Уклономеры

УклономерУКЛОНОМЕРЫ, приборы, устанавливаемые на самолете для определения уклонения самолета от устойчивого положения и для измерения величины уклонов. Одним из условий наиболее устойчивого положения аппарата является совмещение вектора силы тяжести или веса аппарата с плоскостью его симметрии, а при вираже совмещение с той же плоскостью равнодействующей силы тяжести и центробежной силы. Если во время полета самолет сильно уклоняется от своего устойчивого положения в поперечной плоскости, то он будет скользить на крыло. Поэтому при управлении самолетом важно знать, в каком положении находится самолет относительно сил, действующих на него, и насколько далек от критического положения - перехода на крыло. Положение вектора равнодействующей силы тяжести и центробежной силы относительно самолета вполне определится, если известны поперечный и продольный уклоны самолета, т. е. углы, образуемые поперечной и продольной регулировочными линиями с плоскостью, перпендикулярной к равнодействующей.

Приборами, служащими для определения уклона, кроме уклономеров могут служить балансиры, которые показывают наличие поперечного уклона самолета и его направление или же только переход поперечного уклона через некоторый определенный угол, давая т. о. указания для поперечной балансировки аппарата. При полетах в облаках или в туманную погоду, когда пилот не видит земли, ему необходимы для более уверенного управления самолетом приборы, которые заменяли бы ему вид горизонта земли и указывали положение самолета относительно ее. Такими приборами д. б. креномеры - приборы, определяющие направление и величину кренов, т. е. наклонов самолета относительно горизонтальной плоскости. Эти приборы называются также иногда абсолютными уклономерами, в противоположность обыкновенным уклономерам, которые в этом случае называются относительными. Уклономеры представляют по существу те же балансиры, но измеряющие в градусах уклоны самолета от наиболее устойчивого положения, т. е. от того положения, когда вектор равнодействующей силы тяжести и центробежной силы перпендикулярен к основной плановой плоскости самолета.

Уклономер типа «Эллиот»

Одним из распространенных уклономеров является поперечный английский уклономер типа «Эллиот» (фиг. 1), состоящий из равномерно согнутой стеклянной трубки, заполненной глицерином, с находящимся внутри ее пузырьком воздуха. Трубка вставлена на гипсе в металлическую оправу, на которой нанесены деления в градусах от 0 до 20°. Для самолетов, предназначенных для фигурных полетов, изготовляются уклономеры с делениями до 90°. На фиг. 2 изображен поперечный уклономер системы «Герц».

Поперечный уклономер системы «Герц»

Он состоит из двух стеклянных дисков, представляющих как бы стенки плоской коробочки, до половины заполненной темной жидкостью. Задняя непрозрачная стенка выкрашена в два цвета (внизу белый и наверху черный), разделенных между собой горизонтальной прямой линией. На белом фоне задней стенки нанесены по бокам градусные деления через 5°. В обычном положении темная жидкость в приборе покрывает всю нижнюю белую половину задней стенки. При уклонах же самолета показывается с одной стороны белый сектор нижней стенки, величина которого, измеренная в градусах, определяет уклон самолета. U-образные трубки, заполненные цветной жидкостью, также могут служить для измерения уклонов самолета.

U-образная трубка и прибор Neuber’a

Обычной формы U-образная трубка (фиг. 3) является недостаточно удобной в том отношении, что имеет, так же как уклономер системы «Герц», небольшой масштаб шкалы. Наиболее удачное решение задачи представляет прибор Neuber и Weise. Прибор Neuber’a (фиг. 4) состоит из изогнутой в виде восьмерки стеклянной трубки с утолщением в нижней половине ее.

Нижняя половина заполнена тяжелой жидкостью (ртутью), поверх которой находится окрашенный спирт в равном количестве с обеих сторон. При наклонах самолета благодаря наличию двух жидкостей различной плотности разность уровней значительно увеличивается. Прибор Weise (фиг. 5) состоит из двух кольцеобразных трубок, поставленных рядом, благодаря чему две рядом стоящие части трубок показывают значительную разницу уровней.

Прибор Weise и прибор Sperry (маятниковый уклономер)

Тип маятникового уклономера представляет прибор Sperry, показанный на фиг. 6. Уклономер системы Badin, представляющий собой тип продольного уклономера (фиг. 7а, 7б), состоит из небольшого цилиндрического резервуара а, соединенного трубкой б с коробочным манометром. На аппарате манометр устанавливают на доске перед пилотом, а резервуар - в хвостовой части аппарата на одной высоте с манометром при установке самолета в линию полета. Манометрическую коробку, трубопровод и резервуар заполняют керосином, пока жидкость не достигнет краев отверстия для пробки, и завинчивают пробку. Стрелку манометра при горизонтальном положении самолета ставят на нуль регулировочным винтом. Действие прибора состоит в том, что при продольных наклонах самолета будет изменяться давление в коробке манометра показателя стрелка которого будет отмечать эти уклоны.

Уклономер системы Badin

Уклономер системы Badin

Особую конструкцию прибора представляет собой прибор инженера Дрекслера (фиг. 8), в котором соединены три показателя: устойчивости, поворота и скорости полета. Прибор состоит из коробки с механизмом показателей и генератора тока с пропеллером. Устройство жироскопического указателя поворота изображено на фиг. 8, где а - жироскоп, помещенный в раме б, вращающейся на горизонтальной оси, перпендикулярной к оси жироскопа.

Прибор инженера Дрекслера, в котором соединены три показателя: устойчивости, поворота и скорости полета

Благодаря такой установке всякий поворот прибора в горизонтальной плоскости заставит ось волчка вместе с рамою наклониться в ту или иную сторону в зависимости от направления поворота. Это движение рамы совершается с некоторым сопротивлением, оказываемым пружинящим приспособлением. Движения рамы сообщаются соединённой с рамой стрелке в. Отклонение стрелки в приборе происходит только в момент поворота, и через 10—15 секунд после поворота пружинящее приспособление поставит раму с жироскопом в прежнее положение относительно всей установки. Кроме указателя поворота в приборе Дрекслера имеется показатель поперечной устойчивости в виде равномерно изогнутой стеклянной трубки, в которой катается стальной шарик-указатель. Для смягчения движений шарика стеклянная трубка заполнена глицерином. Металлическая доска г, на которой находится уклономер, подвешена на оси в точке д к медной пластинке, могущей передвигаться вверх или вниз. Находящимся на задней стороне верхней части доски г штифтом е можно регулировать установку как для быстроходных машин, так и для больших грузоподъемных самолетов. Для установки уклономера на самолете следует установить аппарат в линию полета, при соблюдении поперечной горизонтальности его. При таком положении самолета показатели балансиров и уклономеров должны быть в положении нуля. Продольный уклономер должен быть параллелен плоскости симметрии самолета.

Комбинированный прибор для контроля над отдельными элементами режима полета

На фиг. 9 дан комбинированный прибор для контроля над отдельными элементами режима полета, где а - вариометр (прибор для определения вертикальной скорости полета), б - продольный уклономер, в - указатель скорости полета, г - указатель крена, д - поперечный уклономер. К конструкции, подобной прибору системы Дрекслера (фиг. 8), относится автоматический прибор Сперри, служащий одновременно не только для определения, но и для сохранения курса самолета, а также и для продольной и поперечной устойчивости. Данный прибор применяется на самолете для автоматического управления им.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 24 - 1934 г.