Текст
                    НрасивзиамЕнизя омш Леша
Инженерная Академия имени шфешра К. Ь Ыуковсного
ninilllBINIIHI»Ulllllllli№l№ii]ill№^
Г. О. ФРИДЛЕНДЕР
АЗРОНАВИГДиМРШр-
ШШАЖ«


Ираснознаиенная ордена Ленина Военно-Воздушная Ляжем я Академия имени профессора Н. £. Жуковского Г. О. ФРИДЛЕНДЕР и С. А. МАЙОРОВ Мембранные аэронавигационно-пилотажные приборы

ПРЕДИСЛОВИЕ Содержание настоящей книги представляет собой изложение курса лекций, читанных Г. О. Фридлендером в МВТУ им. Н. Э. Бау- мана в течение ряда лет. В труде рассматриваются теория и устрой- ство мембранных аэронавигационно-пилотажных приборов. Интере- сующимся теорией и устройством авиационных магнитных компасов мы рекомендуем книгу Б. Г. Ратца — «Аэронавигационное оборудо- вание самолета» ч. 1, изд. 2-е. Оборонгиз, 1941 г. При работе нами использован ряд источников, указанных в тексте и в списке литера- туры. Введение, §§ 5, 6, 9, 10, 11, 16, 17 главы I, §§ 18, 19, 22 главы II и §§ 26, 27, 28 главы III написаны Г. О. Фридлендером. §§ 7, 8, 12, 13, 14, 15 главы I, §§ 23, 24 главы II и §§ 29, 30. 31, 32, 33 главы III написаны С. А. Майоровым. § 25, излагающий небарометрические методы измерения высоты, написан специально для этого издания А. М. Булгаковым, за что авторы приносят ему искреннюю благодар- ность. Таблицы, данные в приложениях, заимствованы частично из различных источников. Таблицы 4—8 вычислены авторами. §§ 17 и 28 выходят за рамки обязательного минимума сведений, сооб- щаемых на лекциях. Авторы приносят искреннюю благодарность | Г. С. Френкелю,1 давшему ряд ценных указаний по рукописи. Все замечания по книге мы просим присылать в ВВИА имени проф. Н. Е. Жуковского на имя Г. О. Фридлендера, за что авторы будут весьма благодарны. Авторы.

ВВЕДЕНИЕ § 1. Классификация приборов 1се авиационные измерительные приборы можно разбить на группы, в зависимости от признаков, которые будут положены в основу классификации. Если берется признак использования, то приборы могут быть разделены на четыре группы: а) Аэронавигационно-пилотажные. б) Пилотажные. в) Аэронавигационные. г) Моторные. Если в основу берется конструктивный признак, то приборы мо- гут быть разбиты на две основные группы: а) Механические. б) Электроприборы. Механические приборы в свою очередь могут быть разбиты на: I. Пружинно-мембранные. II. Гироскопические. III. Прочие приборы (тахометры и др.). К группе аэронавигационно-пилотажных приборов, т. е. прибо- ров, которыми пользуются штурман и пилот, относятся: 1) Указатель скорости (воздушной). 2) Высотомер. 3) Компасы (магнитный, гиромагнитный, индукционный, дистан- ционный, пневматический, потенциометрический, магнесиновый и т. д.). К группе пилотажных приборов, которыми пользуется только пилот, относятся: 1) Указатель поворота. 2) Указатель скольжения (оба эти прибора конструктивно . объединены в один). j 3) Авиагоризонт. 4) Вариометр. 5) Гирополукомпас (им иногда пользуется и штурман). 6) Эхолот, (высотомер для малых высот). Он применяется сравнительно редко. 7) Радиовысотомер. I группе аэронавигационных приборов, которыми пользуется “олько штурман, относятся: Визиры. 5
2) Прицелы, применяемые не только в целях бомбометания, но и для определения угла сноса самолета. 3) Секстанты (и октанты). К группе моторных приборов, которыми пользуются бортмеха- ник — на многомоторном и пилот — на одномоторном или двухмотор- ном самолетах, относятся: 1) Тахометр (этим прибором, кроме бортмеханика, всегда поль- зуется пилот). 2) Аэротермометр (воды, масла и гликоля, в случае мотора с водяным или гликолевым охлаждением, масла и головок цилин- дра — в случае мотора с воздушным охлаждением и пр.). 3) Манометры (масла и бензина). 4) Мановакууметр (измеритель абсолютного давления в трубо- проводе, подводящем питание в цилиндры, в случае мотора с нагне- тателем). Им пользуется и пилот. 5) Бензиномеры. 6) Газоанализаторы (определители состава смеси, подаваемой в цилиндр мотора) и целый ряд других приборов. Предметом нашего курса являются только аэронавигационно- пилотажные и пилотажные мембранные приборы, т. е.: 1) Указатель скорости (воздушной). 2) Высотомер. 3) Вариометр. § 2. Обоснование необходимости пилотажных приборов Совершенно очевидным является необходимость наличия иа са- молете приборов (рис. 1), используемых штурманом и бортмехани- ком, так как решение задачи, стоящей перед штурманом, — привести самолет в заданную точку по кратчайшему пути — без наличия при- боров — не выполнимо. Правильная же эксплоатация мотора без при- боров тоже не мыслима. Но едва ли очевидной является необходи- мость применения пилотажных приборов. Действительно, в нормаль- ных условиях, при видимости внешних ориентиров, пилотирование, как известно, производится без приборов. В то же время человек не теряет ориентировку и, следовательно, знает, где низ и верх в том случае, когда он находится на земле, но глаза его, положим, закрыты. Почему же утверждается, что при отсутствии видимости внешних ориентиров — в облаках, в тумане или ночью — полет без приборов невозможен? Для уяснения этого вопроса определим, какой аппарат в человеческом организме дает указания мозгу о направлении верти- кали. В районе внутреннего уха находится, так называемый, отолито- вый аппарат (рис. 2). Он устроен следующим образом: Тонкая гибкая пленка пронизана мельчайшими кристаллами (1—10 р) углекислой извести, называемыми отолитами. Они делают пленку тяжелой. Опирается пленка на студенистую массу. От нее через массу проходит большое количество тонких нитей, связанных с нервными волокнами. При наклоне головы пленка слегка смещается и вызывает этим соответствующее раздражение в нервах, которое
W- Рис. 1. Приборяая досха совремавноге «амолет*. 7
Передается человеческому мозгу, отмечающему отклонение головы или тела от нормального положения относительно поверхности земли Отолитовый аппарат является подобием отвеса или уровня. Рассмотрим показания этого аппарата в полете, положим, на правильном вираже. На человека, находящегося на самолете, будут действовать: сила тяжести и центробежная сила инерции. Равнодей- Рис. 2. Отолитовый аппарат: 1 — отолитовые кристаллы; 2 — вестибюлярный нерв; 3—нити; 4—студенистая масса; 5—отолито- вая пленка / ствующая этих двух сил будет лежать в плоскости симметрии само- лета, примерно, перпендикулярно плоскости крыльев (рис. 3). Как и любой измеритель наклона, будь то маятник, отвес или уровень, отолитовый аппарат не отметит крена. Человек не будет ощущать наклона. . Многим в первом своем полете на вираже кажется, что не само- лет получил крен, а земля поворачивается. Причиной такого ощуще- ния является тот же отолитовый аппарат. Поэтому, при отсутствии видимости внешних ориентиров, пилот не может отличить правильный вираж от прямолинейного полета. На вираже возможны потеря скорости и срыв в штопор. Выйти из што- пора в таком случае невозможно. При отсутствии видимости внешних ориентиров единственным правильным критерием для определения положения самолета отно- сительно земли являются показания приборов. t > § 3. Основные и дополнительные приборы слепого полета Какие приборы определяют положение самолета относительно земли? Для этого проведем в самолете три взаимно перпендикуляр- ные оси и рассмотрим повороты его относительно их (рис. 4). в
Пусть ось X лежит в плоскости симметрии самолета вдоль фюзе- ляжа, ось у пусть будет вертикальна и ось z перпендикулярна плос- кости симметрии. Поворот самолета вокруг оси z имеет место при переходе само- • лета к планированию или кабрированию. Если исключить из рассмот- рения, так называемые, дополнительные приборы, т. е. авиагоризонт, гирополукомпас или гиромагнитный компас и вариометр, то измене- ние продольного положения самолета сможет быть отмечено указа- телем скорости. Действительно, при неизменном режиме работы мото- ра и постоянной нагрузке, всякое изменение продольного положения правильном вираже. самолета вызовет соответствующее изменение скорости. При плани- ровании скорость будет возрастать вследствие того, что на самолет, кроме силы тяги, будет действовать составляющая сила тяжести в ту же сторону, что и сила тяги; при кабрировании составляющая сила тяжести будет вычитаться из силы тяги и скорость будет падать. Итак, указателем продольного положения самолета является ука- затель скорости (рис. 5). Поворот самолета вокруг оси X в прямолинейном полете вызовет скольжение самолета на крыло. Это может быть отмечено указателем скольжения. В случае правильного виража, как известно, скольжения на крыло не будет, хотя крен при правильном вираже всегда имеет место. В этом случае шарик указателя скольжения остается на месте и не отметит крена. Чтобы определить наличие крена, следует восполь- зоваться показаниями указателя поворота. Показания этого прибора являются монотонной функцией угловой скорости виража. Если стрел- ка указателя поворота отклонена, а шарик указателя скольжения остался на месте, то мы имеем правильный вираж. Но правильный вираж без крена невозможен, следовательно, по показаниям обоих приборов можно всегда определить наличие крена. Перечисленными тремя приборами по существу обеспечивается безопасность полета «вслепую», так как сохранение правильного поло- жения самолета относительно осей х и Z вполне достаточно для нормального полета. 9
Но сохранение одной безопасности недостаточно для полёта «вслепую». Необходимо летать не «вообще», а прилететь в заданную точку, следовательно, необходимо еще сохранить правильным положе- ние самолета и относительно оси _у. Для этого необходим компас. Кроме того, к приборам слепого полета следует отнести и высо томер, так как знание высоты полета, при отсутствии видимости внешних ориентиров, обязательно. С точки зрения полета «вслепую», все перечисленные приборы обладают недостатками, в особенности указатель скорости и компас. Каждый пилот на вопрос о недостатках указателя скорости отве- Рис. 5. Указатель скорости как указатель продольного положения самолета. тит, что показания его запаздывают. Испытания же прибора показы- вают, что индикатор указателя скорости реагирует на изменение ско- рости самолета относительно воздуха и дает правильные показания не позже чем через 0,1—0,3 сек. Величина эта столь мала, что пилот, конечно, не может ее заме- тить. В чем же дело? О каком запаздывании говорит пилот? Указа- тель скорости, как прибор, показывающий скорость самолета относи- тельно воздуха, не запаздывает, но как указатель продоль- ного положения самолета он запаздывает. Это является следствием свойств самого самолета, его инерции. Действительно, пусть самолет изменит свое продольное положение. Скорость, соответ- ствующую этому новому положению, он приобретет не мгновенно, а постепенно. Следовательно, как указатель продольного положения, этот прибор запаздывает. Это и отмечают пилоты. Нужно указать, что чем выше качество самолета, тем запазды- вание указателя скорости (как указателя продольного положения) будет больше. Это легко увидеть из следующих рассуждений. Извест- но, что качество есть отношение к Су или подъемной силы к лобовому сопротивлению. Подъемная сила равна весу, а следова- тельно, пропорциональна массе самолета. Таким образом качество пропорционально отношению массы самолета к лобовому сопротив- лению. Возьмем два самолета, обладающие различными массами, но одинаковыми лобовыми сопротивлениями. Положим, что оба само- лета после планирования на одинаковой скорости перешли на горизон- тальный полет. Очевидно, что самолет, обладающий большей массой, будет медленнее терять скорость, нежели самолет с меньшей массой. А чем медленнее теряется скорость, тем больше будет запаздывание 10
указателя скорости, как указателя про олмии- пили™.™._________ видно, что чем выше качество самолета, тем больше запаздывание указателя скорости (рис. 6). Магнитный компас, как прибор «слепого» полета, тоже имеет значительные недостатки. Одним недостатком являются колебания магнитной стрелки компаса, называемой картушкой. Использование компаса в «слепом» полете приводит к рысканию самолета. Второй недостаток — невозможность использования его на вираже. Причиной Рис. 6. Запаздывание указателя ско- рости, смонтированного на самолетах с различили массой и одинаковым ло- бовым сопротивлением. этого является, так называемая, поворотная погрешность, достигаю- щая при определенных условиях 180°, т. е. дающая показания, прямо- противоположные истинному курсу самолета на вираже *. Итак, мы выяснили, что основных приборов «слепого» полета пять: указатель скорости, указатель скольжения, указатель поворота, компас и высотомер. Два из них, с точки зрения «слепого» полета обладают существенными недостатками. По показаниям этих пяти приборов пилот должен определить положение самолета относительно земли. Ясно, что интерпретировать эти показания пилоту в своем мозгу в положение самолета относительно земли, весьма затрудни- тельно. Для того чтобы соответствующее реагирование на изменение показаний приборов стало у пилота рефлекторным, необходима дли- тельная тренировка. В связи с этим американской фирмой «Сперри» и германской «Аншютц» были выпущены авиационные приборы, предназначенные для облегчения полета «вслепую». Фирма «Сперри» выпустила два прибора: авиагоризонт, дающий очень наглядные показания крена * О сущности этой погрешности см. в рекомендованной выше книге Б- Г. Р а т ц а. 11 »
н продольного наклона, и гирополукомпас — прибор, дополняющим магнитный компас. Гирополукомпас не обладает направляющей силон и поэтому его показания должны периодически корректироваться по показаниям магнитного компаса, но в то же время гирополукомпас лишен недостатков магнитного компаса: показания прибора устой- чивы и на вираже у него нет поворотной погрешности. Фирма «Аншютц» выпустила только один прибор .— авиагори- зонт, дающий только показания поперечного крена. Он не получил широкого распространения вследствие своей относительной дорого- визны и хрупкости, требующей тщательного ухода, хотя показания его весьма точны. Приборы же, выпущенные фирмой «Сперри», полу- чили широкое распространение. В Советском Союзе гирополукомпас получил развитие в гиро- магнитном компасе. Авторами его являются Д. А. Браславский, М. Г. Элькинд и М. М. К а ч к а ч ь я н. Кроме того, широкое распространение получил вариометр — ука- затель вертикальной скорости самолета. По его показаниям удобно выдерживать режим горизонтального яолета, особенно в тех случаях, когда прибор установлен на самолете с большим качеством. Несмотря на запаздывание, свойственное показаниям вариометра (о причинах их будет сказано в §§ 27, 28), у самолетов с большим качеством запаздывания указателя скорости бывают еще больше. Наивыгоднейший режим набора высоты тоже удобно определять по вариометру. Часто при стремлении набрать высоту по возможности быстрее, пилоты переводят самолет на углы атаки, соответствующие точкам кривой Лилиенталя*, лежащим за максимумом этой кри- вой. Естественно, что скорость подъема в этом случае будет меньше, чем при углах атаки, соответствующих максимуму кривой Лилиен- таля. По вариометру выбор наивыгоднейшего угла атаки очень прост. Примеров использования вариометра можно увеличить, но мы ограничимся сказанным. Все эти приборы значительно облегчают полет «вслепую», но не заменяют основных приборов. Причиной этого является их относи- тельная ненадежность. Вследствие этого мы будем их называть допол- нительными приборами «слепого» полета. Для еще большего облегчения работы пилота были созданы автопилоты — устройства, заменяющие пилота в управлении само- летом. Простейшие из них стабилизируют только курс самолета или положение самолета относительно всех трех осей. Более сложные автопилоты, называемые иногда программными, представляют собою комплекс устройств, полностью заменяющий пилота в управлении самолетом, т. е. выполняющие взлет, заданные эволюции и даже посадку и регулирующие работу мотора и осталь- ных агрегатов самолета в полете. * Отто Лилиентал ь—немецкий инженер (1848—1896 гг.). К
Все авиационные приборы должны удовлетворять целому ряду •бщих требований, вытекающих из условий, в которых приходится им работать. Приборы должны безотказно работать при следующих условиях: 1) в диапазоне температур от —60 до +50рС; 2) при вибрации с частотой от 20 до 80 Hz (т. е. до 80 колеба- ний в секунду) и с амплитудой до 0,15 мм; 3) при влажности от 0 до 100%; 4) при падении атмосферного давления до 90 и даже менее мм рт. ст. и 5) при перегрузках, достигающих 10 g*. Кроме того, каждый прибор должен удовлетворять требованиям» специально оговоренным в особых технических условиях на его изго- товление. Показания всех приборов, перечисленных в § 1, обладают погреш- ностями. В зависимости от причин, вызвавших погрешности, последние делятся на погрешности методические и инструментальные. Методическими называются такие, причиной которых является самый метод измерения, т. е. эти погрешности не могут быть устра- нены тщательным изготовлением и регулировкой прибора. Инструментальными — такие, которые зависят от качества изго- товления прибора, материала деталей и узлов прибора и тому подоб- ных причин. Погрешностью или поправкой мы будем называть разность между истинным значением измеряемой величины и показанием прибора. Для того чтобы по показанию прибора определить истинно?- значение измеряемой величины, нужно к показанию алгебраически прибавить поправку. В дальнейшем мы будем придерживаться следующего порядка изложения: вначале будем рассматривать устройство и теорию при- боров, затем методические погрешности, далее конструкцию прибо- ров, инструментальные погрешности, наконец, монтаж, проверку и. эксплоатацию прибора на самолете. * Требования, предъявленные к авиаприборам американскими ВВС, еще более жесткие (см. статью „Конструктивное рассмотрение авиационных при- боров с точки зрения требований военной службы". „Desigh Considerations in Aircraft .instruments to Meet war st rwice". Savage and Whitenton. Transactions of the American Jnstitute of Electrical Engineers. Том 63, 1944 г).
