Что такое пвд в авиации

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.

Источник

Скорость полета самолета и трубка Пито.

Здравствуйте, друзья!

Но а как же быть с самолетом? Нет ведь в воздухе дорог, по которым можно было бы ехать :-). Единственная среда, с которой летательный аппарат контактирует непосредственно — это воздух. Вот от него-то он большую часть информации о своем движении и получает. Что касается конкретно скорости полета, то вполне понятно, что чем быстрее самолет летит, тем сильнее на него давит встречный воздушный поток (скоростной или динамический напор). Отсюда логично было бы определять скорость полета в зависимости от величины этого давления. Так же как, кстати, и с атмосферным давлением и высотой. Ведь чем выше летит самолет, тем атмосферное давление ниже. О высоте, однако, поговорим в одной из следующих статей, а пока на повестке дня скорость полета.

Схема классической трубки Пито

Трубка Пито представляет собой L — образную трубку, один конец которой помещен в скоростной (воздушный :-)) поток. Этот поток в трубке тормозится, создавая в ней избыточное давление, по величине которого и можно судить о скорости потока, то есть по сути дела скорости полета, если эта трубка установлена на летательном аппарате. Вобщем-то принцип достаточно простой :-).

Однако здесь надо не забывать еще об одной важной вещи. Все, что находится внутри земной атмосферы, существует в ней под постоянным атмосферным (статическим) давлением. Мы его практически не ощущаем (если, конечно, все в порядке со здоровьем :-)), но оно есть и так или иначе оказывает влияние практически на все физические процессы, происходящие вокруг нас, то есть на всю нашу жизнь. Прямо как в фильме «ДМБ» :-):

— Видишь суслика?
— Нет…
— И я не вижу… А он — есть!

Полное давление = динамическое давление (скоростной напор) + статическое давление.

Скоростной напор выражается такой формулой Р₁ = ρV²/2.

В итоге мы имеем такое уравнение: Р = Р₀ + Р₁ = Р₀ + ρV²/2

Из него очень просто получить искомую скорость полета: V = √((2(Р — Р₀))/ρ)

Указатель скорости УС-350.

Как видите, нам, чтобы определить скорость полета, нужно измерить полное давление потока и статическое давление. Классическая трубка Пито дает только полное давление. Поэтому статику приходится измерять отдельно. Во избежание этого неудобства трубка Пито была усовершенствована.

Схема работы трубки Прандтля (ПВД).

Работа указателя скорости неплохо показана в этом небольшом ролике.

Трубка Пито под крылом самолета Cessna 172.

Чаще используются так называемые комбинированные ПВД. Они по конструкции представляют собой типичные трубки Прандтля. Эти устройства обязательно снабжаются мощной системой электрического обогрева, так как небольшие отверстия для замера давлений при обледенении самолета вполне могут быть закупорены льдом, что, конечно, может помешать их корректной работе. На стоянках приемники воздушных давлений закрываются специальными заглушками или чехлами для исключения попадания посторонних предметов и грязи в отверстия.

Типичный ПВД современного самолета.

Приемник воздушного давления на СУ-24М (цифры 1 и 2).

Воздушная скорость (самая важная :-)). Она делится на два вида:

Истинная воздушная скорость ( True Airspeed ( TAS ) ) и Приборная воздушная скорость ( Indicated Airspeed ( IAS ) )

Приборная скорость – эта та скорость, которую летчик видит в своей кабине на приборе-указателе скорости. Она используется для пилотирования летательного аппарата непосредственно в данный момент времени.

Истинная скорость – это фактическая скорость полета самолета относительно воздуха. Она используется для навигации. Зная ее, например, рассчитывается время прибытия в конечный пункт маршрута и возможные при этом отклонения. Измерить эту скорость обычно невозможно. Она рассчитывается с использованием приборной скорости, давления воздуха и его температуры. При этом учитываются погрешности указателя приборной скорости. Они всегда есть, как у любого измерительного прибора на нашей земле :-). Эти погрешности (или ошибки) бывают:

Путевая скорость (Ground Speed ( GS )). Это скорость летательного аппарата относительно земли. Она рассчитывается на основании истинной скорости с учетом скорости ветра и используется при решении навигационных задач.

P.S. В заключении предлагаю вам посмотреть дополнительный ролик, рассказывающий о трубках Пито и Прандтля.

74 Комментариев: Скорость полета самолета и трубка Пито.

Полета самолета определяют 5 скоростей. Пилот имеет на борту первую скорость из этой цепочки, а ему нужна пятая по счету.

