Приборы в самолетах

Р. А. ЛУНИНА, А. Н.
НАУМОВ

АВИАЦИОННОЕ И
РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
САМОЛЕТА
ЯК-18Т

Издание
второе, переработанное и дополненное

УУЗ
МГА СССР в качестве учебного пособия
для
летных училищ гражданской авиации

EFIS на Airbus A380

EFIS на Eclipse 500

Garmin G1000 на Diamond DA42

Основной индикатор полета Boeing 747-400

Электронная система пилотажных приборов (EFIS ) — это система отображения приборов кабины экипажа, которая отображает данные полета в электронном виде, а не электромеханически. EFIS обычно состоит из основного индикатора полета (PFD), многофункционального дисплея (MFD) и системы индикации двигателя и оповещения экипажа (EICAS). дисплей. В ранних моделях EFIS использовались дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), но теперь более распространены жидкокристаллические дисплеи (ЖКД). Первыми кандидатами на замену EFIS были комплексный электромеханический индикатор ориентации (ADI) и индикатор горизонтального положения (HSI). Однако сейчас некоторые приборы кабины экипажа невозможно заменить электронным дисплеем.

Кабина двухместного легкого самолета Slingsby T-67 Firefly. Летные приборы видны слева на приборной панели.

Летные приборы — это инструменты в кабине самолета, которые предоставляют пилоту данные о полете этого самолета, например как высота, воздушная скорость, вертикальная скорость, курс и многое другое, важная информация в полете. Они повышают безопасность, позволяя пилоту управлять самолетом в горизонтальном полете и выполнять повороты без привязки к самолету, например, за горизонт. Правила визуального полета (VFR) требуют наличия указателя воздушной скорости, высотомера и компаса или другого подходящего магнитного указателя направления. Правила полетов по приборам (IFR) дополнительно требуют гироскопического крена тангажа (искусственный горизонт ), указателя направления (гироскопа) и скорости поворота, а также индикатора скольжения и регулируемого высотомера., и часы. Полет в метеорологических условиях по приборам (IMC) требует радионавигационных приборов для точного взлета и посадки.

Этот термин иногда используется в широком смысле как синоним кабина пилота. инструменты в целом, в этом контексте он может включать в себя инструменты двигателя, навигационное и коммуникационное оборудование. Многие современные летательные аппараты имеют электронные системы пилотажных приборов.

Большинство регулируемых воздушных судов имеют эти летные приборы, как предписано Кодексом федеральных правил США, раздел 14, часть 91. Они сгруппированы в соответствии с статическая система Пито, система компаса и гироскопические приборы.

Навигационные системы

Индикатор VOR включает в себя индикатор отклонения от курса (CDI), переключатель всенаправленных подшипников (OBS), индикатор TO / FROM и флаги. CDI показывает поперечное положение самолета по отношению к выбранной радиальной траектории. Он используется для ориентации, отслеживания на станцию ​​или от нее, а также для перехвата курса. На инструменте вертикальная стрелка указывает поперечное положение выбранной дорожки. Горизонтальная стрелка позволяет пилоту следить за глиссадой, когда прибор используется с ILS.

Ненаправленный радиомаяк (NDB)

Индикатор Автоматический пеленгатор (ADF) может быть фиксированной картой, подвижной картой или радиомагнитным индикатором (RMI). RMI удаленно связан с гирокомпасом, так что он автоматически поворачивает карту азимута для отображения курса самолета. В то время как простые дисплеи ADF могут иметь только одну стрелку, типичный RMI имеет две, подключенные к разным приемникам ADF, что позволяет фиксировать положение с помощью одного инструмента.

Преимущества

EFIS обеспечивает универсальность, избегая некоторых физических ограничений традиционных инструментов. Пилот может переключить тот же дисплей, на котором отображается индикатор отклонения от курса, для отображения запланированного курса, предоставленного системой зональной навигации или управления полетом. Пилоты могут наложить изображение метеорологического радара на отображаемый маршрут.

Гибкость, обеспечиваемая модификациями программного обеспечения, сводит к минимуму затраты на реагирование на новые правила и оборудование для воздушных судов. Обновления программного обеспечения могут обновлять систему EFIS для расширения ее возможностей. Обновления, представленные в 1990-х годах, включали систему предупреждения о приближении к земле и систему предотвращения столкновений.

. Степень резервирования доступна даже при простой установке EFIS с двумя экранами. В случае отказа PFD переключение передачи перемещает важную информацию на экран, обычно занимаемый навигационным дисплеем.

Человеческий фактор

На разных этапах полета пилоту нужны разные комбинации данных. В идеале авионика показывает только используемые данные, но электромеханический прибор должен быть постоянно в поле зрения. Чтобы улучшить четкость отображения, ADI и HSI используют сложные механизмы для временного удаления лишних показаний — например, удаление шкалы глиссады, когда она не нужна пилоту.

В нормальных условиях EFIS может не отображать некоторые индикаторы, например, вибрацию двигателя. Только когда какой-либо параметр выходит за установленные пределы, система отображает показания. Аналогичным образом EFIS запрограммирован так, чтобы показывать шкалу и указатель глиссады только во время захода на посадку ILS.

В случае сбоя входа электромеханический инструмент добавляет еще один индикатор — обычно полоса падает на ошибочные данные. EFIS, с другой стороны, удаляет недопустимые данные с дисплея и заменяет соответствующее предупреждение.

