Авиационные приборы и системы

По физическому смыслу ука-затель приборной скорости измеряет не скорость, а разность между полным и статическим давле-ниями (3.4), или скоростной напор встречного воздуха, который зависит и от скорости, и от плотности воздуха. Поскольку летчику привычнее и легче запомнить характерные значения ско-рости, а не давления скоростного напора, то указатель тарируется в единицах скорости.

По определению (3.4) индикаторная (приборная) скорость основана на манометрическом мето-де, то есть на измерении разности между полным и статическим давлением [13 14].

Рис. 3.2. Цилиндрическое тело в потоке воз-духа

Зависимость между скоростью, полным и статическим давлениями определяется с помощью уравнения Бернулли, применяемого к воздушному потоку, воспринимаемому приемником воз-душного давления (рис. 3.2). В критической точке 2 скорость воздуха падает до нуля. Напишем это уравнение, не углубляясь в вывод его [14], для случая несжимаемого воздуха:

, (3.8)

где v1 и v2 – скорость потока в сечениях 1 и 2 в м/с; P1 и P2 – давления воздуха в сечениях 1 и 2 в кг/м2; ?1 и ?2 – плотность воздуха в сечениях 1 и 2 в кг с2/м4.

Так как сечение 1 взято в невозмущенной среде, то скорость v1 равна истинной воздушной ско-рости vист, давление P1 равно статическому давлению Pст. Давление P2 в точке полного торможе-ния равно полному давлению Pп, так как в этой точке скорость v2 равна нулю. Учитывая, что для несжимаемой среды ?1 = ?2 = ?, после соответствующей замены в уравнении (3.8), получим

(3.9)

или кг/м2. (3.10)

С учетом сжимаемости потока воздуха уравнение (3.10) принимает вид:

или окончательно , (3.11)

где ; qсж – скоростной напор с учетом сжимаемости воздуха.

Рис. 3.3. Зависимость давления Pдин от скорости потока:

1 – без учета сжимаемости воздуха; 2 – с учетом сжимаемости воздуха

Из рисунка 3.3 видно, что учет сжимаемости потока приводит к дополнительному увеличению динамического давления (линия 2). При этом зависимость динамического давления от параметров воздушного потока имеет вид:

, (3.12)

где k – отношение теплоемкостей; g – ускорение силы тяжести; R – газовая постоянная, равная 29,27 м/град; Т – температура невозмущенной атмосферы в оК. По формуле (3.12) тарируются ука-затели индикаторной и истинной воздушной скорости.

Для тарировки указателя индикаторной скорости принимаются значения, соответствующие нормальным условиям на уровне моря: Рст = Ро ст = 760 мм рт. ст. (10332,276 кг/м2), Т = То = 288 оК (t = +15 оС), R = 29,27 м/град, массовая плотность ?о = 0,124966 кг с2/м4, k = 1,405. После этого оказывается, что индикаторная скорость по формулам (3.11) и (3.12) зависит только от динамиче-ского давления Рдин. Для практического пользования существуют стандартные таблицы, по кото-рым для каждой скорости можно определить значение динамического давления [33].

Следует особое внимание обратить на тот факт, что показания указателя приборной скорости не зависят от статического давления, а значит и от высоты полета самолета.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84