CC BY
10
REFERENCES
1. Mintrans RF. Departament vozdushnogo transporta. №DV-156/n ot 29.11.93 O sovershenst-vovanii trebovanij k lyotnym polosam grazhdanskih aerodromov [The Ministry of transport of the Russian Federation. Department of air transport. №DV-156/n from 29.11.93 On improving the requirements for the flight strips of civil airfields].
2. Aronov O. N. Svetotekhnicheskoe oborudo-vanie aerodromov: metodicheskie ukazaniya [Lighting equipment of airfields: guidelines]. -Ul'yanovsk : UVAU GA, 2009.
3. Posobie po proektirovaniyu ob"ektov svetosignal'nogo i elektricheskogo oborudo-vaniya sistem posadki vozdushnyh sudov v aeroportah [Manual for the design of objects of light signal and electrical equipment of aircraft landing systems at airports] / MGA VSN8-86.
4. Informaciya o svetosignal'nom oborudovanii [Information on lighting equipment] [Elektronnyj resurs]: URL: https:// studopedia.ru/
9_140415_glava--svetotehnicheskoe-oborudovanie-aerodromov.html (accessed: 14.02.2018).
5. Informaciya o svetosignal'nom oborudovanii [Information about lighting equipment] [Elektronnyj resurs]: URL: http:// poznayka.org/ s26457t1.html (accessed: 14.02.2018).
Милашкина Ольга Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Общепрофессиональные дисциплины» Ульяновского института гражданской авиации им. Главного маршала авиации Б. П. Бугаева. Цветков Максим, курсант Ульяновского института гражданской авиации им. Главного маршала авиации Б. П. Бугаева.
Поступила 07.02.2019 г.
УДК 531.787
В. Н. ШИВРИНСКИЙ
СИГНАЛИЗАТОР ЧИСЛА М
Рассматривается сигнализатор с проточным приёмником статического давления, параметры которого выбираются из условия достижения скорости звука в узком сечении.
Ключевые слова: воздушный поток, проточный приёмник, сигнализатор, скорость звука, число М, узкое сечение
При больших скоростях аэродинамические характеристики самолёта начинают зависеть от числа М (М = У/а, где V - истинная воздушная скорость на данной высоте полёта, а - скорость звука). Начиная с числа М = 0,7...0,8, на крыле самолёта появляются так называемые местные скачки уплотнения, в результате устойчивость и управляемость претерпевают резкие изменения. Сигнализатор числа М предупреждает экипаж о приближении такого режима полёта самолёта.
Известны сигнализаторы числа М, содержащие приёмники полного и статического давления, соединительные трубопроводы и мембранно-решающее контактное устройство [1, с. 9-12, фиг. 2, 3, 4]. Для таких сигнализаторов характерна низкая перегрузочная способность из-за превышения числа М полёта величины, соответствующей точке срабатывания, при этом происходит раздутие мембранных чувствительных элементов, нежелательная деформация противодействующих пружин и увеличение давления на электроконтактную группу. В результате возникающее упругое последействие снижает точность сигнализатора, уменьшает количество рабочих циклов и надёжность устройства.
Автором предложена схема сигнализатора числа М [2], свободная от указанных недостатков. Разработанный сигнализатор числа М содержит приёмник давления полного аэродинамического торможения, проточный приёмник статического давления, соединительные трубопроводы, мембранно-решающее контактное устройство, при этом отношение площадей узкого и входного сечений проточного приёмника статического давления выбрано из условия достижения скорости звука в узком сечении, соответствующего точке срабатывания сигнализатора числа М.
© Шивринский В. Н., 2019
Рис. 1. Схема сигнализатора числа М
М
Рис. 2. Зависимость числа М, соответствующего точке срабатывания, от отношения площадей 82/Б1 сечений проточного приёмника
На рис. 1 представлена схема предлагаемого сигнализатора числа М.