Глава I УКАЗАТЕЛЬ СКОРОСТИ (ВОЗДУШНОЙ) § 5. Основы теории прибора Устройство указателя скорости основывается на явлении, опре- деляемом теоремой Д. Бернулли *. Эта теорема математически может быть записана так: _ А , I 2g I 2^- (1) Мы полагаем, что нивелирная высота Z одинакова в левой и пра- вой частях уравнения, а поэтому ее опускаем. Кроме того, считаем, что воздух, обтекающий приемник указателя скорости, несжимаем и про- весе обтекания изоплеричен. Вследствие этого мы можем считать Т=7 , а поэтому значок у весовой плотности 7 опущен. Выясним устройство указателя скорости (рис. 7). Сн состоит из трех основных частей: приемника 1 и 2, носящего название трубки или приемника Пито* **, трубопровода 3 и индикатора 4, являющегося Рис. 7. Схема принципа действия указателя воздушной скорости: 1—нифер; 2—динамическая трубка; 3—трубопровод; 4—индикатор. * Даниил 'Бернулли (1700—1788)—выдающийся швейцарский мате- матик н физик. ** Пито (1695—1771)—французский математик и инженер-гидравлик. 14
чувствительным диференциальным манометром. Приемник в свою очередь состоит из двух частей: динамической трубки 2 и статиче- ской трубки 1 или нифера. При помощи трубопроводов 3 динамическая трубка соединяется с чувствительным элементом диференциального манометра, а нифер — с полостью корпуса манометра. Динамическая трубка спереди от- крыта, нифер же закрыт, но сбоку имеет отверстия, соединяющие его с наружной атмосферой. Пусть приемник Пито установлен в потоке воздуха так, как это показано на рис. 7. Обозначим давление в потоке рл , а скорость "У,- Посмотрим, чему равно давление внутри нифера, а следовательно, в полости корпуса индикатора. Очевидно, что это давление будет равно Р\, так как при давлении внутри нифера, отличном от давле- ния в потоке, выравнивание давлений сможет произойти через боко- вые отверстия. Таким образом при помощи нифера мы получим в полости кор- пуса индикатора давление, равнее давлению в потоке. Давление это называется статическим. Определим теперь, чему будет равно давле- ние в динамической трубке. Поток, набегающий на трубку, тормозит- ся в трубке и скорость его в ней равна нулю ( а = 0). Давление внутри трубки сможет быть определено из уравнения (1): Отсюда видно, что давление р2, носящее название динамиче- ского, больше, нежели р, , т. е. давление внутри чувствительного элемента будет больше давления в полости корпуса индикатора. Вследствие этого перепада давлений, чувствительный элемент (ко- робка Види *) деформируется. Эта деформация при помощи мульти- плицирующего механизма передается на стрелку индикатора. Оче- видно, что угол поворота стрелки является функцией скорости потока с'! , (2) 2g поэтому шкала прибора разградуирована в км/час при весовой плот- ности воздуха Y — 1,225 кг/м3, т. е. плотности, соответствующей дав- лению 760 мм рт. ст., и температуре / = -]-15оС. Уравнение (2) обычно пишется в несколько ином видб. Полагая рг—и опуская значок у V (так как = 0), имеем: -2g- (3) Большей частью перепад Др, получаемый от приемника Пито, v V- у не в точности равен величине - , носящей название динамиче- __________ 2g * В и д и—французский инженер, . изобретатель анероидного барометра, предложенного им в 18 Й г. 15
ского напора. Приемник имеет свой коэфициент, учитывающий это неравенство. Уравнение (3) окончательно принимает вид: где Е — коэфициент приемника *. Этот коэфициеит обычно не- сколько отличается от единицы и колеблется от 0,98 до 1,02. Объя- сняется это неточностью изготовления приемника. Для современных больших скоростей полета нельзя считать воз- дух несжимаемым. Поэтому в уравнении Бернулли не следует опу- скать значок у у. Кроме того, процесс сжатия можно считать в при- емнике Пито близким к адиабатическому. Учитывая сказанное, мы, вместо уравнения (2), получим: ( Р- Р1 \ \ la Tfi М-1 2g ’ 1 где k— показатель адиабаты, равный 1,4. Известно, что при адиабатическом процессе отношение 'Подставляя это значение-в уравнение (2 ’), получим: Г Рз / Pi \4- А 1 * _ v* — I — I й —'------ ,—. — — или 71 \ А / 7i М-1 2g ___k Г р, / р2 \t-l_ _р, k— 1 7i \ Pi / 7i _Pv____L Г/_^з 7. k-1 [\ px / 2gf * Далее + i 14, 2g к P, Pi и, опуская значок у 'О Рг-P^Pi у- 7, (k—1) 2g Pi k к k~l — 1 (4 ’) + 1 где Pi и Ti — статическое давление и весовая плотность воздуха в слое полета. Перепад, получаемый по формуле (4 *)» больше перепада, полу- чаемого по формуле (4). Таким образом прибор, разградуированный по формуле (4), даст завышенные показания. • Коэфициентом t приемника Пито называется отношение теоретического скоростного напора, вычисленного по формуле для данных условий, к факти- ческому скоростному напору, полученному через приемник. 16
Для скоростей в 100 км/час эта погрешность, выраженная в еди- ницах давления, не превышает 0,2%, при скорости 400 км/час она равна, примерно, 2,5%, а при скорости 1000 км/час она дости- гает 15,1 %. В единицах скорости эта погрешность будет равна соответствен- но: 0,1%, 1,2% И 6,6%. Вследствие этого современные указатели скорости градуируются по формуле (4 ')• Рис. 8. График зависимости скоростного напора от скорости самолета: 1—без учета и 2—с учетом адиабатического сжа- тия воздуха. Графики зависимости скорости от давления, рассчитанные по фор- мулам (4) и (4 '), даны на рис. 8. 4 § 6. Методические погрешности указателя скорости Из уравнения (4) вытекает, что перепад кр является функцией двух переменных; 7 и V, следовательно, точные показания прибор будет давать только при одном значении весовой плотности, для кото- рого и рассчитан прибор ( 7 = 1,225 кг/м3). При 7 , отличном от исходного значения, показания прибора будут обладать погрешно- стью. Очевидно, что эта погрешность будет методической. 2 2. Г. О. Фридлендер и С. А. Майоров. 17
Для того чтобы определить истинную воздушную скорость по показанию указателя скорости, надо знать плотность воздуха в слое лолста. Действительно, показание прибора найдется из уравнения (4) 2g Ар где 1>е — показание прибора, a — расчетная весовая плотность. Истинная воздушная скорость на высоте Н будет равна: 17/ / 2£ДР \ Ь^н где — истинная воздушная скорость, a f/y — весовая плотность на высоте Н. Деля 1)н на 1'0, получим: Vh — ^о\ • (5) V Так как весовая плотность зависит от давления и температуры, то заменим отношение —соответствующими выражениями и _£oJ2l, 10 RT.’ ‘ RTh T/у РнТ. где рй и То— расчетные давление и абсолютная температура, т. е. 760 мм рт. ст. и 288°К. рн И Тн — давление и абсолютная темпера- тура в слое полета на высоте Н, a R — газовая постоянная. Подстав- ляя значение Jo. Тн в уравнение (5), получим: Ро Тн Тор„ т. е. истинная воздушная скорость 1'ц. равна показанию прибора Vo, умноженному на радикал: / Ро Тн Тпрн Величина погрешности А — Vv = 1'0 \ / — v„ V Л) Рн или Д <v — V Ро Тн__ _ ! Тйрн Величина вяздуха весьма значительна. методической погрешности от изменения плотности 1*
Для различных высот относительная погрешность указателя ско- рости выражается, примерно, следующими значениями: Нм 2000 4000 5000 6000 8000 9000 10000 V 5 22 29 36 53 6] 72 Учет этой погрешности в полете производится при помощи нави- гационной линейки. До 1930 г. учет методических погрешностей проводился добавле- нием к показанию указателя скорости некоторого процента, завися- щего от высоты полета. Такого рода поправки были неточны. Примерно в 1929—1930 годах в СССР были разработаны номо- граммы для учета этой же погрешности. Пользование этими номограм- мами требовало известных навыков. Для облегчения этой задачи штурманом авиации Черноморского флота Л. С. Поповым была разра- ботана навигационная линейка, в дальнейшем усовершенствованная. Для скоростей, превышающих 400 км/час, когда формула (4) дает значительные погрешности, величина методической погрешности должна быть определена из формулы (4 ’) Обозначая р2—Pi~^P> . /2gpok\( &р . Д*--1. 1 имеем: v0 ~ \/ ---— | — - Т11 * * V 7о(Л~1)1Д Ро / vH / 2g рн k V 7н(Л-1) Деля второе равенство на первое и имея в виду, что if, _Р<- RT, получим:
§ 7, Конструкция указателя скорости Указатель воздушной скорости самолета состоит из приемника Пито, трубопроводов и индикатора. Рассмотрим, как конструктивно оформлены основные элементы указателя воздушной скорости. Приемник Пито В конструкции приемника Пито (рис. 9) должны быть учтены следующие требования: * а) коэфициент приемника не должен отличаться от единицы больше чем на 0,02; б) конструкция его должна быть такой, чтобы при массовом изготовлении не требовалась индивидуальная тарировка каждого приемника; в) приемник должен быть нечувствительным к сносу или изме- нению угла атаки в пределах +15°; г) приемник должен иметь малое лобовое сопротивление; д) монтаж приемника должен быть прост; е) конструкция его должна быть такой, чтобы при плохих атмос- ферных условиях он не отказывал в работе; ж) он должен быть достаточно прочным. 20
Описание конструкции современного приемника Пито нами при- водится ниже. Приемник указателя скорости (рис. 10) состоит из двух частей; динамической и статической. Динамическая часть приемника Пито тостоит из латунной дина- мической трубки, имеющей в своей приемной части впаянное дно, а сбоку выфрезерованный паз. Рис- 10. Приемник Пито в разрезе: 1—динамическая камера; 2—динамическая трубка; 3—съемная го- ловка; 4—обмотка электрообогрева; 5—статическая камера; 6—ста- тическая трубка; 7—внешнее контактное кольцо; 8—внутреннее кон- тактное кольцо; 9—изоляционная втулка; 10—токонесущие провод- ники; 11—трубки электропроводок; 12—электропроводник; 13—вы- ключатель. Попадающие в динамическую камеру механические частицы осаждаются на стенках и дне камеры. Тем самым динамическая труб- ка предохраняется от засорения. Динамическая трубка 2 проходит вдоль всего приемника и заканчивается штуцером. Статическая часть приемника состоит из статической камеры 5 и статической трубки 6. Статическая трубка впаяна в дно статической камеры и заканчивается штуцером. С внешней атмосферой статическая камера сообщается через две щели. Чтобы в нифере создавалось давление, соответствующее атмос- ферному давлению в слое полета, боковые щели должны быть распо- ложены на определенном расстоянии от носка приемника Пито. Не- однократными опытами установлено, что для выполнения этого тре- бования. щели ^татической камеры следует удалять от носка прием- ника на расстояние, равное 4—5 диаметрам приемника. В кожухе дина- мической камеры приемника Пито предусмотрено три капиллярных отверстия для удаления попавшей в него влаги. В кожухе динамической камеры приемника Пито предусмотрены три капиллярных отверстия для удаления попавшей в него влаги. В связи с введением в конструкцию приемника отверстий для выпуска влаги некоторая часть полного давления теряется, поэтому щели статической камеры располагают несколько ближе к носку труб- ки, чем создается некоторое понижение давления и компенсируется указанная погрешность. 21
С помощью алюминиевого трубопровода и дюритового шланга, динамическая трубка Пито соединяется с коробкой Види индикатора. Нифер соединяется с внутренней полостью герметического корпуса. Для борьбы с обледенением, приемник Пито снабжен электро- •богревом. Обогревательное устройство состоит из нихромовой про- волоки, навитой между двух слюдяных трубок. Слюда помещается между двумя латунными трубками. На концах обогревательного устройства имеются два латунных кольца, предназначенные для присоединения обогревательного уст- ройства к контактным кольцам 7 и 8. Последние соединяются с элек- тропроводниками. Токоподводящие проводники для предохранения их от замыкания на корпус изолированы кембриковой трубкой (хлоп- чато-бумажная изоляция, пропитанная теплостойким лаком). Электрообогреватель работает от бортовой электросети самолета и включается по усмотрению летчика при помощи выключателя. При выходе из строя, обогревательное устройство легко может быть заменено на новое. С этой целью наконечник приемника отвинчивается, а элемент обогрева снимается. Вставляется новый элемент обогрева и наконеч- ник приемника Пито завинчивается иа прежнее место. При выполне- нии этой операции необходимо следить за тем, чтобы был надежным контакт между контактными кольцами и элементом обогрева. Индикатор Индикатор указателя воздушной скорости представляет собой металлический диференциальный манометр. Шкала прибора тари- руется в единицах скорости. Индикаторы указателя воздушной скорости в настоящее время изготовляются двух модификаций: Однострелочные указатели скорости с диапазоном показаний •т 50 до 350 км/час. Однострелочные указатели скорости с затухающей шкалой (с диапазоном показаний от 80 до 800 км/час, и до 1000 км/час). Указатель скорости УС-350 Индикатор указателя скорости УС-350 (рис. 11) состоит из кор- пуса, внутри которого помещаются: упругая металлическая гофриро- ванная коробка Види и передаточный механизм. Коробка Види представляет собой полую круглую коробку, спа- янную из двух гофрированных мембран. Центры мембран коробок делаются жесткими. Одним жестким центром коробка крепится к не- подвижному основанию механизма прибора. Ко второму жесткому центру коробки Види присоединяется передаточный мультиплицирую- щий механизм. Этот механизм предназначен для передачи хода ко- робки Види на стрелку^ причем незначительное перемещение жесткого центра он увеличивает во много раз и преобразует линейное переме- щение центра коробки Види, в угловые перемещения стрелки. Под действием разности давлений в динамической и статической трубках приемника Пито, коробка Види 1 (рис. 12) деформируется 22
и перемещает припаянную к жесткому центру коробки стойку. Дви- жение стойки через тягу передается валику 4. Валик 4, поворачиваясь Рис, 11. Общий вид указателя скорости со шкалой до 350 км/час. в центрах 1, вращает сектор 6. Сектор вращает трибку и стрелку, по которой производится отсчет величины воздушной скорости. Люфты Рис. 12. Механизм УС-350. 1 —коробка Види;4—валик; 5—центр; 6- сектор. в паводковом механизме выбираются волоском. Корпус прибора дол- кен быть герметичным. 23
Указатель скорости с затухающей шкалой Вследствие того, что между скоростью самолета и аэродинамиче- ским давлением существует квадратичная зависимость, расстояние между двумя соседними делениями на первых участках шкалы меньже. зем на конечных. Рис. 13. Общий вид указателя скорости с затухающей пи алой. Слишком мелкие деления на первой части шкалы затрудняют отсчет показаний. Точное же знание посадочных скоростей очень важно при пилотировании самолета. Поэтому в настоящее время в авиации применяется прибор, который дает наиболее четкие пока- зания на посадочных скорос'тях. Градуировка шкалы выполнена с таким расчетом, чтобы деле- ния были более крупными в интервале посадочных скоростей и менее крупными на остальных точках шкалы (рис. 13). Такой прибор назы- вается указателем скорости с затухающей шкалой. Затухающий характер шкалы позволяет уверенно пользоваться измерителем на взлетных и посадочных скоростях, при достаточно «большом диапазоне измерения скоростей. Описанная выш? градуировка шкалы достигается применением мембранной коробки специальной конструкции. Чувствительный элемент прибора — мембранная коробка (рис. 14) (составлена из трех мембран: нижней 1, средней 2 и верхней 3. Ниж- няя и средняя мембраны образуют замкнутую полость, соединяемую через трубопоовод с динамической трубой приемника Пито. К средней мембране, обладающей чувствительностью, прикреп- лен жесткий центр коробки. Перемещение жесткого центра иембран- 24
