В Интернете существует не один десяток сайтов, посвященных близкой каждому автомобилисту теме: «Какие радары использует ГИБДД и как их обмануть?»

Мы предлагаем короткую (насколько это возможно) сводку данных о 10 наиболее распространенных устройствах для определения скорости и попробуем сформулировать рекомендации по «борьбе» с ними.

1. АРЕНА

Дальность действия до 1,5 км

Рабочая частота 24,15±0,1 ГГЦ

АРЕНА бывает и стационарной, и передвижной – установка занимает немного времени. Отличие АРЕНА от других комплексов — возможность фотографирования транспортного средства в момент превышения скорости. Дистанция работы радиоканала до 1,5 км. Естественно, при наличии помех, она сокращается.

Как правило, радар-детекторы могут работать сразу в нескольких диапазонах. Например, у Highscreen Black Box Radar-HD (видеорегистратора со встроенным детектором радаров) заявлены следующие диапазоны:
X-диапазон 10.525 ГГц ±25 МГц
K-диапазон 24.150 ГГц ±100 МГц
Ku-диапазон 13.450 ГГц ±100 МГц
Ka-narrow диапазон 33.890~34.11 ГГц
Ka-low диапазон 34.190~34.410 ГГц
Ka-wide диапазон 34.700 ГГц ±1300 МГц

Соответственно, регистратор-антирадар Highscreen будет предупреждать о приближении к устройствам АРЕНА, БЕРКУТ, БИНАР, ВИЗИР, ИСКРА и некоторых других менее распространенных моделей.

2. АМАТА

Дальность действия до 700 м,
Номерной знак определяется с 15 — 250 м.
Диапазон измеряемых скоростей 1,5-280 км/ч

Амата — лазерный радар. Для его использования инспекторам не нужно даже выходить из машины. Применение лазерной технологии позволяет получать снимки хорошего качества в условиях плохой видимости. Не влияет на Амату и низкая температура – зимой он работает не хуже. Амата фиксирует не только превышения скорости, но и другие правонарушения: пересечение сплошной полосы, проезд на красный и обгон в неположенном месте.

Обычные радар-детекторы на лазер не реагируют. Впрочем, многие современные модели оборудуются специальными лазерными приемниками. Например, в радар-детекторах Inspector RD X2 Gamma и Escort RedLine используется приемник Quantum Limited, улавливаюший излучение в диапазоне 360 градусов.

3. БАРЬЕР

Дальность действия от 300 до 500 метров.
Диапазон измеряемых скоростей от 20 до 199 км/ч.
Рабочая частота 10,525 ГГц

На сегодняшний день в эксплуатации 2 вида радара: «Барьер-2М» и «Барьер 2-2М». Первый работает исключительно от бортовой сети машин ДПС, у второго есть автономный режим. «Барьер» работает в Х-диапазоне, погрешность измерителя скорости «Барьер» составляет ±1 км/ч. Определяется практически всеми детекторами радаров.

5. БЕРКУТ

Дальность действия не менее 400 метров
Диапазон измеряемых скоростей от 20 до 250 км/ч
Рабочая частота 24,15 ± 0,01 ГГц, К-диапазон.

«Беркут» работает в диапазоне K-Pulse. Фото- и видеофиксацию осуществлять не может, зато оснащен фискальной памятью — она позволяет фиксировать с помощью радара до 700 правонарушений в сутки.

6. БИНАР

Дальность действия не менее 300 м
Диапазон измеряемых скоростей от 20 до 300 км/ч
Рабочая частота 24,15 ± 0,10 ГГц.

Бинар оснащен двумя видеокамерами. Одна фиксирует общую картину правонарушения — автомобиль, участок дороги и других участников движения, вторая – снимает крупным планом номерные знаки и другие мелкие детали транспортного средства.

7. БУТОН

Дальность действия 25 м
Диапазон измеряемых скоростей до 120 км/ч

Одна из новинок, так называемый «алколазер» для выявления пьяных водителей. Дает инспектору возможность на расстоянии выявить содержание в салоне авто паров этилового спирта. Испускаемый «Бутоном» лазерный луч проникает через лобовое стекло в салон, определяет спектр паров этилового спирта и в случае их большой концентрации передает сигнал на пульт. Передачу обеспечивает канал Wi-Fi.

