Газоаэрозольный пробоотборник малоразмерного летательного аппарата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ЯО 162430 51)5 С 01 М 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ Сви ЛЬСТ 8 ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Московский авиационняй институт им. Серго Орджоникидзе(56) Патент Японии У 55- 12533, кл. 6 01 М /22, 1980.Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1979, с. 404-405.(54) ГАЗОАЭРОЗОЛЬНЫЙ ПРОБООТБОРНИК МАЛОРАЗМЕРНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к области измерений концентраций загрязняющих веществ в атмосфере. Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации примесей за счет уменьшения пульсаций расхода воздуха и отбора проб в строго заданной области пространства. Между аспиратором2 и карбюратором 5 двигателя внутреннего сгорания последовательно установлен управляемый отсечной клапан3 и ресивер 4, к которому присоединенклапан 7 постоянного перепада давления, сообщающийся своим входом с атмосферой. При запуске и прогреве двигателя, взлете, наборе высоты аппаратои отсечной клапан 3 закрыт, воздухпоступает через клапан 7 постоянногоперепада давления и ресивер 4 в карбюратор 5 двигателя, При достижении заданнойвысоты отсечной клапан по команде открывается и начинается пробоотбор. Ре- асивер сглаживает пульсации воздуха,клапан 7 обеспечивает постоянный расход через аспиратор, что уменьшаетпогрешность измерений концентраций. С1 ил.50 Изобретение относится к измерениям, в частности к измерениям концентраций загрязняющих веществ в атмосФере, и может быть использовано дляизмерений промышленных выбросов иконтроля состояния атмосферы с помощью малоразмерных летательных аппаратов. Под малоразмерными летательными аппаратами подразумеваются как 10беспилотные летательные аппараты -дистанционно пилотируемое, так иультралегкие пилотируемые летательные аппараты, массой 5-200 кг.1 ель изобретения - повышение точности измерения концентрации примесейза счет уменьшения пульсаций расходавоздуха и отбора проб в строго заданной области пространства.На чертеже представлена схема гаэоаэрозольного пробоотборника малоразмерного летательного аппарата.Пробоотборник состоит из поглощающего элемента 1, аспиратора 2, управляющего отсечного клапана 3, ресивера 4, карбюратора 5 двигателя, последовательно соединенных каналом 6, атакже клапана постоянного перепададавления, присоединенного к ресиверу4 и сообщающегося своим входом с атмосферой. Направление движения воздуха показано стрелками.Устройство работает следующим образом,В исходном положении клапан 7 постоянного перепада давления и управляемый отсечной клапан 3 закрьпъ 1. Приработе двигателя, в фазе всасывания,в карбюраторе 5 создается разрежение, которое распространяется по кана лу 6 в ресивер 4, Клапан 7 давлениясрабатывает и перепускает воздух изатмосферы, когда разрежение достигаетпорогового значения, на которое оннастроен. В течение паузы (между фазами всасывания) клапан 7 давления закрыт, Таким образом, клапан 7 давления работает в импульсном режиме. Втаком режиме устройство работает вовремя запуска, прогрева двигателя, атакже во время взлета, набора заданной высоты, снижения и посадки малоразмерного летательного аппарата,При достижении обследуемой области пространства по команде открывается отсечной клапан 3. Разрежение распространяется из ресивера 4 в аспиратор 2. Под действием перепада давления воздух из атмосферы поступает вгде ( П У Ра расход воздуха в аспираторес учетом перепуска через регулятор расхода, л/с;время паузы всасывания, с;объем ресивера, л;атмосферное давление; аспнратор 2 через поглощающий элемент 1, а затем через отсечной кпапан 3- в ресивер 4, Клапан 7 давления уменьшает перепуск воздуха иэ атмосферы в ресивер 4, Воздух из ресивера 4 поступает в карбюратор 5. В течение паузы расход, воздуха через поглощающие элементы 1 поддерживается с помощью ресивера 4. При изменении резима работы двигателя клапан 7 давления, регулируя перепуск воздуха иэ атмосферы, стабилизирует расход воздуха через поглощающий элемент 1. Кроме того, клапан 7 давления обеспечивает единообразие условий работы карбюратора 5 двигателя и стабильность его регулировки независимо от управления отсечным клапаном 3.