-гой коробки сообщается на стрелку прибора через шарнирный пере- даточный механизм. Изменение давления вызывает деформацию нижней и средней мембран до определенной величины, после чего средняя мембрана доходит до верхней. Таким образом, на малых скоростях работают две мембраны 1 и 2 как у обычного указателя скорости. При больших скоростях полета (свыше 250—350 км/час) средняя мембрана упи- рается в мембрану 3 и в работе начинают участвовать уже все три Рис. 14. Устройство коробки Види указа- теля скорости с затухающей шкалой: 1—нижняя мембрана; 2—средняя мембрана; 3—верхняя мембрана; 4—стойка; 6—крю- чок; 7—ограничитель. мембраны. В этсм случае изменение прогиба коробки под действием определенного изменения разности давлений будет меньшим, нежели в том случае, когда то же изменение разности давлений вызывала деформацию только двух мембран. Ограничение хода стрелки производится при помощи скобы 7, упирающейся в крючок 6. Этот крючок не позволяет мембране 2 при обратном ходе перемещаться за нейтральное положение. Вместе с тем устраняются неопределенные колебания стрелки близ нулевого положения при малых скоростях. На переходной оси прибооа укреплена температурная биметал- лическая компенсация второго рода, компенсирующая изменение упру- гости мембран с изменением температуры (см. §§ 9 и 10). С прием- ником Пито прибор соединяется посредством двух штуцеров. Шкала прибора неравномерная и градуируется для каждого при- бора индивидуально. Числа на шкале, умноженные на 10, указывают скорость в км/час. § 8. Развитие конструкции указателя скорости 1 Развитие указателей воздушной скорости следовало непосред- ственно за прогрессом в авиации. А. В своем первом полете Орвилл Райт * пользовался анемомет- ром Ришара для измерения скорости воздушного потока, чтобы полу- * Орвилл Райт (родился в 1871 году)—изобретатель аэроплана, скон- струировал первый аэроплан 7 декабря 1933 и продержался в воздухе 53 сек 25
чить данные для проверки расчета пропеллера. Скорость была опре- делена по показаниям анемометра и времени полета, измеренному секундомером. Не задолго до первой мировой войны в Англии появились ука- затели скорости, в виде жидкостного манометра с приемником Пито. В то же время в Германии появился анемотахометр с полушариями Робинзона (см. § 16), а во Франции и Италии — указатели с пла-- стинкой, отклоняющейся под действием давления воздушного потока, •втекающего самолет. Жидкостный манометрический указатель, вследствие малой проч- ности, больших размеров, чувствительности к ускорениям, был заме- нен механическим манометром с неметаллической мембраной (из резины или пропитанного специальным составом шелка). В то же время в Германии и Франции проводились работы с ука- зателем скорости с трубкой Вентури. ( О трубке Вентури см. ниже). Установка трубок Вентури позволяла получать большие разности давлений и поэтому стало возможным применение металлических мембран. В Соединенных Штатах Америки большим распространением нользовался приемник типа Пито-Вентури. За годы первой мировой войны было внесено много изменений в методике измерения воздуш- ной скорости. Главное изменение заключалось в замене трубки Вен- тури приемником Пито. На эту замену повлиял целый ряд причин. Наиболее важной из них является необходимость выдерживать чрезвычайно жесткие до- пуски при изготовлении трубок Вентури, так как в противном случае коэфициенты их значительно отличались друг от друга. Вследствие этого приходилось тарировать приборы для каждой трубки отдельно и, следовательно, они были невзаимозаменяемы. Другой причиной, повлиявшей на вытеснение трубки Вентури, явилось усовершенствование указателей скорости с металлической мембраной, что значительно упростило проблему измерения малых перепадов. Не менее важным фактором явилось и то обстоятельство, что даже самые малые количества льда, не оказывающие влияния на при- емник Пито, вызывали серьезные погрешности в показаниях прибора с трубкой Вентури. Все же до последнего времени некоторые ино- етранные фирмы выпускали указатели скорости с приемником Вентури. Б. Современные американские приборы фирмы Kollsman имеют чувствительную часть, состоящую из двойной коробки Види. Оцифровка шкалы выполнена в милях/час. Второй вариант указателя скорости отличается лишь тем, что в конструкцию прибора введена дополнительная вращающаяся шкала, помещенная под основную шкалу. Эта система заимствована у высото- меров Германской фирмы Fuess (рис. 15). На подвижной шкале имеется оцифровка от 0 до 6. Когда стрелка находится на первом обороте, т. е. в диапазоне от 0 до 100 миль/час, в окне основной шкалы видна цифра 0. При переходе стрелки на вто- рой оборот, в окне устанавливается цифра 1, т. е. отсчет десятков и единиц миль/час определяется по стрелке и основной шкале, а коли- 36
честно сотен миль/час определяется по дополнительной шкале. Точ- несть отсчета +1 миля/час. Некоторые фирмы изготовляли указатели воздушной скорости с оцифровкой показаний на двух концентрических окружностях. 1 акис шкалы получаются за счет большого хода чувствительного элемента. Двухоборотные шкалы позволяют получить большую точность от- счета. Рис. 15. Общий вид высотомера фир- мы „Fuess". Основным недостатком следует считать возможность ошибки при отсчете, в результате перепутывания шкал, что особенно опасно в сле- пом полете. В. Кинематическая схема указателя скорости фирмы Pioneer изображена на рис. 16. Для удобства пользования прибором американская фирма Pioneer изготовляет указатели скорости с отметкой на шкале (или стекле) различных режимов полета: красный индекс указы- вает критическую скорость, зеленый индекс — взлетную скорость, желтый индекс — максимальную скорость горизонтального полета, белый индекс — максимальную скорость крутого спуска. Г. На некоторых немецких самолетах (как, например, Ю-52/3 м) в цепь обогрева приемника Пито включено специальное электромаг нитное реле — блинкер, контролирующее исправность обогрева. Обмотка блинкера (сериесная) включена последовательно в цепь обогрева. Если цепь электрообогрева исправна (при включенном обо- греве), в окошке блинкера появляются белые риски. Д. На некоторых иностранных самолетах встречаются указатели скорости, работающие не от приемника Пито, а от трубки Вентури. Простейшая трубка Вентури состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных друг с другом меньшими основаниями. В наи- меньшем сечении трубки имеется кольцевая щель, соединенная через трубопровод с прибором. 27
Устанавливается трубка во встречном потоке воздуха, коротким конусом вперед. Трубка Вентури создает в корпусе прибора разре- жение, значительно большее, нежели величина скоростного напора. Отношение величины создаваемого < трубкой Вентури разрежения к величине скоростного напора называется коэфициентом трубки Веитури. Это отношение может достигать 20 и даже больше. . Рис. 16. Кинематическая схема указателя скорости фирмы „Pioneer**. Поэтому указатели скорости, работающие от приемника Нито, не могут быть установлены на самолет, где приемником указателя скорости является трубка Вентури, и наоборот. Так как тарировочные данные указателей скорости, работающих от приемника Пито, сильно отличаются от тарировочных данных ука- зателей скорости, работающих от трубок Вентури, то нельзя пользо- ваться имеющимися таблицами аэродинамического давления для про- верки указателей скорости, работающих от трубок Вентури. В производстве и при эксплоатации указателей скорости на само- лете это обстоятельство вызывает большие неудобства. По конструкции индикатор указателя скорости с трубкой Вен тури не отличается от описанных выше. В развитии отечественных указателей скорости можно отметить те же этапы развития и совершенствования конструкций. Е. Первый отечественный указатель скорости (рис. 17) пред- ставлял из себя алюминиевыи корпус, внутреннее пространство кото- рого было разделено мембраной на две изолированные полости. Наиболее распространенными материалами для таких мембран был пропитанный специальным составом шелк. Шелковая мембрана 28 • I
служила только для передачи нагрузки на плоскую пружину, которая и представляла собой упругий элемент. Одна из полостей корпуса соединялась с динамической камерой приемника Пито, вторая полость — с нифером. Вместо шелка в 1930—31 гг. мембрана изготовлялась из резины Передача движения центра мембраны на стрелку осуществлялась поводковым механизмом. Рис. 17. Первый отечественный ука- затель скорости. Основными недостатками конструкции являлись: недолговечность шелковой мембраны, отказ в работе при полете при низких темпера- турах, а также значительные габариты. Ж Следующей модификацией указателя скорости был прибор с металлической коробкой Види (рис. 18), изготовляемой сначала из нейзильбера, а в дальнейшем из фосфористой бронзы. Компактное оформление поводкового механизма позволило впи- сать внутреннее устройство указателя скорости в стандартный размер корпуса диаметром 80 мм. В зависимости от типа и назначения самолета, указатели скоро- сти изготовлялись с диапазоном измерения до 200, 400 и 600 км/час. В отличие от других, указатель скорости со' шкалой до 200 км/час, в целях предохранения коробки Види от чрезмерной де- формации, возникающей при больших скоростях полета, имел специ- альный упор. Изменение диапазона показаний достигалось соответствующим подбором коробки Види и регулировкой механизма. Большое распространение получили бакелитовые корпуса при- боров. Такие корпуса дешевы, легки по весу и ие подвергаются кор- розии. 3. Наиболее совершенным отечественным прибором, измеряю- щим скорость самолета относительно воздуха, являлся двухстрелоч- ный указатель скорости (рис. 19). Автором его является М. Г. Элькинд. 29
Чувствительным элементом двухстрелочного указателя скорости (рис. 20) являются две коробки Види, соединенные между собой таким образом, что внутренние полости их сообщаются. Такая кои Рис. 18. Общий вид указателя скорости с металлической коробкой Види. струкция чувствительной части обеспечивает большой ход, сравни- тельно с ходом одной коробки. Рис. 19. Общий вид двухстрелочного указатели скорости. •30
Рис. 20. Механизм двухстрелочного указателя скорости. 1—тяга; 2—переходная ось с температурной компенсацией 2-го рода; 3—сектор; 4—трибка; 5—6 передаточные шестерни; 7 —трибка большая; 8—трибка малая; 9—аитилюфтовый волосок; 10—кольцо основания; 1 1 —ролик; 12—стрелки; 13—маг- нит; 14—поводок; 16—статический трубопровод; 17—динамический трубопровод. Схема механизма изображена на рис. 20. Жесткий центр верхней коробки Види при помощи тяжка 1 шарнирно соединен с валиком 2 зубчатого сектора 3. Сектор сцеплен с трибкой 4. На оси трибки помещены две шестерни 5 и 6, сцепленные с шестернями 7 и 8, и анти- лифтовый волосок 9. Шестерня 7 вращается в десять раз быстрее шестерни 8, укрепленной на полой оси 18. Следовательно, и большая стрелка вращается в десять раз быстрее малой стрелки. 31
Чтобы в нулевом положении стрелки строго совпадали друг с дру- гом, применяется постоянный магнит 13, притягивающий железный палец 14, сидящий иа оси трибки 4. Только при скорости порядка 60 км/час, в коробках Види развивается усилие, достаточное для того, чтобы оторвать палец 14 от магнита 13. Далее прибор работает нормально. Для того чтобы ход коробок был пропорциональным изменению скорости самолета, т. е. шкала была равномерной, применяется плоская пружина с переменной упругостью, противодействующая движению жесткого центра коробки Види. Переменная упругость достигается при помощи винтов, образующих ступенчатое лекало, на которое ложится пружина при своем изгибе. Для уменьшения трения и повышения срока службы прибора все оси опираются на агатовые подшипники. Механизм прибора заключается в стандартный корпус диамет- ром 80 мм. Прибор описанной конструкции рассчитан на измерение скоро- стей до 1000 км/час. (рис. 19). И. Механизмы указателей скорости, как правило, конструктивно выполняются в виде поводковых или кривошипно-шатунных устройств. Поводковый механизм не имеет жесткой связи во всех своих звеньях, тогда как кривошипный механизм имеет жесткую связь в виде шарниров. Данные эксплоатации показывают, что приборы, имеющие меха- низмы с жесткой связью, ведут себя более устойчиво и обладают боль- шим постоянством показаний. В последнее время конструктивно разработан стандартный уни- фицированный механизм (рис. 21). Перемещение жесткого центра мембранной коробки передается через тягу 4 и кривошип переходной оси 6. Одновременно с переход- ной осью поворачивается сектор 9, находящийся в постоянном зацеп- лении с трибкой. Люфты выбираются волоском 10. Стрелка прибора насаживается на ось трибки. Такой механизм с незначительными изменениями применяется в следующих приборах: указателях скорости, вариометрах до 10 и до 30 м/сек., гидростатическом бензиномере постоянного действия и мано- вакууметре. К. До 1937 г. приемник Пито изготовлялся из отдельных трубок, статической и динамической, соединенных между собой кронштейном. В 1939 году статическая и динамическая трубки были объединены в одном корпусе (см. рис. 9). В 1944 г. успешно прошел испытания приемник Пито с отвер- стиями вместо щелей для нифера (рис. 22). Такой приемник имеет меньшую, по сравнению с другими, чув- ствительность к изменению угла атаки и к неточности установки его гри монтаже. Л. Некоторые фирмы заграницей изготовляли приемники Пито, самоориентирующиеся в потоке воздуха, при помощи флюгерного устройства. Перепад, воспринимаемый приемником Пито такого типа, не зависит от изменения угла атаки и аэродинамического сноса. 32
В связи со сложностью конструкции самоориентирующийся приемник Пито распространения не получил. Рис- 21. Унифицированный механизм мембранных приборов: 1—мембранная коробка; 2—стойка жесткого цент- ра; 3—скоба ограничителя; 4—тяга; 5—стойка ог- раничителя; 6—ось переходная; 7—стопорный винт; 8—стойка основания; 9—сектор; 10—анти- люфтовый волосок; 11—ось трибки; 12—кольцо основания; 13—основание механизма; 14—трубо- провод; 15—штуцер для соединения с приемником Пито. Рис. 22. Приемник Пито. § 9. Инструментальные погрешности указателя скорости Инструментальные погрешности бывают следующих видов. 1) шкаловые, 2) от затираний, 3) от люфтов, 4) от неуравновешен- ности деталей передаточного механизма и 5) температурные. 3 Г. О. Фридлендер и С. А. Майоров. 33