Режим устранения беспорядка активируется автоматически, когда обстоятельства требуют внимания пилота для конкретного объекта. Например, если самолет наклоняется вверх или вниз сверх указанного предела — обычно от 30 до 60 градусов, — индикатор высоты убирает с поля зрения другие объекты, пока пилот не установит по тангажу приемлемый уровень. Это помогает пилоту сосредоточиться на самых важных задачах.

Цвет

В традиционных инструментах давно используется цвет, но отсутствует возможность изменения цвета, чтобы указать на какое-то изменение состояния. Технология электронных дисплеев EFIS не имеет таких ограничений и широко использует цвет. Например, когда самолет приближается к глиссаде, синяя надпись может означать, что глиссада активирована, а при захвате цвет может измениться на зеленый. Типичные системы EFIS кодируют стрелки навигации цветом, чтобы отразить тип навигации. Зеленые стрелки указывают на наземную навигацию, такую ​​как VOR, курсовые радиомаяки и системы ILS. Пурпурные иглы указывают на GPS-навигацию.

Обработчики данных

Визуальное отображение EFIS создается генератором символов. Он принимает входные данные от пилота, сигналы от датчиков и выбор формата EFIS, сделанный пилотом. Генератор символов может иметь другие названия, такие как компьютер обработки дисплея, блок электроники дисплея и т. Д.

Генератор символов не просто генерирует символы. Он имеет (как минимум) средства мониторинга, графический генератор и драйвер дисплея. Входные данные от датчиков и элементов управления поступают по шинам данных и проверяются на достоверность. Выполняются требуемые вычисления, и генератор графики и драйвер дисплея производят входные данные для устройств отображения.

Возможности

Подобно персональным компьютерам, системам летных приборов необходимы средства самопроверки при включении питания и непрерывный самоконтроль. Однако системам бортовых приборов требуются дополнительные возможности мониторинга:

Бывшая практика

Традиционные (электромеханические) дисплеи оснащены синхронными механизмами, которые передают тангаж, крен и курс, указанные на капитане и в первую очередь офицерские приборы к компаратору приборов. Компаратор предупреждает о чрезмерных различиях между дисплеями капитана и первого помощника. Даже сбой на более низком уровне в виде заклинивания, скажем, в механизме качения ADI вызывает предупреждение компаратора. Таким образом, приборный компаратор обеспечивает как мониторинг компаратора, так и мониторинг дисплея.

Мониторинг компаратора

Функция компаратора EFIS проста: данные по крену (угол крена) от датчика 1 совпадают с данными крена от датчика 2? В противном случае отобразите заголовок предупреждения (например, CHECK ROLL ) на обоих PFD. Мониторы сравнения выдают предупреждения об индикации воздушной скорости, тангажа, крена и высоты. Более совершенные системы EFIS имеют больше мониторов-компараторов.

Мониторинг дисплея

В этом методе каждый генератор символов содержит два канала мониторинга дисплея. Один канал, внутренний, производит выборку выходных данных своего собственного генератора символов на дисплей и вычисляет, например, какое положение крена должно давать эту индикацию. Это вычисленное положение крена затем сравнивается с вводом положения крена в генератор символов из INS или AHRS. Любая разница, вероятно, была вызвана ошибочной обработкой и вызывает предупреждение на соответствующем дисплее.

Внешний канал мониторинга выполняет ту же проверку на генераторе символов на другой стороне кабины экипажа: генератор символов капитана проверяет первого помощника, первый помощник проверяет сигнал капитана. Какой бы генератор символов ни обнаружил неисправность, отобразит предупреждение на собственном дисплее.

Внешний канал мониторинга также проверяет правильность входов датчиков (в генератор символов). Ложный входной сигнал, такой как высота радиовысотомера больше максимума радиовысотомера, вызывает предупреждение.

Панели управления

EFIS предоставляет пилотам средства управления, которые выбирают диапазон и режим отображения (например, карта или компас) и вводят данные (например, выбранный курс).

Если другое оборудование использует пилотные входы, шины данных транслируют выбор пилота, так что пилоту нужно только ввести выбор один раз. Например, пилот выбирает желаемую высоту спуска на блоке управления. EFIS повторяет эту выбранную высоту на PFD и, сравнивая ее с фактической высотой (с компьютера с данными о воздухе), генерирует отображение ошибки высоты. Этот же выбор высоты используется автоматической системой управления полетом для выравнивания и системой предупреждения о высоте для выдачи соответствующих предупреждений.

Компоновка

Шесть основных приборов в легком двухмоторном самолете, расположенных в форме «basic-T». Слева вверху: указатель воздушной скорости, указатель высоты, высотомер, указатель поворота, указатель курса и индикатор вертикальной скорости

Большинство самолетов оборудовано стандартным набором пилотажных приборов, которые предоставляют пилоту информацию об ориентации, скорости и высоте самолета.