Сигнализатор числа М содержит приёмник давления 1 полного аэродинамического торможения, проточный приёмник 2 статического давления со щелью 3 отбора давления в узком сечении, соединительные трубопроводы 4, 5, мембранно-решающее контактное устройство 6, состоящее из корпуса 7, манометрической коробки 8, анероида 9, тяг 10, противодействующих пружин 11, контактов 12, разъёма 13.
При помещении приёмников 1, 2 в воздушный поток полное давление аэродинамического торможения, воспринимаемое приёмником 1, по соединительному трубопроводу 5 передаётся в полость манометрической коробки 8, а давление из щели 3 в узком сечении проточного приёмника 2 статического давления по соединительному трубопроводу 4 передаётся в корпус 7 мембранно-решающего контактного устройства 6. Перемещения жёстких центров манометрической коробки 8 и анероида 9 передаются с помощью тяг 10 противодействующим пружинам 11, связанным с контактами 12. В момент достижения скорости звука в узком сечении проточного приёмника 2 статического давления замыкаются контакты 12. Выходной сигнал, соответствующий заданной точке срабатывания сигнализатора числа М, передаётся потребителю через разъём 13.
Выбор отношения площадей узкого (82) и входного (81) сечений проточного приёмника статического давления, при котором скорость воздушного потока в узком сечении достигает скорости звука, соответствующего точке срабатывания сигнализатора числа М, производится по графику рис. 2.
При достижении в узком сечении проточного приёмника скорости звука устанавливается постоянное отношение давления полного аэродинамического торможения Р1 к давлению Р2 в узком сечении: Р1/Р2 = [(к+1)/2]к/(к-1), где к - показатель адиабаты, для воздуха к = 1,41, тогда Р1/Р2 = 1,89.
Если скорость полёта превышает значения числа М, соответствующего точке срабатывания сигнализатора, отношение давлений, измеренное мембранно-решающим контактным устройством, есть величина постоянная, а это позволяет устранить раздутие мембранных чувствительных
элементов, уменьшить деформацию противодействующих пружин, в результате увеличивается точность измерения числа М.
Экспериментальные исследования, проведённые в работе [3], показали, что наименьшие гидравлические потери в проточном канале обеспечивают наибольшую чувствительность к скорости, наименьшую чувствительность к скосу потока и приемлемую повторяемость характеристик.
Приёмник воздушного давления с наименьшими потерями в проточном канале представлен на рис. 3 [4]. В корпусе 1 имеется канал, образованный конфузором 2 и диффузором 3. Узкие части конфузора и диффузора расположены с зазором, образующим щель 4 для отбора давления, соединённую пневмотрассой 5 с регистрирующим прибором 6.
Входная кромка конфузора выполнена с радиусом затупления Я = 0,2 Б, где Б - диаметр его узкой части. Углы раствора конфузора а1 и диффузора а2 составляют соответственно 45-50° и 8-10°. Отношение диаметров узких частей конфузора и диффузора Б/Б1 может быть меньше единицы. Длина конфузора I равна диаметру Б.
Для получения необходимой чувствительности к скорости и углу скоса потока, а также коррекции аэродинамических ошибок, возникает необходимость регулировки проточных приёмников воздушных давлений. Это может быть получено изменением диаметра Б и длины I конфузорного канала.
Сопоставляя данные экспериментальных исследований, проведённых в работе [3], можно сделать вывод, что с целью уменьшения влияния углов скоса потока и увеличения чувствительности к скорости необходимо выполнить условие I« Б.
Для обеспечения возможности компенсации аэродинамических и исходных ошибок в диффузорной части проточных приёмников перпендикулярно продольной оси симметрии канала устанавливаются обтекаемые тела в виде регулировочных винтов [5].