1) Ш каловыми погрешностями называются погрешно- сти регулировки механизма и разметки шкалы, т. . е. несоответствия угла поворота стрелки делениям шкалы. Зависимость между ходом коробки и углом поворота стрелки в указателе скорости со стандартным механизмом, практически ли- нейна. Действительно, так как длина тяжка велика по сравнению с плечом зубчатого сектора, то можно считать, что угол поворота зуб- чатого сектора пропорционален арксинусу хода коробки (или ход Рис. 23. Схема работы механиз- мов указателя скорости. коробки пропорционален синусу угла поворота зубчатого сектора). Угол поворота зубчатого сектора не превосходит обычно 2(F; синус угла в 20 мало отличается от самого угла. Вследствие этого можно положить, что угол поворота зубчатого сектора, а, следовательно, и угол поворота стрелки, пропорционален ходу коробки и передача практически линейна. Погрешность такого допущения найдется из следующих рассуждений. Пусть максимальный угол поворота зубча- того сектора равен я (рис. 23). Ход коробки, при отклонении зубча- того сектора на угол а от среднего положения, равен k sin а, где k — коэфициент пропорциональности. Приближенный ход, очевидно, равен ka. Абсолютная максимальная погрешность от такого приближения будет /k (sin я—я)', где я= 20°. Абсолютное значение относительной погрешности, отнесенной ко всему ходу коробки Види в %, будет A; (sin я—а) ]00__ । k sin я ^ПК °-- -100 sin о. = 2<>/0. Отсюда видно, что наше допущение вполне справедливо. 2) Погрешности от затираний являются следствием относительно большого трения между поводками или в шарнирных соединениях, в цапфах осей сектора и трибки и зубчатом зацеплении (так называемый плохой ангренаж). Обнаруживается затирание> при
постукивании по прибору. При наличии затирания стрелка прибора от постукивания смещается. Угол смещения стрелки и есть погреш- ность от затирания, так как до смещения стрелка давала показание, отличное от истинного. 3) Погрешность от люфта объясняется слабостью анти- люфтового волоска. При постукивании стрелка останавливается в раз- личных положениях внутри небольшого диапазона, определяемого люфтом в шарнирных соединениях и зубчатом зацеплении. 4) Н еуравновешенность деталей передаточ- ного механизма может вызвать изменение показания прн наклоне прибора и колебания стрелки при вибрации. 5) Температурными инструментальными по- грешностями называются погрешности, возникающие вследствие работы прибора при температурах, отличных от той, при которой производилась тарировка прибора, которая, обычно, производится при температуре от —f-15 до 4'25°С. Работа же приборов может иметь место, как указывалось выше, в диапазоне от —60 до -|-50оС. Расчет показал, что изменение длин деталей передаточного меха- низма от изменения температуры практически не влияет на показание прибора. Погрешности, вызванные этими изменениями, столь малы, что ими можно принебречь. Причиной же температурных погрешностей является изменение модуля упругости чувствительного элемента (коробки Види) от изме- нения температуры. Особенностью этой температурной погрешности является уве- личение этой погрешности с увеличением нагрузки. Действительно, зависимость хода коробки Види от нагрузки можно приближенно выразить следующим образом: ' (6) Z. * где h— ход коробки Види; Е— модуль упругости и р — перепад давлений. Известно, что модуль упругости внутри диапазона температур от —60 до j '50°C может быть с достаточной точностью выражен как линейная функция температуры: Е-Е^-ЬТ, где Ео — расчетное значение модуля упругости при Т = 0; Ь— коэфициент пропорциональности и 7— абсолютная температура в градусах Кельвина. Подставляя это значение Е в уравнение (6), имеем: Л = —Ц—~ Et — bT 3* 35
Возьмем полную производную от Л по Т (полагая >/(р) вели- чиной постоянной), имеем: dh _ bf(p) dT ~ (Ей—ЬТу , иди Рис. 24. Зависимость приращения хода коробки Види от изменения температуры. (7) Из уравнения (7) видно, что положительному диференциалу d Т соответствует положительный диференциал dh. Но при нагрузке Р — 0 [при /> = 0 и f(p) — 0]. диференциал хода будет равен нулю, а с увеличением f(p) [ftp] мы рассматриваем как произвольный коэ- фициент] этот диференциал хода тоже будет расти. Этот же вывод можно получить из следующих рассуждений. С увеличением температуры уменьшается модуль упругости, а следо- вательно, увеличивается прогиб мембраны (увеличивается деформация коробки Види) при постоянной нагрузке. В том случае, когда нагрузка равна нулю, и прогиб мембраны равен нулю; следовательно, измене- ние модуля упругости от изменения температуры никак не скажется на положении мембраны. Зависимость приращения хода коробкн Види от f {р} для заданного изменения температуры может быть приближенно выражена графиком на рис. 24. § 10. Компенсация температурных погрешностей Рассмотрим теперь методы компенсации этой погрешности. Мы знаем, что с увеличением температуры уменьшается модуль упруго- сти, увеличивается прогиб мембраны, а следовательно, увеличивается угол поворота стрелки прибора. Чем выше температура, тем больше будет угол поворота стрелки. Это увеличение угла поворота стрелки при одной и той же нагрузке можно рассматривать, как увеличение 36
передаточного числа механизма. Очевидно, что для компенсации этой погрешности, т. е. для уменьшения угла поворота стрелки, достаточно соответственно уменьшить передаточное число механизма при увгли ченни температуры. Посмотрим, как это выполняется. Для уменьшения передаточного числа достаточно увеличить плечо зубчатого сектора (ведомое плечо), причем это увеличение должно соответствовать увели- чению температуры: чем выше температура, тем большим должно стать плечо. Очевидно, что при уменьшении температуры должно иметь место, соответствующее уменьшению плеча. Рис. 25. Переходная ось с биметаллической пластинкой температурной компенсация второго рода: 1—инвар; 2—сталь. Изменение длины плеча выполняется при помощи, так назы- ваемой, биметаллической пластинки. Сущность работы биметалличе- ском пластинки заключается в следующем. Биметаллическая пластин- ка состоит из двух сваренных (или сплавленных, реже спаянных) пла- стинок с разными коэфициентами линейного расширения. Естествен- но, что при изменении температуры пластинка изогнется, — при повы- шении температуры металл с большим коэфициеитом линейного расширения будет находиться с выпуклой стороны пластинки, при понижении температуры — наоборот *. Устройство плеча видно на рисунке 25. На рисунке дан вид плеча сверху (рис. 23). Биметаллическая пластинка состоит из инвара 1 и стали 2. Сталь устанавливается со стороны оси зубчатого сектора, инвар — извне. При повышении температуры биметаллическая пла- стинка изгибается во вне, выпуклостью к оси сектора, увеличивая плечо его. Этим уменьшается передаточное число н компенсируется погрешность, возникающая вследствие уменьшения модуля упру- гости. Чем выше температура, тем больше будет погрешность из-за уменьшения модуля упругости, но тем больше будет изгиб биметаллической пластинки и тем меньше будет передаточное число механизма. При понижении температуры действие биметаллической пластинки будет обратным, но это и требуется, так как в этом случае модуль упругости будет увеличиваться. * Расчет прогиба биметаллических пластинок см. журнал „Точная индуст- рия“ № 2 аа 1938 г. Статья С. С. Тихыенева. 37
Следует отметить, что такого рода устройство дает точную ком- пенсацию только для каких-либо двух температур. Для других точек температуры компенсация будет только частичной. Действительно, поворот стрелки прибора можно положить про- порциональным прогибу коробки Види h и обратно пропорциональ- , , h , f(p) ным ведомому плечу сектора I: <f=R--- , но п = J , плечо Z Ей — ЬТ I можно положить равным I — а Т— То) =А + с 7, где То — тем- пература, при которой биметаллическая пластинка прямолинейна. а — расстояние от оси вращения сектора до точки крепления пла- стинки к валику сектора, с — коэфициент пропорциональности (см. упомянутую статью С. С. Тихменева). Если при температуре Ti, <р = k —, а при температуре Тг К , ? = «—-—, то для того, чтобы? Оставалось неизменным, необходимо, 4 Л. п„ чтобы ----- ~------ 4 4 Подставляя значения h и I в это соотношение, получим: & ~ k ftp) (Е°~~Ь Т']<А+С ^-(Eo-bT^iAW T.) = е (E9-b Т2) (£в-bTt) (А +С 7г) (А+с Г,) или (Ео-Ь Т2)(А+с Т^{Ео-Ь Тг){А+с 7,). так как kj(p\ и знаменатель величины конечные. Это уравнение удовлетворяется, очевидно, только при двух Mia- чемиях Тг, т т т с—АЬ когда i $— li и 1 2 ==----------Ji- be Отсюда следует, что точная компенсация, т. е. неизменность значе- ния ?, возможна только при этих двух значениях температуры. Для того чтобы получить полную компенсацию при всех темпе- ратурах, а не только на каких-либо двух, необходимо биметаллическую пластинку поместить не на ведомом плече, а на ведущем. Действитель- но, в этом случае мы можем положить угол 'поворота стрелки пропор- циональным прогибу коробки Види h и длине ведущего плеча т. y~zkh т. Ведущее плечо должно при повышении температуры укорачивать ся (т. е. инвар и сталь должны поменяться местами). Таким обравом т=а—сТ. Для того чтобы ? оставалось неизменным при любых темпера- турах, необходимо, чтобы ?—AAj tnx—kh^m2. 38
Отсюда ^-(0-г7',)= (а-сТл}. Ео—Ы\ Е6—Ь7\ Последнее равенство возможно для любых Т при условии, что с b а Ео Таким образом подбором параметров биметалла’ соответственна длине ведущего плеча и характеристикам коробки Види можно до- стичь полной компенсации температурной инструментальной погреш- ности мембранных приборов. (Все изложенное справедливо в предпо- ложении того, что передаточный механизм дает линейную зависимость между углом поворота стрелки и ходом коробки). Описанные устройства носят название температурной компенсации второго рода. Рассмотрим теперь действие этой компенсации для случая, когда нагрузка на мембраны коробки Види равна нулю, т. е. V — 0. Если угол между ведомым плечом и тяжком, соединяющим центр коробки к Видя с концом биметаллической пластинки, равен — > то изменение длины плеча практически не скажется на положении зубчатого сек- тора (рис. 26). Действительно, так как изменение длины плеча от изменения температуры есть величина малая по сравнению с длиной самого плеча, то, следовательно, и угол поворота тяжка вокруг точки прикрепления его к коробке Види, тоже будет величиной малой, т. е. величина До (где fl — длина плеча) вызовет отклонение тяжка на малый угол ДР. Этот поворот тяжка вызовет, в свою очередь, поворот плеча а, т. е. поворот зубчатого сектора. Величина поворота послед- л Z(l —cos ДВ) . него Да равна, очевидно, отношению----------, где / — дли- fl на тяжка. Так как cos Др можно положить равным единице, то прак- тически поворота зубчатого сектора не будет. На рис. 26 угол ДР не мал (для наглядности), поэтому и Д а ф 0. Таким образом при нулевой нагрузке и перпендикулярном поло- жеияи плеча к тяжку (при этой нулевой нагрузке) изменение темпе- ратуры не вызовет поворота зубчатого сектора и стрелка прибора •станется в своем начальном положении. Но это и требуется. Совершенно иначе будет обстоять дело, когда при нулевой на- грузке плечо а будет расположено к тяжку под углом не равным — (рмс. 27). Хотя в этом случае изменение длины плеча Да тоже вы- зовет малый поворот Др тяжка вокруг точки крепления его к коробке Видя, но поворот плеча зубчатого сектора уже не будет малой велн- 39
чиной второго порядка. Действительно, если угол между плечом <1 и тяжком I равен ф, то । Д О / ль i Д а=------etg ф—------- Д Р COS ф. а а Очевидно, что Да — величина того же порядка малости, что и А'З (когда ф ф )• Отсюда видно, что при наличии температурной Рис. 26. Схема действия темпе- ратурной компенсации второго рода. Рис. 27. Схема действия тем- пературной компенсации второ- я го рода, при , компенсации второго рода и при угле пературы даже при нулевой нагрузке нулевого положения. Для ликвидации этого смещения ф/---- всякое изменение тем- 2 вызовет смещение стрелки от применяется, так называемая, температурная компенсация первого рода. Задача ее заключается в том, чтобы вернуть плечо зубчатого сектора в на- чальное положение. Для этого на жестком центре коробки Види на специальном кронштейне консольно крепится биметаллическая пла- стинка, расположенная параллельно плоскости жесткого центра (рис. 28). К концу пластинки крепится тяжок. Изменение темпера- туры вызывает соответствующий изгиб пластинки кверху или книзу (вдоль тяжка), перемещение тяжка и поворот плеча зубчатого сектора обратно в начальное положение. Если при ненагружснной мембране угол ф>-^~ > то сталь должна стоять со стороны коробки, а инвар — с противоположной. Если же т Ф<С*~~- , то наоборот, инвар должен стоять со стороны коробки, а сталь — с противоположной. 4(1
Следует отметить, что применение температурной компенсации первого рода для указателя скорости необязательно, так как всегда в этом приборе можно удовлетворить требованию, по которому при нулевой скорости плечо зубчатого сектор» должно быть расположено перпендикулярно тяжку. Температурная компенсация второго рода применяется в указа теле скорости с затухающей шкалой. § 11. Регулировка передаточного числа и величины температурных компенсаций Регулировка передаточного числа механизма указателя скорости с «затухающей» шкалой производится изменением длины плеча зуб- чатого сектора (рис. 25). Это изменение производится при помощи винта, отгибающего биметаллическую пластинку, к концу которой шарнирно укрепляется тяжок. Поворот винта по часовой стрелке вызывает увеличение длины плеча, уменьшение передаточного числа. I Ряс. 28. Коробка Види с биметаллической компенсацией пер- вого рода, 41
а следовательно, и уменьшение угла поворота стрелки при одной и той же нагрузке. Поворот винта против часовой стрелки вызывает обратное дей- ствие. Регулировка величины компенсации второго рода производится при помощи перемещения винта в другое отверстие, имеющееся в ва- лике зубчатого сектора (рис. 25). Таких отверстий с винтовой нарез- кой имеется в валике несколько. Чем больше длина части биметалли- ческой пластинки от точки соприкосновения с винтом до точки, к ко- торой крепится тяжок (так называемая активная часть биметалличе- ской пластинки), тем больше изгиб пластинки при одном и том же изменении температуры (гем больше Ай) и следовательно, тем больше величина компенсации. Регулировка величины компенсации первого рода выполняется яри помощи поворота биметаллической пластинки вокруг оси Х—Х (рис. 28). В этом случае изгибание пластинки будет происходить яе кверху или книзу, а под углом к тяжку. ТяЖок будет перемещаться кверху или книзу на величину изгиба, умноженную на косинус угла оворота пластинки. При повороте на угол — действие компенсации выключается. . § 12. Проверка указателя скорости Проверка перед монтажей Качество работы указателя скорости проверяется на заводе- изготовителе, а также перед установкой его на самолет, на самолето- строительном заводе. Кроме того, его необходимо проверять периоди- чески, примерно, через каждые 50 летных часов и в случае, если от летного состава поступит заявление о тех или иных ненормальностях в его работе. Указатель воздушной скорости, выпускаемый с завода-изготови- теля или вышедший из заводского' капитального ремонта, подвергает- ся следующим основным испытаниям: 1. Осмотру по внешнему виду. 2. Проверке герметичности статической и динамической систем 3. Проверке шкаловых погрешностей и гистерезиса при нормаль- ней температуре. 4. Проверке шкаловых погрешностей при положительных и отри- цательных температурах. 5. Проверке работы прибора на разрегулирование от вибрации, виброустойчивость и вибропрочность. 6. Проверке влияния положения прибора на его показания при нормальной температуре. 7. Проверке приемника Пито. Указатель скорости должен допускать перегрузку в динамической системе прибора. Прибору УС-350 сообщается давление, соответ- ствующее 400 км/час, это давление выдерживается в течение 30 минут, а затем плавно понижается до нуля.