IAS — получается на борту как разность давления (см. статью). Поскольку прибор как любое механическое устройство имеет свою погрешность (зазоры, трение и пр.), то его показания надо корректировать, и получается IAS*=IAS+dVпр. Однако, механика стала сверхточной, приборы подешевели и доступны всем, от дешевых самолетов до самых дорогих, то в последних нормах лётной годности эта поправка строго нормирована, не более от 2 до 5 км/ч, то все приборы и показывают скорость с этой точностью, и приборную поправку можно больше не учитывать, используя просто IAS. Именно эта скорость записана в РЛЭ, по ней и пилотирует самолет пилот. Но есть особенность — это очень «грязная» скорость. Видя на приборе скорость 500 км/ч, это вовсе не означает, что самолет каждый час пролетаете 500 км. Подробности ниже.

CAS — calibrated airspeed, или индикаторная земная скорость. Любое тело летящее в воздухе создает вокруг себя поле давлений, или по-простому — ударную волну (это если уж со сверхзвуковой скоростью). А у нас есть ПВД и мы им измеряем давление. Для дозвукового самолета искажение поля давления распространяется на 1…2 характерных размера объекта (очень условно и примитивно, но примерно так). Например, у моего самолета хорда крыла 1,3 м, а искажение поля статического давления перед крылом распространяется на 2 м. Штанга же ПВД расположенная в носке крыла имеет длину 0,75 м (а длиннее нельзя — сломается, или делать ее из чугуна). Конечно же статическое давление измеряется с искажениями. К тому форма поля статического давления зависит от положения закрылков и угла атаки (а те в свою очередь — от скорости полета, массы самолета, и понеслись по всему учебнику…). Чтобы это учесть, в лётных испытаниях определяют «вранье ПВД», искажение измерения статического давления, и потом приборную скорость IAS корректируют (калибруют) — добавляют аэродинамическую скоростную поправку ПВД: CAS = IAS + dVа.

EAS — индикаторная скорость. Если самолет летит быстрее 400 км/ч, то воздух начинает проявлять эффект сжимаемости, что тоже влияет на измерения. По спец.таблицам для любой высоты и скорости полета можно посмотреть поправку на сжимаемость и добавить ее: EAS = CAS + dVсж. Если скорость полета меньше 400 км/ч, то сжимаемость не учитывается — EAS = CAS, соответственно. Пересчитывая IAS в CAS или EAS уже можно сравнивать характеристики конкретного самолета на разных режимах полета: даже если IAS будут разные, но CAS/EAS одинаковые, то и аэродинамические характеристики самолета одинаковые. Именно в этих скоростях записаны все нормы летной годности, по которым проектируют самолеты. Например, у самолета определили скорость сваливания, Vs = 113 км/ч, то если повторять режим сваливания на этом самолете с разными приборами и разными ПВД на разных скоростях, то IAS конечно же будет разной, но самолет сваливаться будет на одной и той же CAS/EAS, что и требуется.

TAS — истинная скорость. Скорость в невозмущенном воздухе без ветра (поэтому в русс. есть еще синоним — воздушная, вносящий не мало путаницы. Ведь все приведенные здесь скорости, кроме последней — воздушные). Поскольку самолет летает в реальной атмосфере, на разной высоте и при разной погоде, то температура и давление всегда разное, в разных комбинациях. Но аэродинамики и нормы лётной годности пользуются только стандартной атмосферой МСА, где стат.давление отсчитывается от стандартного, от 760 мм рт.ст. при +15°С. Стало быть, чтобы сравнивать характеристики самолета с нужно пересчитывать IAS в скорость на высоте полета.
Все очень просто — нужно сравнить плотность воздуха на высоте полета Rн (зная температуру и давление на этой высоте) с плотностью стандартной атмосферы у земли Ro (+15/760) и добавить эту поправку к скорости: TAS = EAS (CAS) / SQRT (Rн/Ro). Именно по этой скорости делают расчет самолета аэродинамики, и продувают аэродинамические модели в своих трубах.

А еще эту же скорость TAS используют штурманы в расчетах. Зная скорость и направление ветра U, векторно складывая ее с TAS получают путевую скорость W или GS, скорость движения самолета относительно земли.
GS — путевая скорость, и она единственная во всей цепочке — уже не воздушная. Нанося ее вектор на карту можно рассчитать время полета и проходимое фактическое расстояние на данной высоте и при данном ветре. Что-то изменилось — считай всю цепочку заново. Вот такой длинный путь от цифры на приборе в кабине пилота до линии на карте штурмана. Поэтому то раньше и были штурманы в экипаже!