Т-образное расположение

Большинство самолетов, построенных в США с 1940-х годов, имеют летные приборы, расположенные по стандартизированной схеме, называемой «Т-образной» компоновкой. Индикатор ориентации находится вверху по центру, скорость полета — слева, высотомер — справа, а индикатор курса — под указателем ориентации. Два других, координатор поворота и вертикальная скорость, обычно находятся под указателями воздушной скорости и высотомера, но им дают больше свободы в размещении. Магнитный компас будет находиться над приборной панелью, часто на центральной стойке лобового стекла. В более новых самолетах со стеклянной кабиной приборной панелью расположение дисплеев соответствует базовому Т-образному расположению.

Ранняя история

Типичная конфигурация приборов Cessna 172

В 1929 году Джимми Дулиттл стал первым пилотом, который взлетал, летал и садился на самолет, используя только инструменты, без вид за пределы кабины. В 1937 году британские Королевские военно-воздушные силы (RAF) выбрали набор из шести основных пилотажных приборов, которые должны были оставаться стандартной панелью, используемой для полетов в инструментальных метеорологических условиях (IMC) на следующий период. 20 лет. Это были:

Такое расположение панелей было включено во все самолеты RAF, построенные в соответствии с официальной спецификацией с 1938 года, такие как Miles Master, Hawker Hurricane, Supermarine Spitfire и 4-моторный Avro Lancaster и Хэндли Пейдж Галифакс тяжелых бомбардировщиков, но не более раннего легкого однодвигательного учебного самолета Tiger Moth, и минимизировал трудности преобразования типов, связанные с слепым полетом, поскольку пилот, обученный на одном самолете, мог быстро привыкли к любому другому, если бы инструменты были идентичны.

Этот базовый набор из шести штук, также известный как «шесть пакетов», также был принят на вооружение коммерческой авиации. После Второй мировой войны расположение было изменено на: (верхний ряд) воздушная скорость, искусственный горизонт, высотомер, (нижний ряд) указатель поворота и крена, указатель курса, вертикальная скорость.

Дальнейшее развитие

Первичный индикатор полета (PFD)

Из шести старых основных инструментов индикатор поворота и крена теперь является устаревшим. Инструмент был включен, но мало пригодился в реактивных авиалайнерах первого поколения. Он был снят со многих самолетов до того, как стали доступны стеклянные кабины. С улучшенным искусственным горизонтом, включая гироскопы и диспетчеров полетов, указатель поворота и крена стал ненужным, за исключением выполнения определенных типов высшего пилотажа (которые не выполнялись намеренно в IMC с самого начала). Но другие пять летных приборов, иногда называемые «большой пятеркой», по-прежнему включены во все кабины. Однако способ их отображения со временем изменился. В стеклянных кабинах пилотажные приборы отображаются на мониторах. Но на дисплее отображаются не цифры, а изображения аналоговых приборов. Искусственный горизонт занимает центральное место на мониторе, а индикатор курса чуть ниже (обычно он отображается только как часть компаса). Указанная воздушная скорость, высотомер и указатель вертикальной скорости отображаются в виде столбцов с указанной воздушной скоростью слева от горизонта, а высотомер и вертикальная скорость справа по той же схеме, что и в большинстве «часовых кабин» более старого стиля.

Другое значение и некоторые другие приборы

В хорошую погоду пилот может летать, глядя в окно. Однако при полете в облаке или ночью необходим хотя бы один гироскопический прибор для ориентирования самолета, будь то искусственный горизонт, поворот и скольжение или гирокомпас.

Индикатор вертикальной скорости, или VSI, скорее «полезен», чем абсолютно необходим. На реактивных самолетах он отображает вертикальную скорость в тысячах футов в минуту, обычно в диапазоне от –6 до +6. Гирокомпас можно использовать для навигации, но это также действительно летательный аппарат. Необходимо контролировать корректировку курса, чтобы он совпадал с курсом посадочной полосы. Указанная воздушная скорость, или IAS, является вторым по важности прибором и очень точно показывает воздушную скорость в диапазоне от 45 до 250 узлов (от 83 до 463 км / ч). На большей высоте вместо него используется MACH-метр, чтобы самолет не превышал скорость. Прибор под названием истинная воздушная скорость, или TAS, существует на некоторых самолетах. TAS показывает воздушную скорость в узлах в диапазоне от 200 узлов (370 км / ч) и выше (это как махомер: не совсем прибор для полета). Высотомер показывает высоту в футах, но его необходимо скорректировать с учетом местного атмосферного давления в аэропорту посадки. Альтиметр может быть настроен так, чтобы показывать высоту ноль футов на взлетно-посадочной полосе, но гораздо более распространенным является регулировка альтиметра для отображения фактической высоты, когда самолет приземлился. В последнем случае пилоты должны помнить о высоте взлетно-посадочной полосы. Однако радиовысотомер (показывающий высоту над землей, если она ниже примерно 2 000–2 500 футов (610–760 м), был стандартом на протяжении десятилетий. Этот прибор, однако, не входит в «большую пятерку», но все же должен рассматриваться как летные приборы.

Компасные системы

Компас показывает курс самолета относительно северного магнитного поля. К ошибкам относятся отклонение или разница между магнитным и истинным направлением и отклонение, вызванное электропроводкой в ​​самолете, для чего требуется карта коррекции компаса. Кроме того, компас подвержен ошибкам наклона. Хотя он надежен в устойчивом горизонтальном полете, он может давать сбивающие с толку сигналы при повороте, подъеме, спуске или ускорении из-за наклона магнитного поля Земли. По этой причине индикатор курса также используется для полетов самолета, но периодически калибруется по компасу.

