Пневмоэлектрический преобразователь аэродинамических углов

ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ по авт. св. N466727, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, в него дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, дифференцирующая цепь и преобразующее устройство, выход которого подключен к управляющему входу мультивибратора, а вход сумматора - к выходам дифференциальной электроизмерительной схемы.

Изобретение относится к авиаприборостроению, в частности к приборам, определяющим положение продольной оси летательного аппарата относительно встречного потока воздуха.
Известны преобразователи аэродинамических углов, работа которых основана на связи поля распределения давления воздуха на обтекаемой поверхности с направлением набегающего потока. В таких устройствах посредством приемников осуществляется забор давлений, их преобразование в электрический сигнал, который управляет работой следящего привода.
По основному авт. св. N 466727 известен пневмоэлектрический преобразователь аэродинамических углов, в котором для устранения погрешностей, вызываемых разбросом параметров чувствительных элементов (термоанеморезисторов) и других элементов дифференциальной пневмоэлектрической измерительной схемы и зависящих от изменения параметров окружающей среды и набегающего воздушного потока (скорости, плотности, температуры и т. д. ), имеются дополнительный воздушный канал с запорными электропневмоклапаном и система периодической автоматической подстройки электроизмерительной схемы. Система периодической автоматической подстройки выполнена в виде балансировочного потенциометра, установленного в одной из ветвей электроизмерительной схемы, и электромагнитной муфты сцепления, обеспечивающей во время автоматической подстройки кинематическую связь движка балансировочного потенциометра с исполнительным элементом следящего привода. Работой запорного электропневмоклапана, электромагнитной муфты сцепления и системы периодической подстройки в целом через коммутирующий элемент управляет времязадающее устройство, например, в виде опорного мультивибратора.
Однако включение в работу системы автоматической подстройки в известном преобразователе не связано с величиной суммарной погрешности в текущий момент времени. При этом периодичность работы системы автоматической подстройки задается постоянной и не зависит от скорости изменения параметров окружающей среды и набегающего потока, а следовательно, и от скорости изменения вызываемой ими погрешности.
Постоянство периодичности работы системы автоматической подстройки приводит к тому, что с той же частотой система автоматической подстройки включается в работу и на режимах полета, при которых параметры среды и потока (и вызываемые ими погрешности) изменяются с меньшей скоростью или вообще постоянны. Последнее характерно для режима горизонтального полета, продолжительность которого во времени достаточна велика, особенно для транспортных и пассажирских самолетов.
Вследствие ограниченного ресурса работы запорного электропневмоклапана, электромагнитной муфты сцепления и других элементов системы автоматической подстройки, значительная частота включения системы автоподстройки за время полета приводит к снижению ресурса прибора в целом и, следовательно, снижает его надежность. Так как за время работы системы автоматической подстройки преобразователь не обеспечивает измерение изменения аэродинамического угла, то большое количество автоподстроек за время полета приводит к частым перерывам работы преобразователя, в течение которых прибор выдает неточную информацию по измеряемому аэродинамическому углу.
Целью изобретения является повышение точности и надежности работы преобразователя.
Для достижения цели в преобразователь введена схема управления периодичностью работы автоматической подстройки в виде последовательно соединенных сумматора, дифференцирующей цепи и преобразующего устройства, реализующего функцию модуля электрического сигнала, при этом вход сумматора связан с выходами дифференциальной электроизмерительной схемы, а выход преобразующего устройства подключен к управляющему входу мультивибратора с регулируемой частотой или ждущего мультивибратора.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого преобразователя аэродинамических углов.
Преобразователь содержит симметричное тело 1 (насадок), вблизи или непосредственно на поверхности которого расположены приемники 2 давления, которые соединены через дроссели 3 и каналы 4 с входом пневмокапсулы 5 с чувствительными элементами и электроизмерительную схему, выполненную в виде двух идентичных ветвей 6. Входные каналы 4 соединены между собой дополнительным каналом 7 с запорным электропневмоклапаном 8, связанным с мультивибратором 9.
Выход электроизмерительной схемы соединен с входом следящего привода, включающего в себя усилитель 10, двигатель 11 и редуктор 12. выходной вал последнего кинематически связан с подвижным блоком 1, с выходным устройством 13 и через муфту 14 сцепления с потенциометром 15. На выходе ветвей 6 предусмотрен сумматор 16, который через дифференцирующую цепь 17 и преобразующее устройство 18, реализующее функцию модуля электрического сигнала, подключен к управляющему входу мультивибратора 9.
Преобразователь работает следующим образом.
Пpи нулевом значении аэродинамического угла ось симметрии блока 1 совпадает с направлением скорости набегающего потока и блок 1 с приемниками 2 неподвижен.
При изменении аэродинамического угла изменяются давления Р₁ и Р₂, что приводит к изменению скоростей потоков в каналах 4 и появлению сигнала Е, полярность которого соответствует знаку изменения.
Изменение аэродинамического угла компенсируется поворотом блока 1 (насадка) с приемниками 2 давления по направлению потока посредством следящего привода. Последний управляется сигналом дифференциальной пневмоэлектрической измерительной цепи.
При = 0 сигнал определяет погрешности измерительной цепи 9, для периодического устранения которой в нем предусмотрен дополнительный канал 7 с запорным электропневмоклапаном 8 и система автоматической подстройки электроизмерительной схемы. Последняя выполнена в виде установленного в одной из ветвей схемы балансировочного потенциометра 15, движок которого через электромагнитную муфту 14 сцепления может иметь кинематическую связь с выходным валом редуктора 12 следящего привода. Работой запорного электропневмоклапана и системы автоматической подстройки управляет времязадающее устройство, выполненное в виде мультивибратора. Периодичность автоподстройки измерительной цепи выбирается из условия гарантированного обеспечения заданной точности измерения аэродинамического угла при любом возможном изменении погрешности измерительной цепи. С этой точки зрения более эффективно управление периодичностью автоподстройки в зависимости от скорости изменения параметров, определяющих условия работы преобразователя. Для этого целесообразно задать некоторый "гарантированный" период автоподстройки их условия, что скорость изменения погрешности соответствует наиболее характерному режиму работы преобразователя, например режиму горизонтального полета; фиксировать текущую скорость изменения погрешности и при ее превышении на других режимах формировать команду на дополнительное включение автоподстройки. При этом количество автоподстроек за время полета существенно уменьшается.
Указанные операции выполняет сумматор 16, сигнал которого дифференцируется и через преобразующее устройство 18 подается на управляющий вход задающего мультивибратора 9. Устройство 18 необходимо для того, чтобы система автоматической подстройки срабатывала как при положительном, так и при отрицательном значении погрешности. В мультивибраторе 9 путем сравнения суммарного сигнала с допустимым формируется сигнал управления системой автоматической подстройки измерительной цепи прибора.
В таком выполнении преобразователь позволяет значительно уменьшить частоту и количество автоподстроек.