Электронный указатель путевой скорости самолета

Класс 62 Ь, 12 о,42 о, 2 а 4 18 СССР Е ИЗО КОМУ СВИД РЕТ ЕЕЛСТВ) К АВТ Зарсгистриролано в Бю ааДелгн:г 4 Гогнл на СССРа М. Тер-Оганеся лектронный указатель путевой скеуости са ета явлено 29 июля 1938 года в НКО за й 2991 (300430 Опубликовано 31 января 1945 годаУже известны электронные указатели путевой скорости самолета, выполненные в виде электроннолучевой трубки, жестко связанной с картушкой компаса и имеющей градуированный в полярных координатах коллекторный кольцевой анод. Подобные указатели не свободны, однако, в работе от влияния сил взаимодействия движущегося в трубке потока электронов и горизонтальной составляющей магнитного поля земли, и этот недостаток делает недостаточно достоверными показания амперметра, измеряющего силу анодного тока, как указателя путевой скорости самолета. Предлагаемый указатель устраняет влияние сил взаимодействия электронов трубки и горизонтальной составляющей магнитного поля земли при измерении путевой скорости самолета величиной анод- ного тока и имеет ту особенность, что на управляющие сетки электроннолучевой трубки подано напряжение с делителя напряжения, управляемого электромагнитным прибором, включенным в анодную цепь второй электроннолучевой трубки с анодом, выполненным в виде простого металлического диска.Указатель может быть использован в качестве автомата, удерживающего самолет на заданном магнитно-путевом направлении.На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему указателя, фиг. 2 - вид сверху коллекторного анода указателя, фиг. 3 - нродольный разрез анода по фиг. 2, а фиг. 4 - схему расположения коллекторного анода в электронной трубке указателя.Электронный указатель состоит из электроннолучевой трубки Т, жестко связанной с картушкой гирокомпаса Г, В качестве компаса можно применить с небольшой переделкой обычный гиромаг нитный компас,Основное требование, предъявляемое к электроннолучевой трубке, - возможно малая скорость электронов при довольно большом токе. Для этой цели трубка делается с горячим катодом О и с большой эмиссионной способностью.Электроды в трубке расположены так, что вблизи катода скорость электрона достаточно велика. В следующей части трубки, занимающей почти всю ее длину, скорость снижена до минимума, Это можно осуществить обратно направленным электростатическим полем. В этой части трубки и будетосуществляться основное отклонение луча. Вблизи анода скоростьможет быть опять увеличена.Такая расстановка электродовделается для того, чтобы получитьзначительное отклонение электронов, а следовательно, и всего лучаперпендикулярно линии пути.Стабильность луча достигаетсягазонаполнением, а также приданием электронам вращательного движения с помощью соленоида.Поток электронов в трубке, движущийся со скоростью самолета,пересекает вертикальную составляющую земного поля и отклоняетсяперпендикулярно направлению движения, т. е. перпендикурярно направлению путевой скорости.Отклоненный луч можно пойматьна спаренный анод, состоящий издвух секторов, не связанных междусобой электрически, с очень малымзазором между ними, Направлениелинии, разделяющей эти аноды,должно совпадать с перпендикуляром к заданному пути.Следовательно, разделяющая линия должна в процессе полета,подданным магнитно-путевым углом(М. П. У.), оставаться одинаковоориентированной относительно земного магнитного поля, это и осуществляется соединением трубки сгиромагнитным компасом,Так как скорости электроновсравнительно малы, то поток электронов не будет фокусироваться вточку, а будет фокусироваться вкруг или эллипс конечных размеров. В общем случае, в обеиханодных цепях будут токи, но этитоки, в случае невыдерживанияМ. П. У., будут различны. (В случае, когда направление движениявыдерживается, поток распределяется равномерно между анодами иразность токов равна нулю).Разностью этих токов можновоспользоваться для регулированиянаправления движения при помощи,например, реле Б.Поэтому в качестве анода применен впаянный в верх трубки коллектор К, состоящий из 36 секторов (фиг. 1 - 2), Коллектор на внешней части имеет салазки Р, по которым могут перемещатбся дваползуна П, замыкающие по 3 - 4сектора коллектора с обеих сторон заданного направления. Этимосуществляется увеличение площади спаренного анода и гарантируется то, что луч не выпадет в сторону от анода.С помощью такого коллектораможно устанавливать М. П. У. с точностью до 10.Для точной установки - в пределах до 0,5 - можно поворачивать трубку относительно гиромагнитного компаса на 5 в обестороны. Этим, с допустимой погрешностью, можно устанавливатьлюбой заданный М. П. У.Во время работы, после установки заданного М. П, У., трубка Тнаглухо скрепляется с картушкойгиромагнитного компаса и все время одинаково ориентирована относительно земли.Так как электроны потока, пролетая от катода О к коллектору Кбудут пересекать горизонтальнуюсоставляющую земного магнитного,поля, то они, а следовательно, и.