Рис. 3. Проточный приёмник воздушного давления
2
ДГГГ
0,06 0,04 0,02
К/
н
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Рис. 4. Регулировочная характеристика проточного приёмника
Результаты экспериментального исследования опытного образца такого приёмника воздушных давлений приведены на рис. 4, где 1 - зависимость изменения коэффициента Am2 приёмника давления от отношения высоты h выступающей в диффузоре части регулировочного винта к диаметру Dd диффузора в месте установки винта при l1/D1 = 3 (здесь l1 - расстояние от щели отбора давления до регулировочного винта); 2 - подобная зависимость при l1/D1 = 5.
Значения дополнительных гидравлических сопротивлений протекающему потоку зависят от размеров тел и их положения в диффузоре. Суммарный коэффициент сопротивления корректирующих элементов зависит также от относительного расстояния между телами и количества регулировочных винтов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лаврова А. Т. Методические указания и задания по курсовому проекту «Элементы автоматических приборных устройств». - Москва : МАИ, 1964. - 16 с.
2. Патент 186916 Российской Федерации на полезную модель, МПК G01P 5/16 (2006.01). Сигнализатор числа М / В. Н. Шивринский ; патентообладатель Ульяновский государственный технический университет - №2018131345 ; заявлен 30.08.2018; опубликован 11.02.2019, Бюллетень №5. - 5 с.
3. Шивринский В. Н. Исследование проточных приёмников воздушных давлений. - Ульяновск : УлГТУ, 2013. - 132 с.
4. Авторское свидетельство 672526 СССР, МКИ G01L 19/00. Приёмник статического давления / В. Н. Шивринский, Е. М. Нашатыркин. - №2363955/18-10; заявлено 24.05.1976; опубликовано 05.07.1979, Бюллетень №25. - 2 с.
5. Патент 137104 Российской Федерации на полезную модель, МПК G01L 19/00 (2006.01). Регулируемый приёмник воздушных давлений / В. Н. Шивринский ; заявитель и патентообладатель Ульяновский государственный технический университет - № 2013131852/28; заявлен 09.07.2013; опубликован 27.01.2014, Бюллетень №3. - 8 с.
REFERENCES
1. Lavrova A. T. Metodicheskie ukazaniya i zadaniya po kursovomu proektu «Elementy avtomatiche-skih pribornyh ustrojstv» [Methodical instructions and tasks on the course project «Elements of automatic instrumentation devices»]. Moskow : MAI, 1964. 16 p.
2. Patent 186916 Rossijskoj Federacii na poleznuyu model, MPK G01P 5/16 (2006.01). Signalizator chisla M [Patent 186916 of the Russian Federation for utility model, IPC G01P 5/16 (2006.01). The alarm number M] / V. N. SHivrinskij ; patentoobladatel' Ul'yanovskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet -№2018131345 ; zayavlen 30.08.2018 ; opublikovan 11.02.2019, Byulleten'№5, 5 p.
3. SHivrinskij V. N. Issledovanie protochnyh priyomnikov vozdushnyh davlenij [The study of flowing receivers of air pressure]. Ul'yanovsk : UlGTU, 2013. 132 p.
4. Avtorskoe svidetel'stvo 672526 SSSR, MKI G01L 19/00. Priyomnik staticheskogo davleniya [672526 copyright certificate of the USSR, MKI G01L 19/00. Static pressure receiver] / V. N. SHivrinskij, Е. M. Nashatyrkin. - № 2363955/18-10 ; zayavleno 24.05.1976; opublikovano 05.07.1979, Byulleten'№25. 2 p.
5. Patent 137104 Rossijskoj Federacii na poleznuyu model', MPK G01L 19/00 (2006.01). Reguliruemyj priyomnik vozdushnyh davlenij [Patent 137104 of the Russian Federation for utility model, IPC G01L 19/00 (2006.01). Adjustable air pressure receiver ] / V. N. SHivrinskij ; zayavitel' i patentoobladatel' Ul'yanovskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet - №2013131852/28; zayavlen 09.07.2013; opublikovan 27.01.2014, Byulleten' №3. 8 p.
Шивринский Вячеслав Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» УлГТУ. Имеет научные работы в области авиационного приборостроения.
Поступила 10.04.2019 г.