Гироскопические системы

Индикатор ориентации ( также известный как искусственный горизонт) показывает отношение самолета к горизонту. Из этого пилот может определить, выровнены ли крылья (крен ) и направлен ли нос самолета над или под горизонтом (тангаж ). Отношение к пользователям всегда выражается в единицах градусов (°). Индикатор ориентации является основным инструментом для полета по приборам, а также полезен в условиях плохой видимости. Пилоты обучаются использовать другие инструменты в сочетании в случае отказа этого инструмента или его питания.

Шемпп-Хирт Янус -C планер Приборная панель, оснащенная для «облаков». Индикатор поворота и крена находится вверху по центру. индикатор курса заменяется компьютером с приводом от GPS с данными о ветре и глиссаде, который управляет двумя дисплеями электронного вариометра вправо.

Индикатор курса

Индикатор курса ( также известный как направленный гироскоп, или DG) отображает курс самолета в точках компаса и относительно магнитного севера, когда он установлен с помощью компаса. Трение подшипника вызывает ошибки дрейфа от прецессии, которые необходимо периодически корректировать путем калибровки прибора по магнитному компасу. Во многих современных самолетах (включая почти все реактивные) индикатор курса заменен на горизонтальный индикатор положения (HSI), который предоставляет ту же информацию о курсе, но также помогает при навигации.

Указатель поворота

К ним относятся указатель поворота и скольжения и координатор поворота, которые показывают вращение вокруг продольной оси. Они включают в себя инклинометр , чтобы указать, находится ли самолет в согласованном полете или в скольжении или заносе. Дополнительные отметки обозначают поворот со стандартной скоростью. Скорость поворота чаще всего выражается в градусах на секунду (град / с) или в минутах на оборот (мин / тр)..

Системы управления полетом

К ним относятся индикатор горизонтальной ситуации (HSI) и индикатор ориентации (ADI). HSI сочетает в себе магнитный компас с навигационными сигналами и глиссаду . Навигационная информация поступает с VOR / Localizer или GPS. ADI — это индикатор положения с управляемыми компьютером рулевыми балками, облегчающий задачу во время полета по приборам.

Блоки отображения

В кабине экипажа дисплеи являются наиболее очевидными частями системы EFIS и являются характеристиками, которые приводят к термину стеклянная кабина. Блок отображения, заменяющий искусственный горизонт, называется основным индикатором полета (PFD). Если отдельный дисплей заменяет HSI, он называется навигационным дисплеем. PFD отображает всю информацию, важную для полета, включая откалиброванную воздушную скорость, высоту, курс, положение, вертикальную скорость и рыскание. PFD разработан для улучшения ситуационной осведомленности пилота за счет интеграции этой информации на один дисплей вместо шести различных аналоговых инструментов, что сокращает время, необходимое для наблюдения за инструментами. PFD также повышают ситуационную осведомленность, предупреждая экипаж о необычных или потенциально опасных условиях — например, низкой воздушной скорости, высокой скорости снижения — путем изменения цвета или формы дисплея или путем подачи звуковых сигналов.

Названия «Электронный индикатор направления» и «Электронный индикатор горизонтальной ситуации» используются некоторыми производителями. Однако смоделированный ADI — это только центральный элемент PFD. Дополнительная информация накладывается на этот рисунок и размещается вокруг него.

Многофункциональные дисплеи могут сделать ненужным отдельный навигационный дисплей. Другой вариант — использовать один большой экран для отображения PFD и дисплея навигации.

PFD и дисплей навигации (и многофункциональный дисплей, если он установлен) часто физически идентичны. Отображаемая информация определяется системными интерфейсами, в которых установлены блоки индикации. Таким образом, упрощается хранение запчастей: один дисплейный блок можно установить в любом положении.

ЖК-блоки выделяют меньше тепла, чем ЭЛТ; преимущество в перегруженной приборной панели. Они также легче и занимают меньший объем.

Многофункциональный дисплей (MFD)

Навигационный дисплей (ND) самолета Boeing 747-400

MFD (многофункциональный дисплей) отображает навигацию и погоду информация из нескольких систем. МФД чаще всего проектируются как «ориентированные на карту», ​​когда летный экипаж может накладывать различную информацию на карту или диаграмму. Примеры наложенной информации MFD включают текущий план маршрута воздушного судна, информацию о погоде либо от бортового радара, либо от датчиков обнаружения молний, ​​либо от наземных датчиков, например, NEXRAD, ограниченного воздушного пространства и движения воздушных судов. MFD также может использоваться для просмотра других данных без наложения (например, текущего плана маршрута) и вычисленных данных наложенного типа, например, радиуса планирования самолета с учетом текущего местоположения над землей, ветра и скорости самолета и высота.

MFD могут также отображать информацию о системах самолета, таких как топливные и электрические системы (см. EICAS ниже). Как и в случае с PFD, MFD может изменять цвет или форму данных, чтобы предупредить экипаж об опасных ситуациях.

Индикация двигателя и система оповещения экипажа (EICAS) / электронный централизованный мониторинг воздушного судна (ECAM)

EICAS (система индикации двигателя и оповещения экипажа) отображает информацию о системах самолета, включая его топливо, электрическую и двигательные установки (двигатели). Дисплеи EICAS часто проектируются так, чтобы имитировать традиционные круглые датчики, а также отображать параметры в цифровом виде.