8. ВИЗИР и ВИЗИР 2М

Дальность действия до 400 м
Диапазон измеряемых скоростей от 20 до 150 км/ч
Рабочая частота 24,150 ± 0,1 ГГц

«Визиры» одни из самых распространенных радаров ГИБДД. Характеризуются точностью показаний, устойчивостью к низким температурам и любым погодным условиям. Может определить скорость транспорта только в одном направлении — попутном или встречном.

9. ИСКРА, Искра-1, Искра-1В, Искра-1D

Дальность действия не менее 400 м
Диапазон измеряемых скоростей 20-250 км/ч
Рабочая частота 24,15 ± 0,1 ГГц, К-диапазон

«Искра-1» является базовой моделью. Используется как с кронштейном, так и с рук на трассах с высокой интенсивностью движения. У инспектора, вооруженного «Искра-1», есть возможность выбрать направление движение исследуемых объектов.
Радар «Искра-1В» рассчитан на стационарную работу на дорогах с небольшой интенсивностью движения. Функции выбора направления движения нет, поэтому использование ограничено участками с потоком одного направления.
Система «Искра-1D» и «Искра-1D Люкс» (lux) работает и в стационарном режиме, и в движении по попутным и встречным целям.

10. ЛИСД, ЛИСД 2М и 2Ф

Дальность действия 5-999 м
Диапазон измеряемых скоростей 0 до 250 км/ч

Для измерения скорости используется лазер. Измеритель оснащён датчиками, с помощью которых инспектор может автоматически обнаруживать транспортное средство, измерять скорость, расстояние и фиксировать время событий. ЛИСД измеряет все показатели вне зависимости от плотности потока автомобилей и погодных условий.

11. ПКС-4

Рабочая частота 24,16± 0,1, ГГц, К-диапазон

Система ПКС-4 представляет собой пост для контроля скорости автомобилей. Такой прибор состоит из комплекса видеокамер, которые совмещены с детектором, он работает при помощи импульсного режима, на частоте К-диапазона 24,16 гигагерц плюс 100 мегагерц.

ПКС-4 проводит измерение скорости движения автомобилей только в одном ряду. Вся информация (фото, показания скорости), выводится на экран компьютера и может быть распечатана. Как правило, радар-детекторы не успевают предупредить о приближении к ПКС-4 заблаговременно.

12. СТРЕЛКА СТ 01

Дальность действия 50-1000м
Диапазон измеряемых скоростей от 5до 180 км/час
Рабочая частота 24,15 ГГц

СТРЕЛКА и по сей день остается одним из самых «продвинутых» видеорадаров в арсенале ГИБДД. СТРЕЛКА оснащается уникальной камерой видеофиксации, которая отслеживает нарушение с расстояния до 1 километра. В отличие от большинства радаров, СТРЕЛКА отслеживает не один автомобиль-нарушитель, а весь транспортный поток целиком, обрабатывая сразу весь участок дороги в пределах 1 км в обе стороны.

При этом радарный комплекс «Стрелка-СТ» фиксирует не только превышение скорости, но и другие нарушения ПДД, к примеру, вынужденный выезд на сторону дороги, предназначенной для встречного движения или для движения маршрутных транспортных средств.

В планах до конца 2014 года значится установка как минимум 2 000 комплексов «Стрелка-СТ» по всей России.

Ни один радар-детектор не срабатывает на радар СТРЕЛКА-СТ со 100% вероятностью. Самый простой способ не стать «жертвой» радара-невидимки – доподлинно знать о месте его расположения. Радар-детектор Inspector RD X2 Gamma с GPS-модулем имеет предустановленную базу координат всех «Стрелок-СТ». Когда водитель приближается к месту расположения одного из таких радаров, Inspector RD X2 Gamma предупреждает водителя об угрозе. База «Стрелок» регулярно обновляется и доступна для скачивания по адресу www.rg-avto.ru.