Прибору УС-800 сообщается давление, соответствующее 1000 км/час с той же выдержкой и последующим постепенным пони- жением давления. Эти испытания проводятся перед испытанием по пункту 3. На самолетостроительных заводах указатель скорости проверяет- ся только по четырем основным параметрам: а) внешнему виду; б) герметичности статической системы; в) погрешности показаний при нормальной температуре. г) гистерезису прибора. Приемник Пито проверяется по тем же параметрам, что и иа заводе-изготовителе. Условия, при которых производятся испытания или проверка приборов, принято разделять на нормальные и специальные. Специальные условия оговариваются техническими условиями аа проверку каждого прибора. > Под нормальными условиями проверки принято понимать: Температуру воздуха в пределах 4~20 +5°С. Давление, равное 762,8 мм рт. ст. при 20°С (760 Мм рт. ст. при (ГС). Вибрацию с частотой 40 Hz и амплитудой 0,150 мм-для мембран- ных приборов. ; Проверка по внешнему виду При осмотре по внешнему виду проверяется качество стекла, не имеется ли трещин или царапин, ие отлетела ли светящаяся масса, не погнута ли стрелка, нет ли трещин и вмятин на корпусе прибора, не засорились ли штуцеры. Проверка герметичности корпуса Испытание на герметичность корпуса прибора производится на сяециальной установке, состоящей из водяного и ртутного манометров, соединенных параллельно, источника давления и тройника для присое- динения поверяемого прибора (рис. 29). Прибор помещается в гнезде стеллажа. Штуцер статической камеры прибора шлангами соединяет- ся с коллектором. При помощи вакуумнасоса в корпусе прибора соз- дается разрежение, вызывающее отклонение стрелок до максималь- ного показания по шкале прибора. После этого зажимается шланг у штуцера прибора и произ- водятся наблюдение за показаниями. Герметичность статической системы прибора считается нормаль- ней, если уменьшение вакуума от максимального деления шкалы за одну минуту не превышает 15 км/час для УС-350 и 40 км/час — для прибора УС-800. Динамическая система прибора практически должна быть абсо- лютно герметичной. При отсчете показаний необходимо слегка постукивать пальцем но етеклу прибора. 4Й
и о с т е й и гистерезиса при нормальной темпера- Прибор проверяется на установке, описанной ниже. Сущность проверки указателя скорости заключается в сличении пока- заний поверяемых приборов с показаниями комбинированного водя- ного и ртутного манометров, оттарироваиных по аэродинамической таблице. рости: 1—водяной манометр; 2- ртутный манометр; 3—кран- переключатель; 4—поверяемый прибор; 5 и 6—регули- ровочные краиы. Расчет аэродинамической таблицы производится, исходя из сле- дующих соображений. Поскольку плотность воздуха в полете непре- рывно меняется, в зависимости от изменения давления и температуры как у земли, так и на высоте, шкалу тарировочного указателя скоро- ' сти условились рассчитывать по нормальной плотности воздуха у зем- ли, используя константы, принятые в международной стандартной атмосфере. «Международная стандартная атмосфера» это — условный закон изменения давления, температуры, весовой и массовой плотно- сти воздуха в окружающей земной шар атмосфере с изменением вы- соты над уровнем моря. • - 44
основные константы стандартной атмосферы для высоты, равной нулю (на уровне моря), используются также для расчетов некоторых авиационных приборов. Изменения давлений и температуры с высо- той, согласно принятой в СССР международной стандартной атмос- фере, соответствуют среднегодовым данным для северных широт зем- ного шара (40—5(ГЛ/), Константы состояния атмосферы на уровне моря в международ- ной стандартной атмосфере имеют следующие значения: Давление р = 760 мм рт. ст. = 10332,276 [кг/м2]. Температура абсолютная Т288° = 273° 4" 15°С. Весовая плотность воздуха у = 1,2255 [кг/м3]. Массовая плотность воздуха । р= - =0,124966 [кг сек2/м4], g где g— ускорение силы тяжести, равное 9,80665 [м/сек2]. Газовая постоянная R — 29,2708 [м/°С]. Температурный градиент, т — равный 0,0065 [°С/м]. Атмосферный воздух принимается сухим на всех высотах (влаж- ность воздуха не учитывается). Значение ускорения силы тяжести принимается одинаковым на всех высотах и равным стандартному ускорению силы тяжести на уровне моря». Поскольку шкалы указателей скорости градуируются для зна- чений скорости в км/час, необходимо в расчетную формулу (4), где V выражена в м/сек, ввести соответствующий переводной коэфициент •V м'сек.— — —км/час- 3,6 Расчетную формулу зависимости между величиной скоростного напора и скоростью полета можно представить в таком виде: Др=р0[(1+а^-1], (*) где (А-1)40 _ (1,4-1) 0,124966 ° 2 ^р0 3~6« ~ 2 • 1,4-10332,276 • 3,63 = 0,13332 10-6 сек2/мв. После подстановки значения коэфициента а в формулу ( * ) получим в окончательном виде расчетную формулу аэродинамической таблицы Др=р0 [(1-[-0,13332-10-6 <р=)3-5-1[, где йр измеряется в мм вод. ст., а v —в м/сек. В связи с тем, что для тарировки и проверки указателей скоро- сти с диапазонами измерений до 800 и более км/час используются как водяные, так и ртутные манометры, практически целесообразно иметь таблицы зависимости величины скоростного напора от скорости полета, выраженного как в мм вод. ст., так и в мм рт. ст. 45
В приложении № 1 приводится аэродинамическая таблица, со- ставленная для скоростей от 0 до 500 км/час, через каждые 5 км/час и для скоростей от 500 до 1000 км/час через 10 км/час. Скоростной напор в этой таблице, выраженный в мм вод. ст., подсчитан для тем- пературы 4 и 20°С, а выраженный в мм рт. ст., подсчитан для тем- пературы 0 и 20°С. Вычисление значений отдельных граф таблицы производилось по основной расчетной формуле 1. Др 40332,58 [(1+0,13332.10~б г/2)3’5—1] мм вод. ст. при 4°С, где принято, что р, = 760 мм рт. ст. и что 1 мм рт. ст. при (FC равен 13,5955 вод. ст. при 4°С и при стандартной плотности воды, рав- ной 0,999973 г/см3, откуда и вычислено значение ри в мм вод. ст. при 4° С. 2. Ар = 10350,87 [(1 +0,13332.10 ~6 -у2)3-5 —1] мм вод. ст. при 20°С, где р0 вычислено в мм вод. ст. для плотности воды при 20°С. 3. Ар = 760 [(1 +0,13332.10-6 +)3’5-1] мм рт. ст. при (ГС, где высота ртутного столба для Ро = 760 мм соответствует стандартной плотности ртути 13,5951 гр/см3 при 0°С. 4. Ар = 762,7634 [(1 + 0,13332.10 -6 ^)зз —1] мм рт. Ст. при 20рС, где высота ртутного столба для скорректирована на коэфициент объемного расширения ртути, принятой равным 0,0001818 на 1РС в пределах температур от 0 до 30°С. Последняя колонка аэродинамической таблицы дает значения скорости в м/сек, вычисленные с точностью до 0,01 м/сек. Проверяемые приборы устанавливаются в гнездах стеллажа. Стеллаж жестко укрепляется на вибрационном столе. Через пусковой кран подается в систему давление (сжатый воздух) от компрессора. Давление плавно увеличивается, и на всех оцифрованных точках шкалы для прибора до 350 км/час и точках 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700 и 800 для прибора до 800 и более км/час произво- дится отсчет показаний. На максимальном показании делается 15- минутная выдержка, после чего давление в системе плавно уменьшает- ся и производятся отсчеты на тех же точках. Проверка точек шкалы до 400 км/час производится по водяному манометру, свыше 400 — по ртутному манометру поверочной уста- новки. Ход стрелки должен быть плавным и без скачков, при плавном изменении измеряемой величины. Результаты наблюдений записываются на бланке поверочного листа, как указано в приводимом ниже примере. Разность между прямым и обратным отсчетом на одной и той же точке шкалы называется гистерезисом. Поскольку погрешности гисте- резиса зависят от времени, учитывать их практически не представ- ляется возможным. Среднее арифметическое значение показаний, полученных при увеличении и уменьшении скорости принимается за действительное показание прибора. На основании средних поправок составляется график поправок прибора (рис. 37). Во время испытания должен быть включен вибратор поверочного стола. 46
Скоростной напор Скорость Поправка левое велено правое колено сумма отсчетов' по таблице по прибору 24 26 .50 102 100 +2 Й2 55 107 149 150 —1 96 101 197 202 200 -4-2 / Инструментально-шкаловые погрешности и гистерезис при нор- мальной температуре не должны превышать следующих значений: Указатель скорости со шкалой '' " Тип прибора до 350 км/час до 800 км/час Проверяемая точка шка- лы Все оцифрованные точки шкалы 100 150 200 250 300 400 500 600 70» 80ft Допускаемая погреш- ность в км/час5'* +6 ±8 + 8 —10 ±ю ±15 Гистерезис в км/час 6 10 10 10 10 Проверка инструментально-шкаловых погрешностей при отрица- тельной температуре (t = —60°С). Температурные погрешности определяются как разность шкало- вых погрешностей прибора на одинаковых точках при нормальной и отрицательной температурах. Стеллаж с приборами помещается в холодильную камеру с тем- пературой воздуха t — —60 С. Проверяемые приборы выдерживают в камере не менее одного часа, причем последние 30 минут поддержи- вается температура t — —60 +2°С. По истечении этого времени кол- лектор с приборами, посредством резинового шланга, включается в систему установки и производится проверка приборов на всех основ- ных делениях шкалы. Испытания производятся при включенной вибрации. Проверка инструментально-шкаловых погрешностей t — +50 С Стеллаж с приборами помещается в термостат с температурой воздуха t — +50'С. По истечении 1 часа коллектор с приборами посредством шланга соединяется с системой установки и производится проверка приборов. Методика испытания и величина погрешностей та же, что и при проверке инструментально-шкаловых погрешностей при отрицательных температурах. Инструментально-шкаловые погрешности при высокой и низкой температурах не должны превышать следующих значений: * При наличии одноколенного манометра берется сразу суммарный от- счет. Две первых графы при этом не заполняются. На начальной отметке шкалы допускается смещение стрелки на +2 мм по дуге шкалы- П
Тип прибора УС-350 УС-800 Точка проверки На всех оци- фрованных точках шка- лы 100 150 200 250 300 400 500 600 700 800 Интервал +50С температуры —45°С -60°С +10 км/час +10 км/час + 15 км/час + 10 км/час + 10 „ ±ю „ +10 км/час -15 ,, + ю —15 ±20 + 15 км/час + 15 ±20 „ +20 км/час +20 + 20 „ Проверка прибора на разрегулирование от вибрации Приборы в стеллаже жестко укрепляются на вибрационном столе К приборам подводится давление, соответствующее максимальному показанию, после чего на 2 часа включается вибратор. После испытания приборы проверяются вторично на инструмен- тально-шкаловые погрешности при нормальной температуре. Одновре- менно с испытанием на разрегулирование от вибрации производится наблюдение за величиной колебаний стрелок приборов. Колебание конца стрелки по всей шкале не должно превышать + 1 мм и + 2 мм ври испытании, проводимом при температуре —6(ГС. Проверка влияния положения приборов на их показания Для того чтобы избежать погрешностей от влияния ускорений, все детали механизма указателя скорости должны быть статически уравновешены. К смонтированному на установке прибору подводится давление воздуха, соответствующее максимальному показанию. Сначала снимается показание при нормальном расположении прибора, а затем, не меняя давления, индикатор указателя скорости наклоняется направо и налево на 90 в плоскости шкалы. Перед каждым снятием отсчета прибор подвергается легкому постукиванию. Максимальное отклонение конца стрелки вследствие изменения положения, не должно превышать величины основной погрешности. Проверка работы приемника Пито У приемника Пито проверяется: герметичность статической и динамической систем; величина силы тока в обогревательном устрой- стве и прочность электроизоляции токоподводящих проводников. Проверка на герметичность осуществляется следующим образом: статические отверстия закрываются резиновым кольцом, а динами- * ческое отверстие — резиновым колпачком. Статический штуцер сое- диняется с источником питания (обычно с резиновой грушей) и через тройник с водяным манометром. В статической камере создается дав- ление в 200 мм вод. ст., а затем соединительная трубка плотно зажи 48
мается. Герметичность считается нормальной, если давление в тече- ние трех минут упадет не более, чем на 5 мм вод. ст. Аналогичный образом проверяется динамическая камера. Сила тока электрообогревательного приспособления проверяется по схеме, изображенной на рис. 30. Сила тока у приемника Пито на 27 -V должна быть в пределах 1,4—1,7 А- Ряс. 30- Схема проверки электро- обогрева приемника Пито- Качество изоляции электрообогревательного устройства прове- ряется микроамперметром или мегометром. При пользовании микро- амперметром, стрелка должна показывать не более 48 микроампер, а при пользовании мегометром — показания последнего должны быть не менее 0,5 мегом. § 13. Монтаж на самолете Монтаж приемника Пито Выбор места установки приемника Пито имеет существенное зна- чение. Для точных измерений скорости с помощью приемника Пито он должен быть помещен в невозмущенном потоке. Однако, на самолете нельзя найти такого положения, где бы приемник не подвергался действию завихрений от крыльев, стоек и других частей самолета. Погрешности, создаваемые этими завихрени- ями, зависят не только от положения приемника, но также от кон- струкции самолета и должны быть определены экспериментально в каждом частном случае. Погрешности в показаниях указателя скорости от неправильной установки приемника Пито могут доходить до +30 км/час. К ниферу приемника Пито, как правило, кроме указателя скоро- сти присоединяются высотомер, вариометр и иногда бензиномер. Неправильный выбор места крепления приемника Пито будет также влиять на точность показаний присоединенных приборов. Как же следует выбирать месторасположение приемника Пито на самолете? Чем дальше приемник Пито будет находиться от самолета’, тем меньшее влияние будет оказывать самолет на работу приемника. Но *. Г. О. Фридлендер и С. А. Майоров 49