EICAS улучшает ситуационную осведомленность, позволяя экипажу просматривать сложную информацию в графическом формате, а также предупреждая экипаж о необычных или опасных ситуациях. Например, если двигатель начинает терять давление масла, EICAS может выдать предупреждение, переключить дисплей на страницу с информацией о масляной системе и обвести данные о низком давлении масла в красный прямоугольник. В отличие от традиционных круглых манометров, можно установить множество уровней предупреждений и сигналов тревоги. При разработке EICAS необходимо проявлять должную осторожность, чтобы экипаж всегда получал самую важную информацию и не перегружался предупреждениями или сигналами тревоги.

ECAM — аналогичная система, используемая Airbus, которая, помимо предоставления функций EICAS, также рекомендует корректирующие действия.

EICAS 737NG после посадки, показывающий температуру наружного воздуха, число оборотов N1, температуру выхлопных газов, число оборотов N2, расход топлива, использованное топливо, топливо в баках, давление масла, температуру масла, количество масла, вибрацию двигателя, гидравлическое давление и количество гидравлической жидкости

Министерство образования и науки

Гаврилюк Б.А.
Тузов В.А.

А в т о р с к и й к
о л л е к т и в:

Гаврилюк Б.А.
– старший преподаватель – разделы 1, 4

Тузов В.А.
– кандидат технических наук, доцент –
разделы 2, 3

Р е ц е н з е н т:

Смирнов В.В.
– старший преподаватель

Викладено
опис пілотажно-навігаційних приладів
і приладів контролю роботи двигуна й
інших літакових систем. Дано характеристику,
будову, особливості конструкції й
порядок використання даного обладнання.

Призначено
для курсантів і слухачів факультету
льотної експлуатації й слухачів
Кіровоградського льотного училища при
вивченні авіаційного обладнання
відповідно до навчальних програм
«Прилади літака» і «Авіоніка» і відповідно
до «Програми підготовки для одержання
посвідчення приватного пілота (літак)
PPL (A)».

Га 12 Приборы
самолета: учебное пособие: часть 1 /
Гаврилюк Б.А., Тузов В.А. – Кировоград:
КЛА НАУ, 2016. – 91 с.

Изложено описание
пилотажно-навигационных приборов и
приборов контроля работы двигателя и
других самолетных систем. Дана
характеристика, устройство, особенности
конструкции и порядок использования
данного оборудования.

Предназначено для
курсантов и слушателей факультета
летной эксплуатации и слушателей
Кировоградского летного училища при
изучении авиационного оборудования в
соответствии с учебными программами
«Приборы самолета» и «Авионика» и в
соответствии с «Программой подготовки
для получения свидетельства приватного
пилота (самолет) PPL (A)».

Рассмотрено и
рекомендовано для издания и использования
в учебном процессе решением кафедры
авиационного оборудования, протокол №
6 от

20. 01. 2016 г.

Статические системы Пито

Инструменты, которые статические системы Пито используют разницу давления воздуха для определения скорости и высоты.

Альтиметр

Высотомер показывает высоту самолета над уровнем моря путем измерения разницы между давлением в стопке анероидных капсул внутри альтиметра и атмосферным давлением, полученным с помощью статическая система. Наиболее распространенной единицей калибровки альтиметра во всем мире является гектопаскали (гПа), за исключением Северной Америки и Японии, где используется дюймов ртутного столба (дюйм рт. Ст.). Высотомер настраивается на местное барометрическое давление, которое необходимо правильно настроить для получения точных показаний высоты, обычно в футах или метрах. По мере того, как самолет поднимается, капсулы расширяются, и статическое давление падает, в результате чего высотомер показывает большую высоту. Обратный эффект возникает при спуске. С развитием авиации и увеличением высотного потолка циферблат высотомера пришлось изменить для использования как на больших, так и на малых высотах. Следовательно, когда стрелки указывали меньшую высоту, то есть первое действие указателей на 360 градусов было обозначено появлением небольшого окна с наклонными линиями, предупреждающими пилота о том, что он или она ближе к земле. Эта модификация была введена в начале шестидесятых годов после многократных авиационных происшествий, вызванных замешательством пилота. На больших высотах окно исчезнет.

Индикатор воздушной скорости

Индикатор воздушной скорости показывает скорость коптера относительно окружающего воздуха. Узлы — это наиболее часто используемая в настоящее время единица измерения, но иногда вместо нее используются километры в час. Индикатор воздушной скорости работает путем измерения давления набегающего воздуха в трубке Пито летательного аппарата относительно статического давления окружающей среды. Указанная воздушная скорость (IAS) должна быть скорректирована на нестандартные давление и температуру, чтобы получить истинную воздушную скорость (TAS). Инструмент имеет цветовую кодировку для обозначения важных воздушных скоростей, таких как скорость сваливания, никогда не превышающая воздушная скорость или безопасные рабочие скорости с закрылками.

Индикатор вертикальной скорости

VSI (также иногда называемый вариометр, или индикатор скорости набора высоты) определяет изменение давления воздуха и отображает эту информацию пилоту в виде скорости набора высоты или снижения в футах в минуту, метрах в секунду или узлах.