Впрочем, самый надежный, можно сказать, безотказный способ не быть оштрафованным и не получить «письмо счастья» со штрафом по-прежнему один: не нарушать правила дорожного движения.

Скорость полета . Одна из важнейших характеристик для любого летательного аппарата. Мы все привыкли, что самолет обязательно означает «быстро». Все ассоциации работают только в этом направлении. Скорость многим нравится. Практически любой человек не прочь прокатиться «с ветерком» на своем авто (если, конечно, полиция не помешает 🙂) . И информацию о движении здесь получить несложно. Достаточно взглянуть на спидометр, который механическим или электронным способом соединен с колесом. Скорость вращения колеса дает нам в конечном итоге скорость, с которой автомобиль движется по дороге.

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 .

Для сбора и обработки такого рода данных на современных самолетах существуют специальные системы. Одно из названий для них - система воздушных сигналов (СВС) .

Работа датчиков такой системы, собирающих данные для определения скорости полета основана на двух уже почтенного возраста изобретениях. Первое - это трубка Пито . Она изобретена в 1732 году французским ученым А.Пито . Он занимался гидравликой, то есть изучал течение жидкости в трубах. Как известно законы гидравлики при определенных условиях вполне применимы для газов, то есть для воздуха. Его мы в дальнейшем и будем иметь ввиду.

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!

Если серьезно, то то давление, которое мы получаем при торможении воздушного потока в трубке Пито – это так называемое полное давление . Оно, на самом деле, равно сумме двух других давлений.

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

Это, между прочим, упрощенное изложение уравнения Бернулли , того самого ученого, о котором мы уже упоминали в статье о . Все правильно, ведь в обоих статьях мы говорим о газовых потоках, а это стихия любого летательного аппарата:-).

Динамическое давление, его еще называют скоростной напор , это то самое давление, которое и дает нам скорость полета . Статическое давление – это наше незаметное (как суслик:-)) давление. И при измерении скорости его обязательно надо учитывать, ведь оно в разных точках пространства может иметь различные значения, особенно с изменением высоты полета, и тем самым оказывать влияние на величину измеренной скорости полета.

Теперь для простоты понимания приведу пару формул. Именно для простоты понимания, хоть это и не в традициях сайта:-). Итак обзовем (как говорил мой преподаватель по физике) полное давление Р , динамическое — Р 1 , статическое — Р 0 , скорость полета (потока) – V . И еще нам понадобится такой физический параметр, как плотность воздуха ρ . Я думаю все еще со школы помнят, что это такое:-).

Скоростной напор выражается такой формулой Р 1 = ρV²/2.

В итоге мы имеем такое уравнение: Р = Р 0 + Р 1 = Р 0 + ρV²/2

Из него очень просто получить искомую скорость полета: V = √((2(Р — Р 0))/ρ)

Исходя из этого несложного выражения работают все авиационные воздушные (аэродинамические) измерители скорости. Как пример можно привести достаточно простой указатель скорости для малоскоростных самолетов УС-350 .

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.

Это второе изобретение (а точнее усовершенствование) из тех двух, о которых я говорил выше. Его сделал немецкий ученый-физик Людвиг Прандтль , которого даже иногда называют отцом современной аэродинамики. Он объединил измерение полного давления потока и статического давления в одной трубке. Для этого в ней есть одно отверстие в направлении потока для полного давления и ряд отверстий на поверхности, обычно расположенных по кольцу, для статического давления. Оба эти давления обычно отводятся в герметичные емкости, разделенные чувствительной мембраной и уже ее движение передается на стрелочный указатель скорости полета. Вот и все. Все гениальное просто, как известно:-)… Такое устройство называют трубкой Прандтля или Пито-Прандтля . На рисунке: 1 — трубка Прандтля, 2 — воздуховоды, 3 — шкала указателя скорости (УС), 4 — чувствительная мембрана.

Схема работы трубки Прандтля (ПВД).

Работа указателя скорости неплохо показана в этом небольшом ролике.