В аспираторе прототипа предусмотрен регулятор расхода перепуска воздуха в полость аспиратора иэ атмосфе ры в тех случаях, когда располагаемый расход воздуха в карбюраторе намного превышает потребный для поглоща ющнх элементов. В предлагаемом устройстве его, целесообразно перенести и подключить к ресиверу. Это не влияет в принципе на работу устройства и его характеристики точности, но позволяет уменьшить проходные сечения клапана постоянного перепада давления, так как при закрытом отсечном клапане регулятор параллельно с клапаном дав" ления перепускает воздух к карбюратору двигателя. Применение данного устройства позволяет повысить точность измерений.Ресивер стабилизирует расход воздуха через аспиратор во время пауз между фазами всасывания. Клапан пос" тоянного перепада давления во время пауз закрыт, так как перепад давления в ресивере ниже порогового. Зависимость расхода через поглощакщие элементы от перепада давления - линейная. Величина перепада мапа по сравнению с атмосферным давлением. Поэтому относительная пульсация скорости аспирации определяется соотношениемсл Ратвуме 1У ЬР1624300 ьР - перепад даьления в аспираторе.Таким образом, любую заданную стабильность аспирации можно обеспечить увеличением объема ресивера. В извест 5 ной системе внутренние объемы в некоторой степени выполняют роль ресивера, но их величина на порядок меньше требуемой. Пробоотборник МЛА имеет ориентировочно следующие характеристики: Я=1,5 л/с,=2,. 10 с при оборотах одноципиндрового двухкратного двигателя 12000 об/мин, Ч= л; Р = О Па; Ь Р 10 Па. При этом относи 9(у тельные пульсации скорости достигают 0,4, а погрешность измерения концентрации аэрозолей размером до 12 мкмдо 63.Дпя поддержания заданной высоты по лета при отборе проб возникает необходимость регулирования оборотов двигателя в пределах 207. Расход воздуха через карбюратор пропорционапен оборотам двигателя, При отсутствии клапана 25 постоянного перепада давления такое регулирование вызывает изменение скорости аспирации. Установка клапана давления устраняет обусловленную этим погрешность измерений - до О/30Отсечной клапан в данном пробоотбориике дает возможность производить отбор строго в заданной зоне атмосферы и избежать погрешности, обусловленной отбором примесей в неисследуемой области пространства Концентрация35 примесей в этом пространстве неизвестна и может меняться от 0 до величины в исследуемой зоне. В том случае, когда отсечной клапан отсутствует и отбор проб на малоразмерном летательном аппарате выполняют от момента запуска двигателя до окончания полета в заданной зоне, а после этого двигатель выключают, предельная относительнаяпогрешность измерения концентрациипримесей равна Дс=-С/2(С+С ) ргде 1 - время от момента запускаИдвигателя до начала полетав заданной зоне;С - продолжительность полета взаданной зоне.При зондировании атмосферы на высоте 2000 м величина й /1 я составляет порядка 3 и предельная погрешность достигает 8,53. Таким образом, предлагаеьвй пробоотборник применительно к малоиэмернтельному летательному аппарату позволяет исключить присущие прототипу погрешности измерений, обусловленные неравномерностью аспирации и отбором пробы вне заданной области, которые составляют по среднеквадратическому отклонению до 143. Формул а иэ обретения Газоаэрозольный пробоотборник малоразмерного летательного аппарата,содержащий аспиратор с поглощакщимэлементом, соединенный каналом с карбюратором двигателя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьепения точности измерения, он снабженуправпяеиим отсечным клапаном, ресивером к клапаном постоянного перепада давления, при этом управляемыйотсечной клапан и ресивер установлены последовательно между аспиратороми карбюратором двигателя, вход клапана постоянного перепада давления соединен с атмосферой, а выход - с ресивером,Составитель А.СондорТехред М, Моргентал Корректор Т. Малец Редактор И. Касарда Заказ 183 Тир аж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101