Классификация приборного оборудования по назначению и принципу действия

Назначение
авиационных приборов состоит в обеспечении
надежного
контроля за текущими значениями
параметров, ха­рактеризующих
режимы полета самолета, работу двигателя
и отдельных
систем. Полет в сложных метеорологических
усло­виях и ночью
немыслим без приборов, показывающих
положе­ние
самолета в воздухе и направление его
полета. Устанавли­вая наиболее
рациональные режимы работы двигателя
и режи­мы полета, можно увеличить срок
службы двигателя, сделать полет
более экономичным, увеличить дальность
и продолжи­тельность. При точных
показаниях авиационных приборов,
на­дежной их работе
и правильном пользовании ими обеспечивает­ся
безопасность полета. Пилот, в совершенстве,
владеющий по­летами
по приборам, может вывести самолет из
любого слож­ного
положения.

По
назначению авиационные приборы могут
быть разделены на
три группы.

Пилотажно-навигационные
приборы. В эту груп­пу
входят приборы, необходимые для
пилотирования самолета и
решения навигационных задач, а также
пилотажно-навигаци-онные
системы: указатель поворота и скольжения
ЭУП-53М, авиагоризонт
АГД-1К, магнитный компас КИ-13К, акселеро­метр
АМ-10, часы АЧС-1 (АЧХО), курсовая система
ГМК-1А.

Приборы,
контролирующие работу двигателя. В
эту грутгпу входят приборы, по которым
можно определить тепловой
режим и состояние смазки двигателя, а
также прибо­ры,
показывающие запас и расход топлива. К
ним относятся бензиномер
СБЭС-2077, тахометр ИТЭ-1, трехстрелочный
инди­катор
ЭМИ-3К, термометр головок цилиндров
ТЦТ-13, термо­метр
сопротивления ТУЭ-48, мановакуумметр
МВ-16У.

Вспомогательные
приборы не имеют непосредст­венного
отношения к управлению самолетом или
двигателями в полете,
но позволяют проверить исправность,
положение или состояние
той или иной группы оборудования
самолета. К этим приборам
относятся вольтамперметр ВА-3 и манометр
воздуха 2М-80.

По принципу действия
авиационные приборы делятся на следующие
группы: манометрические, измеряющие
раз­ность
давления (указатели скорости, манометры,
вариометры); барометрические,
действие которых основано на измере­нии
абсолютного давления (барометрические
высотомеры); ги­роскопические,
работающие на использовании свойств
ги-

роскопа
с
двумя
и тремя степенями свободы (указатели
пово­рота,
авиагоризонты); электрические, измеряющие
неэлектрические
величины электрическим способом
(термомет­ры,
манометры масла и топлива, бензиномеры);
магнитчные компасы, работа которых
основана на свойстве свободно под-вешенного
магнита ориентироваться в направлении
магнитного меридиана
Земли; механические, работа которых
основана на
на использовании законов механики
(часы, акселерометры); комплексные
агрегатные приборы, в которых рабо­та
составных элементов основана на
использовании различных физических
законов (курсовые системы, гироиндукционные
компасы).

2.
Условия работы приборов и требования,
предъявляемые
к ним

Условия
работы приборов, установленных на
самолете, отли­чаются
разнообразием и сложным сочетанием
различных внеш­них
факторов, существенно влияющих на их
работу.

Температура
воздуха, окружающего приборы на самолете,
может
изменяться от +50 до —60° С, а вблизи
нагретых частей двигателя может быть
более 100° С. Изменение температуры по
отношению
к нормальной (+15°С),
при которой градуируется прибор,
может оказать влияние на следующие
параметры и ус­ловия:

линейные
размеры деталей — уменьшение или
увеличение зазоров,
изменение передаточных отношений;

упругость
чувствительных элементов (мембранных
коробок) и
элементов, создающих противодействующий
момент (спираль­ные
пружины). Изменение упругости приводит
к изменению со­отношений между
деформацией упругого элемента и значением
измеряемой
величины;

электрическое
сопротивление проводников и магнитное
со­противление
магнитопроводов, что может привести к
изменению параметров
электрических схем приборов;

состояние
смазки трущихся деталей. Ухудшение
смазки при­водит
к увеличению погрешностей в показаниях;

состояние
изоляционных материалов и контактов в
элект­рических
соединениях и противокоррозионные
свойства деталей. При
резком изменении температуры образуется
конденсат во­дяных
паров на деталях приборов, что приводит
к нарушению контактов
и возникновению коррозии.

Для
обеспечения нормальной работы авиационных
приборов применяются
специальные меры. К ним относятся:
изготовление металлических
мембран и пружин из материалов, модуль
упру­гости которых мало зависит от
температуры (элинвар и другие специальные
оплавы); применение специальных
температурных

компенсаторов
для предотвращения изменения передаточного
отношения
в механизмах в зависимости от модуля
упругости чувствительного элемента
прибора; соответствующий выбор материалов
для изготовления деталей приборов;
применение в электрических
приборах специальных схем температурной
ком­пенсации;
использование для смазки специальных
сортов ма­сел
и консистентных смазок; специальный
электропрогрев при­боров.