На современных летательных аппаратах эти устройства получили новое, более простое и правильное название: приемники воздушного давления (ПВД) . Они дают первичные данные в сложный комплекс системы воздушных сигналов. Трубки Пито в чистом виде сейчас практически не применяются. Хотя кое-где в малой авиации они еще встречаются. В комплекте к ним тогда обязательно идут приемники статического давления в виде плиты с рядом отверстий на обшивке летательного аппарата.

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).

Все данные, выдаваемые ПВД, как я уже говорил, в итоге передаются на стрелки специальных приборов – указателей скорости полета . Они довольно разнообразны, как разнообразны и определения для скоростей полета летательного аппарата. Ведь он передвигается не только относительно земли, но и относительно атмосферы, которая сама по себе среда очень нестабильная.

Итак, скорости летательного аппарата .

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:

Инструментальные . Возникают из-за несовершенства и особенностей изготовления самого прибора.

Аэродинамические . Это ошибки, возникающие при замере статического давления. Обусловлены конструкцией самолета, местом расположения датчиков и скоростью полета.

Методические . Эти ошибки обусловлены тем, что каждый указатель скорости рассчитывается и тарируется под определенные условия. В физике такие условия называются нормальными . Это когда атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. , а температура воздуха 15° С . Но на самом деле с подъемом на высоту эти условия меняются. Меняется и плотность воздуха и следовательно скорость, которую показывает прибор, то есть приборная. С подъемом на высоту приборная скорость всегда меньше истинной. Они равны только при нормальных атмосферных условиях. Все эти погрешности учитываются в виде поправок при навигационных расчетах.

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.

Крейсерская скорость . При этой скорости величина отношения потребной тяги к скорости полета минимальна. То есть летательный аппарат на этом режиме максимально экономичен при сохранении скорости, достаточной для выполнения задачи. Крейсерская скорость обычно равна 0,7-0,8 от максимальной. На ней выполняются долговременные полеты по маршрутам.

Вот пока, пожалуй, и все. Однако в завершение скажу об одной важной детали. Говоря в этой статье о воздушных потоках и скоростях, мы имели ввиду скорости до 350-400 км/ч. Дело в том, что начиная с этих скоростей проявляется новый эффект воздушного потока – сжимаемость . Она порождает новую методическую ошибку в измерении скорости, которую тоже надо учитывать. Влияние сжимаемости с ростом высоты и скорости полета растет, переходя в эффекты сверхзвука. Но скорость полета на сверхзвуке, трубка Пито на этом режиме и другие приборы измерения скорости — это уже тема следующей статьи…

До новых встреч:-)…

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

Для летательных аппаратов различают истинную, воздушную, приборную воздушную и путевую скорость полета.

Истинной воздушной скоростью называется скорость движения самолета относительно воздуха.

Приборной (или индикаторной) воздушной скоростью называ­ется истинная воздушная скорость, приведенная к нормальной (массовой) плотности воздуха. Эта скорость характеризует вели­чину аэродинамических сил, действующих на самолет.

Путевой скоростью называется скорость движения самолета от­носительно Земли. Она равна геометрической сумме истинной воз­душной скорости и скорости ветра.

Помимо скоростей, летчику в полете необходимы также сведе­ния и об относительной скорости полета, т. е. о числе М.

На самолетах и вертолетах имеются соответствующие датчики и указатели названных выше скоростей.

Для измерения воздушных скоростей наибольшее распростра­нение нашел аэродинамический метод, основанный на измере­нии полного и статического давления встречного потока воз­духа.

Измерение путевой скорости полета осуществляется радиотех­ническими, инерциальными и другими системами.

В качестве устройств, обеспечивающих подвод полного и стати­ческого давлений ко всем анероидно-мембранным приборам, при­меняются приемники воздушного давления (ПВД) рис. 167. Он имеет трубку 1 полного давления и полость 2 статического дав­ления. Трубка полного давления спереди открыта и устанавливает­ся по направлению полета.