Сейчас уже заканчивают свою жизнь доплеровские измерители скорости и сноса (ДИСС), зато на каждом самолете стоят GPS/GLONASS, которые сразу же выдают и вектор путевой скорости (ФПУ или TRK) и ее величину (GS). А чтобы следить за безопасной скоростью в полете и не напрягать пилота расчетом или розыском в РЛЭ по таблицам нужной скорости на самолетах ставят вычислители воздушной скорости, в которые уже введены данные о всех поправках ПВД/сжимаемости, текущей массе самолета, получают текущие данные о забортной температуре и давлении, о давлении и температуре на аэродроме посадки, о конфигурации самолета. Вычислитель ежесекундно рассчитывает опасные CAS/EAS для конкретной ситуации, потом переводит в IAS и рисует красный сектор на электронном указателе скорости, за который пилоту и автопилоту заходить нельзя. Пилот же как и раньше продолжает пилотировать самолет глядя на IAS.

Вот так сегодня разорвалась 100-летня цепочка вычислений воздушных скоростей самолета… Но физика процесса — не изменная.

Интересно, а почему нельзя производить корректировку скорости в воздухе, используя сигналы GPS?

Источник

Приемники воздушного давления

ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА

9.1 ИУ высотно-скоростных параметров

На борту ВС применяется группа аэрометрических (измеряющих давления окружающей самолет атмосферы) ИУ, дающих информацию о высотных и скоростных параметрах. В основу измерения параметров аэрометрическими ИУ положены известные зависимости высоты и скорости полета от воздушных давлений. В эту группу входят измерители барометрической высоты, измерители приборной и истинной воздушной скорости, измерители числа М и измерители вертикальной скорости (вариометры).

Все эти ИУ построены на косвенных методах измерения, сущность которых заключается в том, что на основе первичной информации о статическом и полном давлениях и температуре встречного потока воздуха вычисляются величины высотных и скоростных параметров, которые характеризуют пилотажно-навигационный режим полета.

Для того чтобы применить метод косвенных измерений, необходимо знать уравнение данного метода, т.е. функциональную зависимость, связывающую искомые высотно-скоростные параметры с параметрами встречного потока воздуха. Для реализации методов косвенных измерений датчики первичной информации должны взаимодействовать с вычислительным устройством, решающим уравнение метода измерения. В простейшем случае первичные чувствительные элементы совмещаются в единой конструкции со счетно-решающим устройством, роль которого часто выполняет передаточно-множительный механизм.

В более сложных случаях, при построении навигационных систем, датчики первичной информации выдают электрические сигналы, поступающие в вычислитель, решающий уравнение метода измерения.

В настоящее время, на современных ВС используются измерительные системы (информационные комплексы) высотно-скоростных параметров, в которых первичная информация, выдается датчиками в цифровой или частотной форме, а решение уравнений осуществляется специализированной или универсальной вычислительной системой самолетовождения (ВСС).

Приемники воздушного давления

Для измерения статического р_ст и полного р_п давлений в набегающем потоке применяют приемники воздушного давления (ПВД). Такой приемник представляет собой совокупность двух концентрических трубок (рис. 9.1). Внутренняя трубка открыта с торца навстречу потоку и служит для восприятия давления воздуха при полном торможении, т. е. с помощью этой трубки получают полное давление р_п. Внешняя трубка с торца закрыта, но имеет ряд отверстий на боковой поверхности. Эти отверстия должны располагаться в зоне неискаженного статического давления.

Приемники полного и статического давленийразмещаются вне самолета (на наружной поверхности фюзеляжа), в носовой его.

Приемник полного давления выполняется в виде, как показано на рис.9.2.

Приемники статического давления исполняются в следующих вариантах:

а) в виде отверстий, расположенных на поверхности фюзеляжа самолета в таких точках, где давление равно статическому; при этом для повышения жесткости обшивки фюзеляжа на ней располагаются плиты со статическими отверстиями, соединенными внутри самолета с трубопроводами, подводящими статическое давление к соответствующим ИУ;

б) в виде укрепленного на крыле или фюзеляже (часто носовой части фюзеляжа) самолета вытянутого цилиндра, ось которого направлена вдоль воздушного потока, а на поверхности, в точках, где давление равно статическому, сделаны отверстия.

На рис. 9.3 показан вариант приемника воздушного давления (ПВД), выдающего как статическое, так и полное давление. На поверхности цилиндра имеется утолщение (аэродинамический компенсатор), имеющее форму двух встречных конусов и предназначенное для выравнивания статического давления на поверхности контура при определенных режимах полета.