Плотность
воздуха, при которой работают авиационные
при­боры,
изменяется в широких пределах. С
понижением плотно­сти
при подъеме самолета на высоту в первую
очередь ухуд­шается
работа электрических приборов вследствие
плохого от­вода тепла от электрических
узлов. Кроме того, в условиях пониженного
давления воздуха между деталями с
различным электрическим потенциалом
может возникнуть ионизация, в результате
которой произойдет пробой или свечение.
Поэтому при изготовлении приборов
предусматривается хорошая изо­ляция
электрических цепей, находящихся под
напряжением.

Изменение
плотности воздуха приводит к погрешностям
в показаниях
приборов, работа которых основана на
измерении давления
встречного воздуха. Для уменьшения
погрешностей в
конструкциях приборов предусматривают
специальные ком­пенсаторы.
Для нормальной работы приборов на
больших вы­сотах
их герметизируют (например, гироагрегаты
курсовых систем).
Помимо устранения влияния пониженной
плотности воздуха,
герметизация предохраняет приборы от
попадания внутрь влаги, пыли и т. п.

Влажность
воздуха изменяется в широких пределах.
В ниж­них
слоях атмосферы в воздухе всегда имеется
влага в виде водяного
пара. Высокая влажность и конденсация
влаги ухуд­шают
условия работы приборов. Влажный воздух,
особенно морской, способствует ускоренной
коррозии стальных деталей, а
конденсация влаги в трубопроводах и
капиллярах может вы­звать
ошибки в показаниях приборов и даже
привести к отка­зу
в работе. Для предохранения деталей
приборов от коррозии применяются
гальванические, химические и лакокрасочные
по­крытия, а также специальные
уплотнения, обеспечивающие гер­метичность
корпуса. В отдельных случаях герметические
кор­пусы приборов заполняются азотом.

Во
избежание возникновения ледяных пробок
в трубопрово­дах
и приемниках воздушных давлений (ОВД)
устанавливают­ся
влагоотстойники. Для предохранения от
обледенения элемен­тов
авиационных приборов, устанавливаемых
непосредственно на
обшивке самолета, используется
электрообогрев.

Во
время полета при различных эволюциях
самолета при­боры
подвергаются воздействию кратковременных
и длитель­ных
перегрузок. Наличие в механизме прибора
неуравновешен-ных
подвижных частей приводит при наклонах
и перегрузках к

ошибкам
в его показаниях. Для уменьшения
погрешностей де­тали
в механизмах приборов подвергаются
тщательной балан­сировке.

Работа
авиадвигателя вызывает вибрацию всех
частей са­молета,
при взлетах и посадках возникают удары
и тряска, ко­торые
вредно отражаются на работе приборов,
искажая их по­казания
и сокращая срок службы. Поэтому все
приборы при выпуске
с завода испытываются на виброустойчивость
и вибро-прочность.

Виброустойчивость
прибора характеризует его безот­казную
работу в течение заданного времени при
указанных ча­стотах
вибрации и достигается уравновешиванием
деталей, уст­ранением
люфтов и демпфированием. Вибропрочность
характеризуется
отсутствием погрешностей прибора,
вызванных вибрацией,
и достигается подбором материалов и
рациональ­ным
конструированием.

Чтобы
уменьшить вредное воздействие вибрации,
ударов и тряски на самолетах применяется
индивидуальная амортизация приборов
и амортизация приборной доски.

На
работу приборов влияют попадающие
внутрь (капли дож­дя,
снег, пыль, а также радиопомехи от
установленного на са­молете
радиооборудования. Для предохранения
от пыли и вла­ги
корпусы и соединения приборов делают
пылевлагонепрони-цаемыми.
Для защиты электрических приборов и
электрической сети
от радиопомех в цепи их питания
устанавливаются элект­рические
фильтры.

Для
обеспечения полетов в любых условиях
к авиационным приборам предъявляют
следующее требование: сохранение
нор­мальной
работоспособности в температурном
диапазоне от —50 до +60° С, относительной
влажности воздуха 95%, атмосферном
давлении до 90 мм рт. ст. (1,34 гПа). При этом
приборы должны быть защищены от коррозии,
сохранять необходимую точность отсчета
при работе днем и ночью, быть вибропрочными
и виб-роустойчивыми,
иметь малую массу и габариты, простую
кон­струкцию,
быть удобными в эксплуатации.

3. Размещение
приборов и оборудования

Все
оборудование, которым должны пользоваться
пилоты, размещено
на приборной доске и центральном пульте.
Прибор­ная
доска установлена на резиновых
амортизаторах и состоит из
трех дюралюминиевых панелей: средней
и двух боковых. Приборы
на панелях приборной доски расположены
следующим образом (рис. 1).