Полость статического давления имеет боковые отверстия, соеди­няющие ее с атмосферой. Эти отверстия должны быть расположе-

где а - скорость звука. 6*

Градуировка шкалы измерителя истинной воздушной скорости определяется следующим выражением:

V = "I / , (2.23)

где у л - плотность воздуха на высоте Н полета.

Или при делении формулы (2.23) на (2.21) получим

V = Vnp V~Тн (2’24)

Поскольку? = , то можно вместо формулы (2.24) записать

Следовательно, истинная скорость получается из приборной скорости после внесения в нее поправок на статическое давление рн и температуру Тн на данной высоте Н полета, т. е. поправок на изменение плотности воздуха при изменении высоты полета.

Все вышеприведенные выражения учитываются при создании конструкции прибора. На рис. 168 изображена принципиальная схема измерителя приборной и воздушной скорости. При увели­чении скорости полета под действием разности давления рполн - Рст мембранная коробка 1 через тягу поворачивает стрелку 2 ука­зателя приборной скорости. Одновременно центр коробки 1 пере­мещает тягу 3 и, следовательно, стрелку 5 указателя истинной скорости.

Если увеличивается высота полета, то анероидная коробка 4 расширяется и поворачивает также тягу 3, преодолевая усилие пружины Я. При этом уменьшается длина плеча I стрелки 5, и она поворачивается па дополнительный угол, учитывающий изменение плотности воздуха.

На рис. 169 приведена конструктивная схема комбинированно­го измерителя скорости с диапазоном измерения до 2 000 км/ч (КУС-2 000). Перемещение центра манометрической коробки 6 че­рез оси, поводки 7 и 8, сектор 3 и трубку 9 передается на широкую стрелку 2 приборной скорости и одновременно через ряд повод­ков, осей и сектор 10 передается на узкую стрелку 1 истинной ско­рости. С изменением высоты по­лета изменяется положение цент­ра анероидной коробки 5, что вызывает смещение поводка 4 и изменение передаточного отно­шения между осями М и А. Ось М связана с манометрической коробкой, а ось А - со стрелкой истинной воздушной скорости.

Для учета изменения температуры воздуха с высотой полета (при этом полагают, что температура изменяется в соответствии со стандартной атмосферой) выбирают соответствующим образом ха­рактеристику анероидной коробки 5.

Полет самолета характеризуется рядом параметров одним, из которых является скорость.

Скорость полета самолета можно измерить по отношению к воздушной среде или относительно Земли, причем можно рассматривать как горизонтальную, так и вертикальную составляющие скорости. Различают следующие скорости полета: истинную воздушную, приборную, путевую и вертикальную.

Истинной воздушной скоростью называется скорость движения самолета относительно воздушных масс.

Приборной (индикаторной) скоростью называется истинная воздушная скорость, приведенная к нормальной плотности воздуха. Если полет происходит при нормальной плотности воздуха (ρ = 1,225 кг/м 3 ), то приборная скорость совпадает с истинной.

Путевой скоростью называется горизонтальная составляющая скорости движения самолета относительно Земли. Путевая скорость равна геометрической сумме горизонтальных составляющих истинной воздушной скорости и скорости ветра.

Вертикальной скоростью называют вертикальную составляющую скорости движения самолета относительно Земли.

Приборная (индикаторная) скорость позволяет с определенной точностью судить о величине скоростного напора в полете, от величины которого зависят аэродинамические силы, действующие на самолет, характеристики устойчивости и управляемости и главное – минимальная безопасная скорость полета. Т.е., информация о величине приборной скорости необходима летчику для пилотирования. Информация об истинной воздушной и путевой скоростях требуется для решения задач самолетовождения.

На самолетах уходящего поколения высотно-скоростные параметры представлялись летчику на приборах, конструктивно совмещавших измерительную и индикаторную части. Приборы, чаще всего, состояли из датчика и указателя, размещенных или в одном корпусе, или соединенных между собой дистанционной передачей. Датчик измерял и преобразовывал информацию в электрический сигнал, а указатель представлял ее на лицевой панели прибора.