Внутри приемника имеются три герметичные камеры, сообщающиеся с расположенными на поверхности приемника отверстиямиС₁, С₂ и С₃ и выведенные соответственно на штуцера 1, 2 и 3. Кроме того, в передней части приемника имеется центральное отверстие П, воспринимающее полное давление, выведенное на штуцер 4.

Рис. 9.2. Приемник полного давления:

1 – камера; 2 – козырек; 3 – дренажное отверстие; 4 – корпус; 5 – обогревательный элемент; 6 – трубка; 7, 8 – соединительные провода; 9 – камера; 10 – штепсельный разъем; 11 – штуцер, 12 – трубопровод; 13 – фланец; 14 – прокладка

Рис. 9.3. Приемник воздушного давления (ПВД) с компенсирующим контуром

Особенностью данного типа ПВД является то, что при полете с дозвуковой скоростью давление в камере С₃ близко к статическому, а в камерах C₁ и С₂ значительно отличается от него; при полете же со сверхзвуковой скоростью давление в камере С₃ значительно отличается от статического, но при этом давления в камерах С₁ и С₂ близки к статическому. Поэтому при полете на дозвуковых скоростях используется камера С₃, а на сверхзвуковых скоростях – камера С₁ или С₂. Перевод магистрали статического давления на питание от той или другой камеры производится автоматически с помощью пневматического переключателя, срабатывающего при переходе скорости через скорость звука.

Точность воспроизведения статического давления зависит от геометрической формы и размеров компенсирующего контура (углов α, β и диаметра D), а также от расстояния между приемником и самолетом. Поэтому приемники выпускаются в различных модификациях, отличающихся величинами α, β, D, кроме того, подбирается оптимальное расстояние между ПВД и самолетом.

На больших самолетах, в целях повышения надежности, устанавливают несколько приемников полного и статического давлений

Виды высот полета

Высотой полета называют измеренное по вертикали расстояние между ВС и некоторой поверхностью, принятой за начало отсчета.

При полетах самолетов различают четыре основных вида высот (рис.9.4):

— абсолютная высота (Н_абс.) – высота полета относительно уровня моря (p_о = 760 мм.рт.ст.);

— относительная высота (Н_отн.)– высота полета относительно места взлета или посадки;

— истинная высота (Н) – высота полета относительно места, над которым находится самолет в данный момент времени;

— барометрическая высота (Н_бар.) – высота полета относительно места с заданным атмосферным давлением.

Знание абсолютной высоты необходимо при эшелонировании, испытательных полетах ВС и авиационных двигателей, относительная высота должна быть известна при взлете и посадке, а истинная высота – во всех случаях полета.

ИУ, предназначенные для измерения высоты полета самолета над земной поверхностью, называются высотомерами.

Рис. 9.4. Виды высот полета

На больших ВС применяют комплексы высотно-скоростных параметров, которые предназначены для обслуживания нескольких бортовых систем – автопилотов, навигационных систем и комплексов, дистанционных указателей и т.д. В таких комплексах, обычно, конструктивно объединяют датчики высоты полета с датчиками скорости и числа М.

Источник

Что такое пвд в авиации

Думаете, американцам за обещание новенького айфона слабо внедрить какого-нибудь ПТУ-шника на КнААЗ

Наоборот. ПВД перекрестили в ППД.

Думаете, американцам за обещание новенького айфона слабо внедрить какого-нибудь ПТУ-шника на КнААЗ

Вот прочитал В ОТКРЫТЫХ источниках, что на су-57 установлена СИ ВСП, которая испытывалась на Су-35.

Система измерения высотно-скоростных параметров СИ ВСП-35
Функции
Система предназначена для измерения, вы­числения и выдачи в бортовые автоматические системы информации о высотно-скоростных и аэродинамических параметрах.
Краткое описание
Система состоит из двух двухканальных блоков вычислителей ВВП, четырех блоков приемников-преобразователей давлений ППВД и двух двухканальных приемников температуры заторможенного потока воздуха П-104М.

Основные достоинства системы состоят в следующем:

сокращение числа и уменьшение размеров выступающих в воздушный поток элементов, а также снижение массы аэрометрического оборудования, что особенно важно при многократном резервировании;
повышенная надежность за счет исключения датчиков аэродинамических углов с подвижными механическими частями;
высокая степень устойчивости к отказам, обусловленная информационной избыточностью и специальными алгоритмами идентификации отказов;
уменьшение потребной мощности обогрева приемников воздушных давлений;
исключение на борту самолёта пневмопроводов за счет конструктивного совмещения датчиков давления с приемниками воз¬душных давлений (выполнения их в едином блоке), что существенно снижает динами¬ческое запаздывание в пневмопроводах и повышает точность измерений.

Источник