УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА АТАКИ (СКОЛЬЖЕНИЯ) ДАТЧИКА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Заявляемая полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях.
При пилотировании летательных аппаратов (ЛА) достоверная информация об углах атаки и скольжения необходима на многих режимах, в частности при взлете и посадке, полете при малой скорости, выполнении эволюции и, особенно, при взлете на предельно допустимых режимах. Наличие достоверной информации по аэродинамическим углам позволяет выполнять указанные этапы полета при минимальном расходе топлива, повысить дальность и безопасность полета, наиболее полно использовать боевые и летно-технические возможности ЛА [1].
Сигналы по углу атаки используют как основные для обеспечения безопасности и оптимальности полета, улучшения устойчивости и управляемости ЛА, реализации адаптивной аэродинамики крыла, управления тягой двигателя, а также при решении ряда специальных задач. Сигналы по углу скольжения играют важную роль при взлете и посадке, выполнении пространственных маневров и выводе ЛА из аэродинамического вращения.
Для измерения углов атаки (скольжения) используют датчики аэродинамических углов, устанавливаемые на фюзеляже ЛА. Наиболее распространенными являются датчики флюгерного типа. В частности на вертолетах датчики аэродинамических углов флюгерного типа устанавливают на штанге вне зоны действия потока несущего винта вертолета.
При пилотировании вертолета измерение аэродинамических углов производится датчиком угла атаки и скольжения ДУАС. У датчиков ДУАС имеются две пары флюгеров, размещенных на одной оси. Первая пара флюгеров поворачивается по отношению к корпусу датчика на определенный угол в зависимости от угла атаки объекта. Другая пара флюгеров поворачивается по отношению к корпусу датчика в зависимости от угла скольжения объекта.
Для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях используются угломерные устройства.
Известно приспособление угломерное, предназначенное для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях ПУ-2 6Э4.047.005 и выпускаемое ОАО «Электроприбор» г.Воронеж [2]. Данное устройство (фиг.1) содержит основание 1, к которому подвижно прикреплен циферблат 2. На основании 1 установлены кронштейн 4 и нониус 3. Так же оно содержит фиксирующее устройство, состоящее из свободно перемещающегося ползуна 8, ловителей 7 и ручки 6.
Для фиксации флюгера датчика ползун 8, с помощью ручки 6, отводят в сторону от циферблата 3. Ползун 8 с помощью ловителей 7 входит в зацепление с боковыми стенками флюгера датчика аэродинамических углов, при этом флюгер фиксируется в устройстве относительно плоскости симметрии своей клиновидной части. Вращением ручки 5 флюгер датчика отклоняют на требуемые углы.
Недостатком данного устройства является то, что в лабораторных условиях оно не позволяет измерять углы отклонения флюгеров датчиков, устанавливаемых на штанге, например, датчиков угла атаки и скольжения ДУАС для вертолета и выявлять погнутость флюгера, что увеличивает погрешность измерения угла атаки (скольжения).
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании устройства для измерения угла атаки (скольжения) в лабораторных условиях датчиков аэродинамических углов, устанавливаемых на штанге, способного также выявлять погнутость флюгера.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет применения данного устройства для датчиков аэродинамических углов, устанавливаемых на штанге, и способности выявления погнутости флюгера.
Решение поставленной задачи и указанный технический результат достигаются тем, что устройство для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях содержит основание, к которому прикреплены циферблат и кронштейн с нониусом, причем циферблат относительно основания неподвижно, а кронштейн с нониусом подвижно, моментную ручку, фиксирующее устройство с ручкой, пластины, хомут с гайкой, а фиксирующее устройство содержит упор и прижимную планку, причем упор прикреплен к основанию неподвижно.
На фиг.1 представлено угломерное устройство, выбранное в качестве прототипа.
На фиг.2 представлено заявляемое устройство,
где
1 - основание,
2 - циферблат,
3 - нониус,
4 - кронштейн,
5 - моментная ручка,
6 - ручка,
7 - хомут с гайкой,
8 - прижимная планка,
9 - упор,
10 - пластины.
На фиг.3а) представлен флюгер с нормальной геометрией, на фиг.3б) с измененной геометрией (погнутостью).
Предлагаемое устройство для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях состоит из основания 1 в форме призмы с пластинами 10, к которому неподвижно прикреплен циферблат 2, упор 9, и подвижно кронштейн 4 с нониусом 3. Для крепления предлагаемого устройства на корпусе датчика используют хомут с гайкой 7. На кронштейне 4 с нониусом 3 закреплены прижимная планка 8 и ручка 6. С помощью моментной ручки 5 флюгер датчика устанавливают на требуемые углы.
1
2
Устройство для измерения угла атаки (скольжения) датчика аэродинамических углов в лабораторных условиях позволяет однозначно фиксировать корпус датчика в основании 1 в виде призмы с пластинами 10, центрирующими плоскость симметрии призмы, а значит, и плоскость симметрии корпуса датчика. Упор 9, неподвижно закрепленный на основании 1 симметрично относительно плоскости симметрии основания 1, устанавливают вплотную на ось флюгера датчика, и плоскость симметрии датчика совпадает с плоскостью симметрии основания 1 и всего устройства, а прижимная планка 8 позволяет удерживать флюгер датчика в поджатом к кронштейну 4 состоянии, привалочная плоскость которого располагается от плоскости симметрии устройства на расстоянии, равном / толщины флюгера, при этом плоскость симметрии флюгера проходит через ось вращения устройства, через ось флюгеров датчика, нулевую риску нониуса 3 и циферблата 2. Выходная характеристика датчика при этом соответствует выражению U=f(α), где U - выходной сигнал датчика, α - угол атаки (скольжения). В случае погнутости флюгера прижимная планка 8 удерживает флюгер измененной геометрии и центр вращения устройства не совпадает с плоскостью симметрии флюгера, появляется угол рассогласования Δα, выявляемый по выходной характеристике датчика U=f(α+Δα), который и характеризует погнутость флюгера.
1
2
Как видно из фиг.3а) привалочная плоскость кронштейна располагается на / толщины флюгера.
На фиг.3б) флюгер имеет погнутость величиной равной а и в этом случае появляется угол рассогласования Δα, который вычисляют по формуле:
,
где Δα - угол рассогласования,
a - величина погнутости флюгера,
b - расстояние до центра вращения, на котором расположена погнутость.
Из формулы видно, чем больше погнутость флюгера, тем больше угол рассогласования Δα.
Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно в лабораторных условиях измерять углы атаки и скольжения датчиков аэродинамических углов, устанавливаемых на штанге, а также выявлять погнутость флюгеров.
Источники информации
1 - Клюев Г.И., Макаров Н.Н., Солдаткин В.М., Ефимов И.П. "Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов", Ульяновск: УлГТУ, 2005.
2 - Приспособление угломерное ПУ-2 6Э4.047.005 ТУ, 6Э4.047.005 РЭ, 6Э4.047.005 ПС ОАО «Электроприбор», г.Воронеж.