На современных ВС, где отображение полетной информации производится на экранах многофункциональных дисплеев, традиционное понимание приборов, как измерительных устройств с отображением информации, уходит в прошлое. На их место приходят информационные комплексы высотно-скоростных параметров (ИК ВСП). ИК ВСП принимает и измеряет необходимый параметр (в нашем случае – скорость), преобразует его в сигнал “удобный” для восприятия вычислительной системой самолетовождения (ВСС). ВСС , в свою очередь, решает задачи по обработке и передаче информации о том или ином параметре (скорости, высоте и т.д.) на индикацию и в системы которые в этой информации нуждаются.

Изменение формы решения задачи индикации высотно-скоростных параметров, тем не менее, не отменяет методов их измерения.

1. Методы измерения скорости полета

К основным методам измерения скорости относятся:

аэрометрический метод, основан на измерении скоростного (динамического) напора воздуха, функционально связанного со скоростью полета;

доплеровский метод измерения скорости полета, который сводится к измерению доплеровского сдвига частот отраженного от земли радиосигнала;

инерциальный метод, основан на измерении ускорений и однократном интегрировании полученных сигналов. При этом соответствующие составляющие ускорения движения самолета определяются с помощью акселерометров (датчиков измерения ускорений). Этот метод позволяет определять, помимо путевой скорости, координаты местонахождения самолета, истинный курс, путевой угол и ряд других параметров. Инерциальный метод нашел самое широкое применение в авиации, прежде всего, для решений вопросов навигации, для определения местоположения самолета – в инерциальных навигационных системах и будет рассмотрен ниже.

Для решения же задач пилотирования и самолетовождения (частично) вышеперечисленные виды скоростей определяются ИУ, в основу построения которых положены первые два метода измерения, а именно барометрический и доплеровский. Причем первый из них имеет главенствующее значение. Аэрометрические давления к ним подводятся от приемников воздушных давлений (ПВД).

Приемники воздушных давлений

Для правильного функционирования пилотажно-навигационных ИУ, основанных на измерении параметров встречного потока воздуха, к ним необходимо подвести полное и статическое давления, что осуществляется через ПВД, расположенные вне самолета. Такой приемник представляет собой совокупность двух концентрических трубок (рис.10.1). 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.

Рис. 10.1. Принципиальная схема приемника полного и статического давлений

Приемник полного давления выполняется в виде трубки, направленной открытым концом навстречу воздушному потоку (рис. 10.2) .

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 приборам;

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

Рис. 10.2. 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

На рис. 10.3 показан вариант ПВД, принимающего как статическое, так и полное давления. На поверхности цилиндра имеется утолщение – компенсирующий контур (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 отверстиямиС 1 , С 2 и С 3 и выведенные соответственно на штуцера 1, 2 и 3. Кроме того, в передней части приемника

Рис. 10.3. Приемник воздушного давления (ПВД) с компенсирующим контуром

имеется центральное отверстие П, воспринимающее полное давление, выведенное на штуцер4.

Особенностью данного типа ПВД является то, что при полете с дозвуковой скоростью давление в камере С 3 близко к статическому, а в камерах C 1 и С 2 значительно отличается от него; при полете же со сверхзвуковой скоростью давление в камере С 3 значительно отличается от статического, но при этом давления в камерах С 1 и С 2 близки к статическому. Поэтому при полете на дозвуковых скоростях используется камера С 3 , а на сверхзвуковых скоростях – камера С 1 или С 2 . 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.

Классификация скоростей полета.

В аэронавигации различают воздушную и путевую скорости полета.

Воздушная скорость (V) - этоскорость полета ВС относительно воздушной среды. В свою очередь, воздушная скорость подразделяется на:

- приборную (Vпр) – это скорость, которую показывает указатель скорости (УС - 350; УС - 450);

- индикаторную (Vинд) – это приборная скорость, исправленная на величину инструментальной поправки данного указателя скорости;

- истинную (Vи) – это действительная скорость движения воздушного судна, относительно воздушной массы.

Скорость полета является векторной величиной. Для ее определения необходимо знать и модуль, и направление. В общем случае вектор воздушной скорости не совпадает с продольной осью ВС, а несколько отклонен от нее под влиянием угла атаки и угла скольжения ВС.

