при наличии в приборе чувствительных элементов, определяющих динамическое давление Ар, статическое давление р и температуру Т на высоте полета.
Конструктивно реализовать такую схему затруднительно. Прибор получается очень сложным. Конструкция прибора значительно упрощается, если применить схему с неполной температурной компенсацией.
Введение температурной компенсации в этой схеме основано на предположении, что температура так же, как и давление, изменяется с увеличением высоты по стандартному закону. Следовательно, температура и давление функционально связаны между собой. Поэтому изменение температуры с изменением высоты учитывают, измеряя статическое давление.
Комбинированный указатель скорости. В нем совмещены два прибора — указатель индикаторной скорости и указатель истинной воздушной скорости с неполной температурной компенсацией. Прибор имеет единую шкалу и две стрелки, одна из которых (широкая) показывает индикаторную скорость, а другая (узкая) — истинную воздушную скорость. Кинематическая схема такого прибора представлена на рис. 3.
Рис. 3. Кинематическая схема комбинированного указателя скорости с подвижным блоком анероидных
коробок:
1—стрелка указателя индикаторной скорости; 2—стрелка указателя истинной воздушной скорости; 3—шкала; 4, 13—трибки; 5, 10—кривошипы; 6—тяга; 7, 16—оси; 8—манометрическая коробка; 11, 19—зубчатые секторы; 12, 18—пружины; 14—серьга; 15—изогнутый кривошип; 17—блок анероидных коробок
В герметичном корпусе прибора размещены манометрический блок 8 и анероидный блок 17. Манометрический блок является общим чувствительным элементом указателей индикаторной и истинной воздушной скорости. Он воспринимает динамический напор Ар, под действием которого происходит перемещение его нижнего жесткого центра. Это перемещение передается через тягу 9 на кривошип 10, который поворачивается вместе с осью 7. От оси 7 вращение передается одновременно зубчатому сектору 11 и ведущему кривошипу 5. Зубчатый сектор 11 поворачивает трибку 13, на оси которой укреплена стрелка 1 указателя индикаторной скорости, а кривошип 5 через тягу 6 и серьгу 14 поворачивает изогнутый кривошип 15, связанный с осью 16. Поворот оси 16 вызывает движение зубчатого сектора 19, который вращает трибку 4, на полой оси которой укреплена стрелка 2 указателя истинной воздушной скорости. Внутри полой оси трибки 4 проходит ось трибки 13
При полете на малой высоте индикаторная и истинная воздушная скорости совпадают. Поэтому обе стрелки движутся по шкале 3 вместе. С подъемом на высоту истинная воздушная скорость превышает индикаторную и стрелки расходятся.
На самолетах гражданской авиации широкое применение получили комбинированные указатели скорости КУС-1200 и КУС-730/1100.
Указатель скорости КУС-1200 выполнен по схеме с подвижным блоком анероидных коробок. Он имеет общую шкалу и две стрелки, одна из которых (широкая) служит для отсчета индикаторной (приборной) скорости от 150 до 1200 км/ч, а другая (узкая) —для отсчета истинной воздушной скорости от 400 до 1200 км/ч.
Указатель скорости КУС-730/П00 выполнен по схеме с неподвижным блоком анероидных коробок и имеет две шкалы: внутреннюю и внешнюю. По внешней шкале широкая стрелка показывает индикаторную скорость от 50 до 730 км/ч, а по внутренней шкале узкая стрелка показывает истинную воздушную скорость от 400 до 1100 км/ч.
Указатель числа М. Многие характеристики самолета зависят от числа М. Так, например, при изменении числа М от 0,6 до 1,0 коэффициент лобового сопротивления сх возрастает, а коэффициент подъемной силы су уменьшается. При М>1,0 оба коэффициента медленно уменьшаются и изменяется сопротивление воздухозаборника реактивного двигателя. Все это приводит к изменению характеристик управляемости самолета. Поэтому пилоту необходимо знать те значения числа М, при которых такое изменение ироисходит.
Прибор, с помощью которого измеряется число М полета, называется указателем числа М. Существующие указатели числа М основаны на измерении отношения динамического давления Ар воздуха к статическому давлению р. Число М является функцией отношения динамического давления к статическому, независимо от температуры воздуха.
Датчики истинной воздушной скорости. Они служат для получения сигналов в виде напряжения, пропорционального истинной воздушной скорости. Такие сигналы необходимы для работы многих автоматических и полуавтоматических систем. К ним следует отнести навигационные индикаторы, навигационные вычислители, системы управления и др.