здесь мы сталкиваемся с другой трудностью — при большом выносе приемника сильно усложняется его крепление. Это в свою очередь ведет к утяжелению конструкции крепления и увеличению вызванного нм лобового сопротивления. Рис. 31. Схема монтажа приемника Пито на различных типах самолетов. Для уменьшения погрешностей, зависящих от места установки приемника Пито, его следует устанавливать на определенном расстоя- нии от носка крыла. Координаты расположения приемника Пито на различных типах самолета изображены на рис. 31. Правильность выбора координат установки приемника Пито должна проверяться при продувке самолета или его модели в аэроди- намической трубе. Место крепления приемника Пито на самолете должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы поток от винта мотора и завихрения воздуха, обтекающего самолет, не достигали приемника. Подъем, опускание закрылков и т. п, не должны влиять на пока- зания указателя скорости. Приемник Пито должен располагаться в та- ком месте, чтобы невозможны были механические повреждения. Три отверстия, предназначенные для стока воды, должны распола- 1 аться снизу. Крепление приемника Пито на самолете должно обеспе- чивать удобный подход к соединительным трубопроводам и проводам электрообогрева. Установка приемника на самолете должна быть жест- кой и не вибрировать в полете. Статические штуцеры указателей 50
скорости, высотомеров, вариометров и бензиномеров присоединяются к приемнику Пито с помощью специального коллектора (рис. 32). Указатель скорости крепится на амортизированной части прибор- ных досок летчика и штурмана при помощи стандартного крепежного кольца диаметром 80 мм. Монтаж должен быть произведен так, чтобы корпуса приборов были заподлицо с панелью щитка. Г Рис. 32. Коллектор для монтажа мембранных приборов. Зажимное кольцо прикрепляется с обратной стороны щитка тремя болтами, четвертый болт с плоской цилиндрической головкой ввертывается в замок кольца, имеющего снизу направляющие в виде клина. При завертывании винта замок, двигаясь в сторону приборной доски, сжимает своими направляющими кольцо, которое охватывает вставленный в него корпус прибора (рис. 33). Рис. 33. Стандартное крепежное кольцо. 1—замок; 2—кольдо. Винт должен быть плотно затянут так, чтобы прибор не мог поворачиваться в кольце. Таблицы или графики поправок указателя скорости размещаются вблизи прибора. 4* 51
Т рубопроводы Монтаж трубопроводов на самолете — ответственная операция. При недостаточно надежном креплении трубопроводов может нару- шаться герметичность магистрали вследствие вибрации частей само- лета. Нарушение геометричности приводит к неверным показаниям, а иногда и к полному отказу прибора в работе. Рис. 34. Соединение Паркера. Для соединения манометрических приборов с приемником Пито применяется отожженный алюминиевый трубопровод диаметром 4X6 мм (или 6X8 мм).' Перед началом монтажа трубопровод тщательно продувают воз- духом для очистки его от загрязнений. При монтаже особое внимание следует обращать на компактность прокладки трубопроводов. Внутренний радиус изгиба трубок должен быть не менее 8—19 диаметров трубки. Для обеспечения быстрого выполнения монтажа и демонтажа трубопроводов в практике эксплоатации самолетов применяются раз- личные разъемные соединения, как например: муфта типа Паркер, гибкая дюритовая муфта, дюритовый шланг с наконечником и др. Рис. —J — 35. Соединение гибкой муфтой. Выбор разъемного соединения для соединения прибора с источ- ником питания зависит от типа штуцеров на источниках питания и на корпусах самих приборов. Муфта типа Паркер (рис. 34) имеет наибольшее распространение во всех магистралях оборудования самолетов. Соединение гибкой муфтой (рис. 35) целесообразно в воздуш- ных магистралях с давлением воздуха до 1 атмосферы. Крепление трубопроводов к самолету рекомендуется произво- дить при помощи колодок или скоб. Расстояние между точками крепления трубопроводов к самолету должно быть не более 300 мм. 52
Для предохранения трубопроводов от повреждений при ожи- даемой значительной разнице в колебаниях двух частей самолета сле- 1ует ставить гибкое разъемное соединение. В непосредственной близо- сти к этому соединению магистраль трубопровода не должна крепить- ся к самолету. Не допускаются вмятины и трещины на трубопроводах, а также уменьшение поперечного сечения в местах изгиба. Скручивание тру- бопровода вокруг его оси не допускается. Рис. 36- Влагоуловитель. ч Если трубопроводы, присоединенные к приемнику Пито, распо- лагаются ниже последнего, то в ближайшей нижней точке их рекомен- дуется включить влагоуловители в виде специальных отстойников (рис. 36). Пробку сливного крана отстойника следует располагать снизу. Присоединение дюритовых шлангов 0 4 \ 11 к коллектору или к отдельным приборам амортизированного приборного щитка следует делать с провесом 0, примерно, 100 мм при длине дюритового шланга в 300 мм. Для обеспечения проведения профилактического ремонта или выяснения причины отказа прибора в работе необходимо трубопро- воды раскрашивать. Динамические трубопроводы указателя скорости принято раскра- шивать по всей длине в черный цвет, статические трубопроводы ука- зателя скорости, высотомера и вариометра раскрашиваются в серый цвет. Герметичность проводки проверяется в процессе прокладки трубо- провода и по окончании монтажа всей схемы. Во время монтажа контролируется герметичность проводки по участкам с помощью резиновой груши и герметичного контрольного прибора. После окончания монтажа всех приборов, связанных с' приемни- ком Пито, производится испытание на герметичность всей магистрали. Величина допускаемой негерметичности статической системы приемника Пито на самолете в случае присоединения к ней несколь- ких приборов (высотомер, вариометр и иногда гидростатический бензиномер) может быть проверена по движению стрелки указателя скорости. Для этого на щели статической камеры одевается обжимка S3
со титу ером, далее в системе создается вакуум' (перепад), соответ- ствующий скорости 300 км/час. За одну минуту допускаемое спадение вакуума в системе не должно превышать 50 км/час, т. е. от 300 км/час до 250 км/час. Электропроводка включается в общую сеть самолета. § /#. Проверка указателя скорости на земле и в полете После монтажа необходимо периодически проверять работу при- бора на самолете. Шкаловые погрешности и гистерезис указателя скорости прове- ряются непосредственно на самолете с помощью хорошо выверенного «эталонного» проверочного прибора, или на установке КПУ-3. Установка для проверки указателя скорости состоит из резиновой груши и стойки с винтом. Посредством тройника один конец соеди- няется с грушей, второй — с динамическим отверстием приемника Пито, третий — с эталоном. Плавно сжимая резиновую грушу, создают давле- ния, соответствующие различным скоростям через каждые 50— 100 км/час. Показания эталона и показания всех указателей скорости, находящихся на самолете, записываются. Давление, соответствующее максимальной скорости, выдержи- вается в течение 15 минут, а затем производится проверка на тех же точках при уменьшении давления. Если эталоном взят жидкостной манометр, то поправка равна разности показаний эталона и проверяемого прибора. Если же эталоном служТм указатель скорости, то поправка равна разности показаний эталона и проверяемого прибора плюс поправка самого эталона на данной скорости. Результаты наблюдений записываются в таблицу (пример). Показания эталона Поправка эталона Скорость по эталону Скорость по прибору Поправка прибора 100 +2 102 105 —3 150 +3 153 158 -5 200 -2 198 200 —2 Для каждой точки выводят среднюю поправку, равную полусумме поправок при увеличении и уменьшении давления. По средним поправ- кам составляют график поправок указателя скорости. Графики имеют вид, изображенный на рис. 37. При пользовании первым берут по графику поправку, соответст- вующую данной скорости, и прибавляют ее к показанию прибора. При пользовании вторым графиком определяют исправленное показание непосредственно! по графику против соответствующего пока- зания прибора. Величина инструментальной погрешности со временем меняется, вследствие этого указатели скорости требуют периодической проверки и составления новых графиков поправок. 54
оог оог 55
.указатель скорости, смонтированный на самолете, может давать неверные показания нс только вследствие наличия инструментальных и методических погрешностей, но и вследствие искажений, вносимых приемником Пито. Контроль правильности монтажа на самолете приемника Пито может быть в воздухе выполнен одним из следующих способов: а) сравнение показанной скорости со скоростью самолета по методу мерного километра (метод Майера); 6) полет в строю с самолетом, коэфициент приемника Пито ука- зателя скорости которого был заранее определен; в) сравнение с приемником, установленным на щите, выступаю- щим далеко впереди крыла и стойки. Наиболее распространенным способом является способ мерного километра или способ Майера. Сущность проверки по этому методу сводится к сравнению пока- заний указателя скорости с величиной воздушной скорости, которую вычисляют, замеряя время прохождения заранее намеченных мерных участков. Более подробно об этом смотрите в курсах аэронавигации. § /5. Возможные неисправности прибора. Эксплоатация указателя скорости 1. Негерметичность или засорение системы приводит к искаже- нию показаний или полному отказу прибора в работе. Причиной дефекта являются: Высыхание резинового ранта или растрескивание на морозе замазки, трещины в трубопроводе, перетирание трубопровода, неплот- ная посадка дюритовых шлангов на трубопровод и т. п. Места негерметичности обнаруживаются поочередной проверкой на герметичность отдельных звеньев монтажной цепи: приемника Пито, трубопровода (особенно на изгибах) и измерителя. Устраняется дефект уплотнением соединений или заменой по- врежденных участков на новые. При наличии засорения системы или заполнения ее влагой, сле- дует ручным насосом продуть систему, непременно отключив при этом измеритель (во избежание повреждений, вызванных перегрузкой коробки Види). 2. Деформация коробок Види является результатом перегрузки в динамической системе прибора при проверке прибора в лаборатории или непосредственно на самолете, когда по небрежности резиновой грушей создают давления больше нормального. Дефект этот неустраним, и прибор следует заменить новым. 3. Затирание в осях прибора является результатом небрежной сборки. Устраняется этот дефект более тщательной переборкой прибора с последующей проверкой при отрицательной и положительной темпе- ратурах. 4. Коррозия механизма прибора особенно распространена в при- борах, установленных на морских самолетах. 56
Коррозия коробки Види ухудшает упругие свойства и вызывает значительный гистерезис. Срок службы приборов, работающих в рай- онах с повышенной влажностью, вблизи морей, а также работающих на гидросамолетах, резко уменьшается и, как правило, не превышает одного года. Эксплоатаиия указателя скорости Указатель скорости, как и всякий точный прибор, требует акку- ратного обращения с ним при перевозке, монтаже и эксплоатации. Резкие удары и сотрясения совершенно недопустимы. При эксплоатации указателя скорости особое внимание следует обращать на предохранение от засорения приемника Пито. Приемник должен быть тщательно закрыт чехлом с красным вымпелом, который должен сниматься только перед взлетом. Вымпел указывает экипажу перед- взлетом, что чехол не снят. Динамическую камеру приемника Пито следует периодически очи- щать от пыли волосяной щеткой или тряпкой. Перед каждым полетом следует проверять работу элсктрообогрева приемника Пито. Электрообогрев следует включать только в полете, так как при отсутствии непрерывного обдува в приемнике развивается темпера- тура до 300— 400’С, что может привести к выходу из строя электро- обогревательного элемента. При наличии влагоуловнтеля в системе, воду следует спускать возможно чаще. Не реже одного раза в месяц необходимо производить проверку всей системы прибора на герметичность и один раз в три месяца — проверку шкаловых погрешностей. Каждые 6 месяцев всю систему непосредственно на самолете необ- ходимо продувать сжатым воздухом, отъединив ее предварительно от индикатора. Продувка должна производиться даже в том случае, когда при- бор работает нормально. Устранение мелких дефектов, как то: смена стекла, прокладок или ранта может производиться на месте техниками по приборам, вв всех остальных случаях исправления возможны только в заводских условиях или в специальных ремонтных мастерских. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИБОРА УС-800 1. Шкала прибора разградуирована в десятках километров в час. 2. Диапазон измерений от 80 до 800 км/час. ojr 100 до 1000 км/час. 3. Цена деления 10 км/час. 4. Диаметр корпуса — 80 мм. 5. Вес измерителя — 460 гр. Вес приемника Пито — 250 гр. 6. Напряжение питания обогрева приемника Пито — 27 т>; потребляемая мощность до 45 вт. 57