весь луч, будут отклоняться навосток. Отклонение это при постоянной скоростями электронов будетиметь постоянное направление и величину.Отклоняющая сила выражается:1 = Вг Яч з 1 п(Вг, ц)где: В, - горизонтальная составляющая магнитного поляземли,Я - заряд электрона,ч - скорость пролета от ка-тода к аноду.Причем з 1 п (В., ч) =1;В, =сопз,: Я=сопв 1 и ч=сопз(;Эта сила будет вносить искажение,Компенсировать влияние ее можно смещением центра коллектораПоэтому центр коллектора К, какэто видно на фиг. 4, отнесен на восток на величину 5 постоянногоотклонения.Кроме этой силы, на электрон.будет влиять сила взаимодействиядвижущегося электрона, связанного.с самолетом, с горизонтальнойсоставляющей земного магнитногополя. Эта сила будет действоватьперпендикулярно плоскости, в которой лежат скорость и составляющие поля, т. е, по вертикали, меняя свое направление в зависимости от знака з 1 п (В ъ ), где: В, -горизонтальная составляющая земного магнитного поля и и - путевая скорость.Следовательно, эта сила будетускорять или замедлять движениеэлектронов от катода к аноду, т. е.скорость, которая предполагаласьпостоянной, будет величиной переменной.При таком положении будут создаваться большие погрешности исовершенно исключается возможность устройства указателя путевойскорости.Для устранения влияния этой силы на управляющие металлическиесетки С - С, находящиеся в электроннолучевой трубке, автоматически подано такое напряжение ц,которое вызывает силуЯ ир= =цтг Я в 1 п (В, щ),где: ц - напряжение,Я - заряд,1 - длина электронно-лучевойтрубки (расстояние между электродами),ю - путевая скорость.Откуда;и= В 1 ч 81 п (Въ) == 1 с ж я 1 п (Вг).где К = В. 1= сопзй. Следовательно, величина отклонения потока будет пропорциональна путевой скорости.Если внутренний диаметр коллекТак как В, и 1 на всех путевых углах и при любых скоростях. остаются постоянными, то, следовательно, надо подавать напряжение пропорционально произведению%з 1 п(Р к),Для подачи напряжения установлена вторая электроннолучевая трубка, анод которой выполнен в виде простого металлического диска.Ток в этой трубке, при движении с разными скоростями и под разными путевыми углами, как раз и будет колебаться от некоторого тока (тока покоя), пропорционально ч э 1 п (В ч), так какна электроны этой трубки будеттакже действовать подобная вертикально направленная сила.Электромагнитный прибор, включенный в цепь анода этой трубки кклеммам Л и имеющий на местестрелки ползун делителя напряжения гп, будет автоматически подавать требуемое напряжение насетки С - С.Если между током и напряжен; -ем, которое нужно подать, не будет линейнои зависимости, то этообстоятельство можно учесть соответствующим выполнением на-мотки делителя напряжения гп.Величина отклонения потокаэлектронов от центра коллектораК, т. е. положения, куда луч падаетпри скорости самолета, равнойнулю, будет пропорциональна путевой скорости. Это можно легкодоказать, Отклонение происходитпод действием постоянной силы:Р=В, Я ч з 1 п(В ю),где: В, - вертикальная составляющая магнитного поляземли,т" - путевая скорость,Пройденный путь такого движения выражается:ай ГВ= - ; или, так как = - ,тог о вИ мЯ = - снап (В ъ),2 т 2 тпгде: Я - отклонение потока,а - ускорение,1 - время движения заряда откатода к аноду,В, - вертикальная составляющая магнитного поля земли,ч - путевая скорость.Здесь: Йп(В,) = 1.Так как В, Я, 1, гп величины постоянные, то Я=А ч, где А - коэфициент пропорциональности, равВ, Я 6ный2 тп%,тв. редактор Д. А, Михайлов Техн. редактор М, В, Смольпко 1 ратк 500 экз. Цен Зак. 10 123569 Подписано к печати 13/Ъ 11 потрафя оспланиздата им, Воровского, Калуг торного анода К сделать таким, чтобы при средних путевых скоростях только половина потока падала на аноды, а при максимально возможной скорости весь поток падал на аноды, то в цепи анода ток будет меняться в зависимости от путевой скорости.Включив в цепь анода магнитоэлектрический амперметр ч, по силе тока можно судить о путевых скоростях. В данном случае между путевой скоростью и током будет довольно сложная зависимость, но остается ясным, что каждому значению скорости соответствует совершенно определенный ток. Всю эту сложность зависимости можно учесть непосредственно при градуировке. Предмет изобретенияЭлектронный указатель путевой скорости самолета, выполненный в виде электроннолучевой трубки, жестко связанной с картушкой компаса и имеющей градуированный в полярных координатах коллекторный кольцевой анод, о т л ич а о щ и й с я темчто, с целью компенсации влияния сил взаимодействия движущегося в электроннолучевой трубке потока электронов и горизонтальной составляющей магнитного поля земли при измерении путевой скорости самолета величиной анодного тока, на управляющие сетки С, С электроннолучевой трубки подано напряжение с делителя напряжения Д, управляемого электромагнитным прибором, включенным в анодную цепь второй электроннолучевой трубки с анодом, выполненным в виде простого металлического диска.