На
средней панели в центре и слева расположены
пилотаж-но-навигационные
приборы, справа и внизу — приборы,
контро-

1 —
переключатель «Разжижение масла»; 2
—
кнопка запуска; 3
— табло
сигнализации положения шасси; 4
—
манометр 2М-80; 5— переключатель магнето;
6
—
акселерометр АМ-10; 7— шприц; 5 — сигнализация
«Опасная скорость»; 9
—
указатель УГР-4ук; 10
—
указатель радиовысотомера РВ-5; 11
—
указатель скорости УС-450К; 12
—
указатель АГД-1; 13
—
указатель поворота и скольжения ЭУП-53М;
14
— вариометр
ВР-10К; 15
—
18
—
указатель ИТЭ-1; 19—пульт
управления АРК-9; 20
—
коррекционный механизм КМ-8; 21
— потенциометр
освещения; 22
и
36
— абонентские
щитки СПУ-9; 23
— пра­вый
электрощиток; 24
— указатель
бензиномера СБЭС-2077; 25
— термометр
ТЦГ-13; 26
—
термометр ТУЭ-48; 27
—
график инструментальных ошибок указателя
скорости УС-450К; 28
— щиток
центрального пульта; 29
— график
девиации; 30
— пульт
управ­ления радиостанции «Ландыш-5»
(«Баклан-5»); 31
— часы
АЧС; 32
— левый
электрощи­ток; 33
—
высотомер ВД-10К; 34
—
график инструментальных ошибок высотомера
БД-10К; 35
—
вольтамперметр ВА-3; 37
—
табло сигнализации; 38
—
стеклоочиститель; 39
—
пульт управления ПУ-26; 40
—
пульт управления «Ось-1»

лирующие
работу двигателя. Имеются две сигнальные
лампы «Отказ
ПТ-200» и «Опасная скорость». Под средней
панелью установлены
переключатели АРК-9, «Освещение плаф.—
карта», «Баки»
и пульт управления радиостанции
«Ландьгш-5» или «Баклан-5».

На левой
панели приборной доски размещены
манометр воз­духа
и акселерометр, табло сигнализации,
пульт управления ГМК-1А,
пульт управления ОПУ-9, внизу — автоматы
защиты сети.
На правой панели расположены пульты
управления АРК-9 и
СПУ-9, коррекционный механизм КМ-8 и два
крана пневмо-системы.
Внизу расположены автоматы защиты сети.
На перед­ней
дужке каркаса фонаря установлен магнитный
компас КИ-13К. На рис.
2 показано размещение всего оборудования
на самолете
Як-18Т.

Рис. 2. Размещение оборудования на,самолете
Як-18Т:

1 —
генератор
ГСР-300М; 2
—
автомат согласования АС-1; 3—пусковая
катушка ПК-45;. 4
— щиток
реле; 5
— усилитель
переговорного устройства СПУ-9; 6
— аккумуляторная
батарея 20НКБН-25; 7 — датчик ИД3; 8 —
маркерный приемник МРП-66; 9
— блок
ме­ханический переходной БМП; 10
—
приемник радиокомпаса АРК-9 (АРК-15); 11
— при­емопередатчик
радиовысотомера РВ-5; 12—блок
питания радиокомпаса АРК-9; 13
— маркерный
радиоприемник МРП-56П; 14
—
щиток переменного тока; 15
—
антенный уси­литель радиокомпаса
АРК-9; 16
—
объединенная штыревая антенна; 17
—
глиссадная ан­тенна аппаратуры
«Ось-1»; 18
—
маяк МЛС-3; 19
—
курсовая антенна аппаратуры «Ось-1»; 20
— хвостовой
огонь — ХС-39; 21
—
передающая антенна радиовысотомера
РВ-5; 22—антенна
маркерного приемника; 23
—
рамочная антенна радиокомпаса АРК-9
(АРК-15); 24
—
выключатель коррекции ВК-53РШ; 25
—
приемная ан­тенна радиовысотомера
РВ-5; 26
—
штепсельный разъем аэродромного питания
ШРАП-500К; 27
—
преобразователь ПТ-200Ц; 28
—
приемопередатчик радиостанции «Ландыш-5»
(Баклан-5); 29
— БАНО-45;
30
— ПВД-6М;
31 — система САРПП-12; 32
— лампа-фара
СМФ-5; 33—преобразователь ПО-250; 34
—
гироагрегат ГА-6; 35— гиро-агрегат
авиагоризонта АГД-1; 36
— щиток
питания; 37
— пульт
управления радиостан­цией «Ландыш-5»
(«Баклан-5»); 38
—
предохранитель ИП-75: 39
— предохранитель

Примечание.
Радиовысотомер
РВ-5 и система «Ось-1» устанавливаются
на самолет по
особому указанию

Достижения EFIS

В конце 1980-х годов EFIS стала стандартным оборудованием большинства авиалайнеров Boeing и Airbus, а также Многие бизнес-самолеты приняли EFIS в 1990-х годах.

Недавние достижения в области вычислительной мощности и снижение стоимости жидкокристаллических дисплеев и навигационных датчиков (таких как GPS и система ориентации и курса ) сделали EFIS в авиации общего назначения. самолет. Яркими примерами являются Garmin G1000 и Chelton Flight Systems EFIS-SV.

Несколько производителей EFIS сосредоточили свое внимание на рынке экспериментальных самолетов, производя системы EFIS и EICAS всего за долларов США. Низкая стоимость возможна из-за резкого падения стоимости датчиков и дисплеев, а оборудование для экспериментальных самолетов не требует дорогостоящей сертификации Федерального управления гражданской авиации. Этот последний пункт ограничивает их использование экспериментальными самолетами и некоторыми другими категориями самолетов в зависимости от местных правил. Несертифицированные системы EFIS также используются в легких спортивных самолетах, включая самолеты заводской сборки, сверхлегкие и сверхлегкие самолеты. Эти системы могут быть установлены на сертифицированных самолетах в некоторых случаях в качестве вспомогательных или резервных систем в зависимости от местных авиационных правил.