§ 16. Указатель истинной воздушной скорости. Махметр Как указывалось выше, штурман определяет истинную воздуш- ную скорость при помощи навигационной линейки, внося поправки на илотность воздуха в показания указателя скорости. Естественно, что прибор, показывающий истинную воздушную скорость, был бы весьма полезен штурману. Такого рода указателем истинной воздушной скорости является анемотахометр — прибор, используемый для определения скорости ветра. Первые указатели скорости, применявшиеся на самолетах, были анемотахометры. В дальнейшем они были заменены манометрическими указателями скорости. Причина, заставившая отказаться от анемотахометров и перейти к указателям скорости современного типа, будет указана ниже. Рассмотрим вначале устройство анемотахометра. Он представляет собою крестовину 1, на концах которой укреплены полушария 2, обра- щенные выпуклостью в одну сторону (рис. 38). Полушария носят название Робинзоновых. Эта крестовина может вращаться вокруг оси перпендикулярной ее плоскости. Если поместить крестовину с Робинзоновыми полушариями в по- ток воздуха, то она начнет вращаться вокруг своей оси, так как со- противление вогнутой поверхности полушария больше сопротивления выпуклой поверхности. Очевидно, что угловая скорость вращения крестовины будет являться функцией скорости потока. Замерив ее угловую скорость при помощи центробежного тахометра *, можно Шкалу этого тахометра разградуировать не в единицах угловой скоро- сти вращения крестовины, а в единицах скорости потока **. Выясним, почему показания анемотахометра практически не зави- сят от плотности воздуха, т. е. его показания дают нам истинную воз- душную скорость. Пусть мы имеем постоянную скорость потока и установившуюся угловую скорость крестовины. Рассмотрим мгновенное положение крестовины, изображенное на рис. 38. Пренебрежем в первом прибли- жении вращающим моментом, возникающим от полушарий II и IV и трением в подшипниках оси и примем во внимание только полуша- рия I и III. Пусть площадь сечения по диаметру полушарий равна S, а коэфициенты сопротивлений вогнутой поверхности будут k\ , а вы- нуклой km. Тогда сила, действующая на полушарие I, пропорцио- нальная квадрату скорости воздуха относительно полушарий, будет. Fi = ki где р— плотность воздуха; «V*— скорость полушария. * Тахометр (тахос по гречески скорость) прибор, измеряющий угловую скорость вращения. Если количество оборотов замерять при помощи счетчика, то такого рода прибор называется анемометром. ** Подробную теорию анемометров см. в я'урпале Philosophical Magazine,. Vol 40, 1895, p. 63—90 мемуар Chree, Contribution to the theory of the Robinson Cup—Anemometer, или курс „Теоретическая механика", ч. II под редакцией ироф. Н. В. Розе, ГТТИ, 1933 г. „Анемометр Робинзона11. § 117, стр. 243—245. 5»
Аналогично Соответственно моменты этих сил относительно оси крестовины О будут: М) ~ Fi r—k, Spr(t>— or)2 и Мш—ku\ sp r (a-J-cor)". Так как вращение крестовины установившееся, т. е. происходит с постоянной угловой скоростью, то моменты эти должны быть равны между собою- Поэтому k\ Spr(v— с» г)1— kmS р r(v-\-w}- Рис. 38. Схема работы Робинзоновых полушарий. или k\ (-U—<в Г)2п (l> + «42- Так как р сократилось, то отсюда следует, что скорость враще- ния ш не зависит от плотности и является функцией только скорости потока V, радиуса —г и коэфициентов сопротивления ki и Аш Из точной теории следует, что угловая скорость вращения пропорцио- нальна скорости потока V. Если не пренебрегать трением, то моменту Мщ следует приба- вить момент трения Мтр , т. е. уравнение равновесия примет вид: Mi = Мш + мтр. В этом случае плотность р не может быть сокращена, а отсюда следует, что показания прибора будут зависеть от плотности. Но если момент трения в подшипниках мал, по сравнению с моментами М\ .и Мщ, т. е. Mrp<^/Wi то зависимость показаний от плотности будет весьма незначительной. Поэтому, для того, чтобы показания анемотахометров обладали малыми погрешностями, необходимо, чтобы трение в подшипниках от Робинзоновых полушарий и всего передаточного механизма было по возможности малым. 59
Аналогичные рассуждения могут быть проведены и относительно ветрянки. Отсюда следует, что указателем истинной воздушной ско- рости может быть анемотахометр с применением ветрянки, вместо Робинзоновых полушарий. На первых самолетах (обычно бипланах) анемотахометр устанав- ливался на боковой стойке таким образом, чтобы циферблат был обращен к пилоту. Такое'положение прибора было весьма неудобным. Дистанционная же передача от анемотахометра на приборную доску без значительного увеличения нагрузки, т. е. увеличения тре- ния в механизме было в то время неосуществимо. Кроме того, анемотахометр обладает еще одним существенным недостатком — запаздыванием. Изменение скорости потока, т. е. ско- рости самолета не может вызвать однойременного изменения показа- ний. Угловая скорость Робинзоновых полушарий или ветрянки только постепенно будет меняться, ассимптотически приближаясь к соответ- ствующей величине. В настоящее время ветрянки используются в курсографах, авто- штурманах, координаторах, автопилотах для «V-1» и т. д. для приве- дения в движение записывающих и указывающих устройств, скорость движения которых является функцией воздушной скорости полета. Возможен и другой путь измерения' истинной воздушной скоро- сти. Так как показания манометрического указателя скорости зависят ст плотности, т. е. давления и температуры воздуха, то мыслимо автоматическое внесение поправок на давление и температуру воздуха в показания прибора. Для этого в приборе должны быть предусмот- рены чувствительные элементы, воспринимающие давление с и темпе- ратуру Е и меняющие, при своих деформациях, передаточные отноше- ния в механизме указателя скорости (рис. 39). Такого рода приборы были построены (США) и дали при испытаниях положительные результаты. Они обладают рядом преимуществ перед анемотахометрами; им не нужна сложная дистан- ционная передача от ветрянки к приборной доске, у них отсутствует добавочное лобовое сопротивление, оказываемое ветрянкой н практи- чески отсутствует запаздывание показаний. Для упрощения конструкции прибора иногда заменяют автома- тическую коррекцию скорости по температуре ручной, т. е. изменени" передаточного числа в зависимости от температуры производят от руки по показаниям термометра наружного воздуха. Кроме того, иногда коррекцию по температуре вообще исключают, предполагая, что температура изменяется с высотою (а следователь- но. и с давлением) по стандартной атмосфере (см. § 12) и учитывают се при помощи чувствительного элемента, воспринимающего давление. В настоящее время применяется (США) еще -один способ опре- деления истинной воздушной скорости. Величина скоростного напора, получаемая от динамической трубки приемника Пито, уравновеши- вается напором, получаемым от пневмотурбины. Обороты последней регулируются диференциальным манометром, замеряющим перепад между напорами и отмечающим недостаток или избыток давления, поступающего от турбины. Так как напор, создаваемый Турбиной, пропорционален плотности (как и величина скоростного напора), то 60
угловая скорость турбины будет зависеть только от скорости полета и не зависеть от плотности, т. е. высоты полета. Замеряя угловую ско- рость вала турбины тахометром, можно разградуировагь его шкалу не в единицах угловой скорости, а в единицах истинной воздушной скорости. Рис. 39. Схема указателя истинной воздушной скорости: А, В—промежуточные валики передаточного механизма; С—измеритель статического давления; D—измеритель скоростного напора; Е—измери- тель температуры воздуха. Следует отметить, что указатели истинной воздушной скорости могут быть устанавливаемы только на доске штурмана. Ни в коем случае не следует устанавливать этот прибор на доске пилота взамен 61
обыкновенного указателя скорости. Это вытекает из следующих соображений: Динамический напор, замеряемый указателем скорости, т 1>г 2g Подъемная сила крыльев самолета: р = 2c;s Т#3 2g где Су — коэфициент подъемной силы, а S— площадь крыльев. > Отсюда видно, что как динамический напор, так и подъемная „ „ 7т2 п сила пропорциональны одной и тон же величине ----. Всякое изме- нение 7 будет совершенно одинаково сказываться как на показа- нии указателя скорости, так и на величине подъемной силы. Поэтому уменьшение показаний прибора будет сигнализировать пило ту, что самолет может попасть в опасное положение в связи с паде- нием подъемной силы. В случае применения указателя истинной воз- душной скорости, падение подъемной силы может произойти даже при неизменном показании прибора, только за счет уменьшения плотности воздуха (при подъеме). Таким образом этот прибор уже не может служить сигнализатором падения подъемной силы. |В настоящее время скорости полета приближаются к звуковой. Известно, что при скоростях, превышающих 0,6 скорости звука, т. е. при числе Маха > 0,6 коэфициенты сх и Су лобового сопротивле- ния и подъемной силы не остаются постоянными величинами, но с увеличением отношения истинной воздушной скорости к скорости звука Сх начинает расти, а Су — падать. Отношение истинной воз- душной скорости к скорости звука называется числом Маха (или числом Берстоу). В полете летчику необходимо знать, что самолет попал в зону повышенных сопротивлений, когда управляемость само- лета изменяется. Для этого и служит прибор, называемый Махмет- ром, показывающий отношение истинной воздушной скорости полета самолета к скорости звука. Следует отметить, что указатель истинкюи воздушной скорости не может заменить Махметра, так как его пока- зания пропорциональны корню квадратному из скоростного напора, скорректированного на давление и температуру (см. выше) в то время как число Маха пропорционально корню квадратному из скоростного напора, скорректированного только на давление. Действительно число Маха: „ _ ^'иСГ Ма — С где С — скорость звука. 62
Из § 6 известно, что 'с'ист — 'i’o /2g Др —-—•> Др — скоростной напор, 70— весовая плотность 10 у земли при давлении р0 = 760 мм, рт. ст. и -йемперат/ре Т3 = — 288°К, Т'н — температура, а Рн — давление в слое полета. Скорость звука, как известно, почти не меняется с изменением давления, но зависит в значительной степени от температуры. Эта зависимость имеет вид: e^c°l/r’ где с0 — скорость звука при 0°С, а То~273 К. Отсюда Ма = -^ = -| / * / 2g Др RT0 С с V 73 р„ си у рн Ясно, что число Маха Не зависит от температуры, а величина скоростного напора Др, замеряемая чувствительным манометром, дол- жна быть Скорректирована только на давление рк . Обычно Махметры градуируются в числах Маха в диапазоне ст 0.6 до 0,95. §17. Измерение скорости полета относительно земли । Измерение скорости полета относительно земли, так называемом путевой скорости, производится штурманом. Один из способов изме- рения заключается в следующем: вначале определяется вектор истин- ной воздушной скорости, затем определяются углы между продоль- ной осью самолета и направлением движения самолета относительно земли на двух или трех курсах. По этим углам, называемым углами сноса, можно определить вектор ветра. Складывая геометрически оба вектора, штурман получает вектор путевой скорости (рис. 40). Дру- гие способы измерения путевой скорости возможны тоже только при видимости земли. При отсутствии видимости земли, при полете в облаках или за облаками и в тумане определить вектор путевой скорости обычным л методами невозможно. Однако мыслимо определение вектора путевой скорости и без видимости земных ориентиров. Известно, что скорость есть интег- рал ускорений. Таким образом, если интегрировать все ускорения, действующие на самолет в горизонтальной плоскости с момента взлета, то можно определить путевую скорость. Задача интегрирования ускорений по существу распадается на три: I — определение (замер) величины ускорения, . II — интегрирование замеренных ускорений и II — определение особых условий, которым должно удовлетво- рять расположение (ориентировка) прибора на самолете. 63
Первые две задачи решаются относительно легко. Замер ускоре- ний может быть произведен различными методами. Например, его можно определить по углу отклонений маятника от вертикали иод действием сил инерции и т. п. Интегрирование ускорений (т. е, замеренных величин) может быть произведено самыми различными способами: электрическим механическим (фрикционным), гидравлическим и т. п. (Обыкновен- ный электрический счетчик может служить примером электрического интегратора). Рис. 40. Определение путевой ’ско- рости самолета. •v—истинная воздушная скорость; и— скорость ветра; —угол скоса и W—путевая скорость. Значительно большие трудности представляет правильная уста- новка интегратора на самолете. Для того чтобы получить вектор путе- вой скорости, т. е. направление и величину ее, необходимо произво- дить интегрирование ускорений, замеренных по двум взаимно перпен- дикулярным направлениям, не меняющим своего положения относи- тельно меридиана (рис. 40). В этом случае вектор путевой скорости будет получаться как геометрическая сумма двух, определенных на интеграторах, величин, т. е. мы будем знать как направление, так и величину путевой скорости (рис. 40) *. Отсюда следует, что оба чувствительные элементы должны быть расположены на самолете таким образом, чтобы изменение курса самолета не меняло направления, по которым замеряются ускорения относительно меридиана. Их можно расположить, например, на плат- форме, стабилизированной относительно земного меридиана, т. е. не меняющей своего направления относительно меридиана. Это может быть выполнено при помонуТ какого-либо гироскопического устрой- ства типа гирокомпаса. * Следует отметить, что вторичное интегрирование двух составляющих век- торов путевой скорости даст координаты места, в котором находится самолет» 64
Далее установка чувствительных элементов должна удовлетворять еще одному условию. Платформа, на которой устанавливаются приборы, должна быть стабилизирована не только относительно земного меридиана, но и относительно горизонтальной плоскости, т. е. платформа должна быть всегда строго горизонтальна независимо от эволюций, выполняемых самолетом. Такое положение платформы необходимо потому, что в противном случае чувствительные элементы, замеряющее ускорения, будут воспринимать составляющую силы земного тяготения и интегрирую- щие механизмы начнут интегрирование этой величины, в то время как в действительности чувствительные элементы должны воспринимать только силы инерции, лежащие в горизонтальной плоскости. Точность, с которой платформу необходимо удерживать в гори- зонтальной плоскости, должна быть очень высока. Определим, какова должна быть эта точность. Зададимся погрешностью, которую мы допускаем при определе- нии вектора путевой скорости и положим, что она является следствием только наклона платформы. Пусть эта погрешность не превышает 5 км/час. Это значит, что наш механизм за один час, интегрируя только составляющую земного тяготения, показал бы 5 км/час. До- пустим, что угол наклона платформы постоянен, т. е. что составляю- щая земного тяготения вдоль плоскости платформы есть величина постоянная. В этом случае W=ji. Так как по условию W—5 км/час = 1,39 м/сек, а /=3600 сек., то /= —- = - ’ - — 0,000386 м/сек2. Угол наклона платформы найдется £ 3600 из соотношения: sin и = —= а, так как а мало. g Итак а— —---------— е= 0,0000394 радиана 9,81 или а = 8,5", т. е. погрешность установки платформы по горизонту не должна превышать 8,5 дуговых секунд, если допускаемая погреш- ность в интегрировании 5 км/час. Такая точность при современном состоянии стабилизирующих устройств недостижима. Задача может быть решена и несколько иным путем. Можно по- ложить чувствительные элементы, воспринимающие ускорения по трем взаимно перпендикулярным направлениям, тесно связанным с самолетом. Показания каждого элемента, прежде чем передавать интегратору, можно проектировать на направления, стабилизирован- ные указанным выше способом, т. е. интегрировать не величины заме- ренных ускорений, а суммы произведений их — на косинусы соответ- ствующих углов. Но и в этом случае углы, на косинусы которых перед интегрированием необходимо умножать показания чувствитель- ных элементов, должны быть определены с указанной выше точно '*• Г. О. Фрид гендер и С. Л. Майоров 65