Это отклонение незначительно и не оказывает существенного влияния на точность решения навигационных задач, поэтому в аэронавигации принято считать, что вектор воздушной скорости совпадает с продольной осью ВС и лежит в горизонтальной плоскости.

Общий принцип измерения воздушной скорости основан на измерении скоростного напора воздуха q. Под скоростным напором понимают разность полного и статического давлений, воспринимаемых приемником воздушных давлений (ПВД) при полете ВС. Скоростной напор q = V 2 /2. Из формулы видно, что он зависит от плотности воздуха на высоте полета и квадрата скорости. По замеренному скоростному потоку можно определить воздушную скорость.

V

Рис. 4. Воздушная скорость полета.

На воздушных судах применяются указатели воздушной скорости двух типов:

Указатель скорости типа УС (УС-250, УС-350);

Комбинированный указатель скорости типа КУС (КУС-730/1100,
КУС-1200 и др.).

Указатели типа УС имеют одну стрелку, указывающую приборную скорость. Указатели типа КУС имеют две стрелки, указывающие приборную и истинную воздушные скорости полета.

Воздушная скорость не зависит от направления и скорости ветра.

Воздушная скорость зависит от летно-технических характеристик ВС и режима работы силовой установки.

Путевая скорость (W) - скорость полета ВС относительно земли. Она зависит от воздушной скорости (V), скорости (U) и направления ветра (δн).

Путевая скорость является результирующей векторного сложения вектора воздушной истинной скорости (V) и вектора ветра (U).

V U

W

Рис. 5. Путевая скорость полета.

5. Погрешности указателя скорости, их учет.

Определение воздушной истинной скорости полета.

Указателю скорости присущи инструментальные, аэродинамические и методические погрешности.

Инструментальные погрешности (ΔVи) . Это погрешности, которые возникают по тем же причинам, что и аналогичные погрешности барометрического высотомера (погрешности оцифровки шкалы, трения в передаточном механизме и т.д.). Они определяются в лабораторных условиях и по результатам проверки составляются таблицы инструментальных поправок, которые помещаются в кабине пилотов.

Аэродинамические погрешности ( Vа ). Это погрешности, которые возникают в результате неточного измерения полного и особенно статического давления в зоне установки ПВД. Они определяются при летных испытаниях ВС и указываются в РЛЭ для каждого типа ВС.

Методические погрешности (ΔVм)Это погрешности, которые возникают вследствие несовпадения фактических условий атмосферы со стандартными условиями, положенными в основу тарировки шкалы указателя скорости. Эти погрешности подразделяются на две группы:

Погрешности от изменения плотности воздуха;

Погрешности от изменения сжимаемости воздуха.

а). Погрешности от изменения плотности воздуха возникают вследствие несовпадения стандартной массовой плотности воздуха на уровне моря

0.125 кгс/м, которая положена в основу тарировки шкалы указателя скорости, с плотностью воздуха на высоте полета.

По мере увеличения высоты, плотность воздуха уменьшается, поэтому показания указателя скорости будут меньше истинной воздушной скорости. В практике методическая поправка на изменение плотности воздуха учитывается с помощью НЛ или расчетом в уме.

б). Погрешности в следствии сжимаемости воздуха возникают
из-за изменения сжимаемости воздуха на высоте полета относительно сжимаемости воздуха на уровне моря, принятой при тарировке шкалы указателя скорости.

На малых скоростях и высотах сжимаемость воздуха незначительна. С увеличением скорости и высоты полета сжимаемость возрастает, что приводит к увеличению плотности воздуха, а следовательно, и скоростного напора, вызывающего завышение показаний указателя скорости.

При расчете истинной воздушной скорости поправку на изменение сжимаемости воздуха алгебраически прибавляют к приборной скорости, а при определении приборной скорости - наоборот.

При скоростях полета до 400 км/ч и высотах до 3000 м поправка на изменение сжимаемости воздуха незначительна и ею можно пренебречь.