стью. При такого рода схеме чувствительные элементы должны быть расположены в центре тяжести самолета, дабы повороты самолета вокруг центра тяжести не давали бы центробежных составляющих на чувствительные элементы. -и Г л а в а II БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ВЫСОТОМЕР § 18. Теория и устройство прибора Устройство барометрического высотомера (рис. 41) основано на следующем явлении. Известно, что с увеличением высоты падает атмосферное (абсолютное) давление. Так как это давление (для Рис. 41. Общий вид двухстрелочного Рис. 42. Элементарный объем воздуха. высотомера. едкого и того же момента времени) однозначно связано с высотою, то, зная эту зависимость и измерив на некоторой высоте абсолютное давление, можно определить и высоту точки измерения. За нулевую точку принята точка земной поверхности, на которой абсолютное дав- ление равно 760 мм рт. ст. Это есть среднее давление на уровне моря. Вначале определим зависимость, связывающую абсолютное дав- ление, и высоту. Пусть мы имеем в атмосфере элементарный цилиндр, расположеныл так, что его ось совпадает с направлением вертикали (рис. 42). Пусть высота цилиндра равна с!Н, площадь основания — dF, весовая плотность воздуха в цилиндре — Y . За положительное на- правление для*77 примем направление книзу. Рассмотрим равновесие цилиндра вдоль его оси. На верхнее основание книзу действует сила рг dF , где р । — абсолютное Дав- ление на уровне верхнего основания. На нижнее основание кверху дей- ствует сила Рг dF, где р2 — абсолютное дав. .енйе на уровне ниж- 66
него основания. Давление ~'Pt + dp. Кроме того, книзу дей- ствует сила веса воздуха, заключенного в цилиндре, равная 'f dF dH. Уравнение равновесия напишется: p^dF+ydF dH ~ (pt+dp) dF. Сокращая на dF подучим: и выполняя приведение подобных членов, •\dH=dp или dp ----— !• dH (8) Производная ~~ знака. Но если считать положительным направлением для Н направле- ние не сверху вниз, а снизу вверх, то dp и dH будут уже разных ' dP к знаков и производная будет отрицательна. f dH Уравнение (8) примет вид: dp dH ‘ положительна, так как dp и dH одиог» (8') ИЛИ Известно, что (9) dp^—^dH. V 1=---- > RT (Ю) где: R — температура в градусах Кельвина. Т — газовая постоянная с размерностью (м/град.) и Далее, многолетние наблюдения показали, что средне-годовая 1емпература воздуха до высоты в 11000 м есть линейная функция вы- соты Н (рис. 43), т. е., что dT ----=const. dH d 3 Для высоты Н 11000 м, можно принять -------- =0. dH Этот температурный градиент т = 0,0065 град/м. Средняя температура на уровне моря принята равной -|- 15°С, т. е. 288°К. Три параметра состояния атмосферы: давление, равное 760 мм рт. ст., температура, равная + 15°С, и температурный градиент, рав- ный 0,0065 град./м, — приняты за нормальные и являются основными константами международной стандартной атмосферы (см. § 12). Температура на высоте Н будет иметь значение. Тн — 7э —тН, где Тз — 288>°К, а т = 0,0065 град/м. S* И
tie 230гбогзо гы гяпы 290W) •H К *' * * ------ I 1-^*..... .| ! . > tic -СО -50 -Ы -50 20-10 О 10 ЛО 30 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 18000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 юоо о -юоо 0,500 0,059 1000 0100 100 200 300 4 00 500 600 700 800 900 [нг.сенг/м‘>] е 1,500 qisc Рис. 43. Графики зависимостей давления, плотности и температуры воздуха от высоты: Кривая 1 зависимости давления воздуха от высоты, „ 2 „ плотности „ „ „ 3 „ температуры „ „ Подставляя это значение Тн получим: du --------------d Н или У R{T3 -<Н) в выражение (10), а (10) в (9) dp 1 dH ~р~~~ R~ ~7’з - ' 6В
Это диференциальное уравнение, определяющее зависимость J7 •т р • Интегрируя его, получим зависимость Н от р в алгебраической форме: р н С dp ______1 Г dH J р Я J Т9-хН ’ Ро • где ра — 760 мм рт. ст. р In р - р» или In -- — = In (I — Ро х ___1 —Н) Т3 х и. наконец, Р-РоП----------------------------- (17) (II) Эта формула носит название стандартной барометрической (см. рис. 43), так как в ней явно выражено значение давления. Если явно выразить значение высоты Н, то формула носит название стан- дартной гипсометрической (от греческого слова гипсос — высота) и напишется: Т, Г / п \Rt1 ’ L \ Ро / J (12) Обе эти формулы действительны только до высоты W == 11000, так как для Н > 11000 м величина т — 0. Для высот, превышающих 11000 м, барометрическая и гипсомет- рическая формулы могут быть выведены следующим путем. Давление ptl для высоты 11000 м равно 169,58 мм рт. ет„ а ГП=216,5°К и остается постоянной для высот, превышающих 11000 м. Подставляя (10) в (9), получим: Интегрируя ф =----dH. RT„ Рп н-ни RTlt Потенцируя, получаем барометрическую формулу: _ н-ни р=риект". (11') 89
Если вместо потенцирования перейти от натуральных логарифмов к Бригговым, то, обозначая lg е — М — 0,43429, имеем: igp=igPn->w-^y. (11*) Гипсометрическая формула будет иметь вид: Я=Я„+ «’"Ig-ElS-. (12') М р Формулы (11*)» (11") и (12') действительны, для Н>Нц. Очень часто вместо приведенной гипсометрической формулы прн- меяяется приближенная гипсометрическая формула Лапласа. Выше мы имели: . dp=-f,dH, (9) R Т (10) Формула (10) может быть написана следующим обравом: ° R 7 . ’ где рв = 760 мм рт. ст. и То = 273?К. Деля (10) на (13), получим: р То (13) в (9), получим: —J— dH. (И) Подставляя это значение '( dP „ 1» Т» Р Ро Т в данном случае есть величина переменная — она является фушт- geei Н. В правой части уравнения (14) необходимо взять интеграл dH выражения —— , т. е. просуммировать бесконечно большое количество малых величин — . Для приближенного решения можно вынести -Ч за скобки среднее арифметическое значение Tit т. ё. считать, что? С dH 1 f Jrr ?ср Отсюда имеем: р н 7» То , С Р» Тер J о
и или гДе /И=0,43429 in _£«_ = н Р Р» Rf jf-j Ро 'cv |g Pv \7йМ р ' т Та + Тн Н* Гср= Te-f- /ср , где /ср — средняя температура измеряемого столба воздуха в граду- сах Цельсия. Отсюда: Н= 18401,2 ( 1 +—’-/cphg-^- \ 273 ₽/ 5 р ИЛИ /7=18401,2 / 1 + —— /J 1g -60- , (15) \ 273 / р < 7з 1 _ л» где*ср——~ ' • с'та формула носит название гипсометрической формулы Лапласа. Формулой Лапласа удобно пользоваться в тех случаях, когда известна средняя температура столба воздуха, высота которого определяется. Кроме того, формула Лапласа удобна для производства анализа погрешностей барометрического метода. Кроме того, формула Лапласа может применяться при геодези- ческих нивелировках, при которых определяемая относительная вы- сота и изменение температуры не бывают значительными. Проведем сравнение «стандартной гипсометрической формулы» с гипсометрической формулой Лапласа. Выше мы видели, что формулу Лапласа можно представить сле- дующим образом: H=z 7ср.in А = R -7з ± --п In -Ро- . (16) Ъ го Р \ Р С другой стороны, на стр, 69 мы видим, что Р 1 р0 7ft in Т3-хН Т3 (17) Гак как Тэ — Тг ।, то -—-—------ . Подставим эти значения Н в равенство (17), получаем: In -Р*. -----77-----ln или н = * р R{T3—TH) Тн in Л- Р Тн Эта формула указана проф. В, А. Семеновым. 71
Сравнивая формулы (16) н (18), мы видим, что разница между ними заключается в коэфициенте перед логарифмом. Коэфициент стандартной формулы Уз — Тн — / ср , i„-A Th а коэфициент формулы Лапласа 2 ср* Найдем погрешность формулы Лапласа. Обозначим высоту, опре- деляемую по формуле Лапласа, через Ня , тогда формула (16) напи- шется в следующем виде: 2 р где У™ — температура на высоте Ня , Заменяя THR ~ Г3 — тНл , получим: Нл — R Т3~ - Возьмем Имеем: 1П-&-. Р отношение Ня к Н, определяемому по формуле (W или перенося получим: Нй И /Ул влево, а /Л (Уз -Тн) 1 + 1п — Тн Т3-Тн Н — вправо и, полагая т Т3 — 7ц . 1 , Уз —- In--- 2 Ти = НТ3 1П . Тн Деля Нл на И и вычитая это отношение из единицы, получим относительное (и абсолютное) значение погрешности формулы Лап- ласа. ЬН-Н—НЛ = 1 з — 1 Н- ------1П — ----------7--~------т~' Н (Г.-ТН)1 | + -1_|пЛ-) Легко убедиться, что эта погрешность отрицательна, т. в. «wo формула Лапласа дает несколько завышенные значения. Погрешности яти весьма малы, например: при Н = 6000 м, Л Н = 9,87 м, т. е. меньше 0,2 %; при Н = 11000 м,Д// ~ 65,24 м, т. е. меньше 0,6%. 78
Итак формулы (11), (12) или (15) дают нам зависимость между высотою Н и давлением р *. Рассмотрим теперь устройство высотомера. В качестве чувстви- тельного элемента, измеряющего абсолютное давление, применяется анероидная (т. е. измеряющая без жидкости) коробка Види (рис. 44). Внешнее атмосферное давление сжимает мембраны коробки Види, но, благодаря силам упругости мембран, они не соприкасаются. При подъеме атмосферное давление падает и силы упругости вызывают деформацию коробки. Эта деформация, являющаяся одно- Рис. 44. Анероидная коробка Види. значной функцией давления, при помощи мультиплицирующего меха- низма передается на стрелку. Угол поворота стрелки таким образом является функцией высоты, так как между давлением и высотой имеется зависимость, определяемая формулами (11), (12) или (15). Шкала прибора разградуирована в километрах высоты. §79. Методические погрешности высотомера Методические погрешности барометрического высотомера могут быть разбиты на четыре вида: 1) погрешность, являющуюся следст- вием изменения рельефа местности, 2) погрешность от изменения дав- ления на аэродроме до взлета, 3) погрешность от изменения давления у земли после взлета и 4) погрешность от изменения средней темпе- ратуры столба воздуха. Для уточнения вопроса о методических погрешностях высотомера следует отметить, что на практике различают три высоты (рис. 45): а) абсолютная высота, т. е. высота относительно уровня моря, причем предполагается, что давление на уровне моря равно 760 мм pt. ст., температура +15°С и температурный градиент — 0,0065°/м; * При выводе барометрических формул не учитывалось авменение влаж- ности! я ускорения силы тяжестп с широтой места. 73
6) относительная высота, т. е. высота над местом взлета н в) истинная высота, т. е. высота над пролетаемой местностью. Первая высота важна в случаях испытания самолета, мотора и т. п.» вторая при Аэродромных полетах и третья во всех остальных случаях. 1) Первая погрешность ( в определении истинной высоты) может быть учтена только в том случае, если экипаж самолета знает рельеф местности, над которой пролетает самолет. Все остальные погрешности относятся к определению относитель- ной высоты. -------------------7000 ----------------------------- Рис. 45. Относительная, абсолютная и истинная высоты полета. 2) Изменение давления на аэродроме до взлета вызывает смеще- ние стрелок прибора с нулевого деления шкалы. Для погашения этой погрешности шкала прибора сделана вращающейся. При помощи спе <иальной кремальеры можно нулевое деление шкалы подвести под стрелку или стрелки, в случае двухстрелочного высотомера, совме- тить с нулем шкалы. Это устройство накладывает особое требование иа вид шкалы; шкала должна быть равномерна по высотам. Неравно- мерная шкала внесет погрешность в показания прибора. Докажем это. Пусть мы имеем шкалу равномерную по давлениям и» следовательно, неравномерную по высотам (но разградуированную •Ю высотам). Рассмотрим абсолютное значение производной —— И'- dH формулы (81) видно, что эта производная равна плотности воздуха. 'Иввсстно, что с высотою плотность воздуха падает, т. е. производная ота уменьшается. Отсюда следует, что одному и тому же приращению давления dp у земли и на некоторой высоте соответствуют различ- ные приращения высоты dH, причем dHQ у земли будет меньше, нежели dH, на высоте. Следовательно, шкала рассматриваемого нами высотомера имеет увеличивающуюся цену делений, но в то же время одному и тому же риращению давления dp соответствует один и тот же угол пово рота стрелок прибора do. (рис. 46). Допустим, что у земли давление равно р(). При подъеме само- лета на высоту dHo, соответствующую приращению давления dp. 74
стрелка прибора повернется на угол , что на шкале прибора и соответствует изменению высоты dHo. Пусть до взлета давление у земли упало, т. е. стало равным Pi <Z Ро, причем приращению дав- dp (при этом давлении Pi ) соответствует уже приращение О&мл. давление Ро прирощ. долепив dP Приращ ibtcombt dНе Рйс. 46. Шкала Picop давление Р, прирои^даёпемие dP npupoih,£bicombi dH,>dMB равномерная по давлениям. выемт dHi^> dHo. Вследствие уменьшения давления стрелка при- боре еще до взлета повернется на угол а. Повернем шкалу нашего высотомера кремальерой на тот же угол «, т. е; подведем нуль шкалы под стрелку. Подъем самолета на высоту dHo будет соответствовать уаие изменению давления меньшему, нежели dp , так как изменению давления dp (при давлении Pi) соответствует изменение высоты Р&ор. да&ление Ро приращдоВлвние dPo прираш, ibicombi dН fiiaui даблвиие Pt Лрирощ. давление dPr прирещ. Ряс. 47- Шкала равномерная по высотам. dHt. Следовательно, стрелка прибора при подъеме на высоту dH* повернется на угол меньший da. Отсюда видно, что в зависимости от давления на аэродроме одному и тому же подъему на некоторую высоту будут соответствовать различные показания, что, конечно, недопустимо. Рассмотрим теперь шкалу равномерную по высотам (рис. 47). В ©том случае изменению высоты dH всегда будет соответствовать одни и тот же угол поворота стрелки da независимо от давления 75
у земли. Таким образом после изменения давления у земли до взлета и установки нуля шкалы под стрелку, подъем самолета на высоту dH всегда вызовет поворот стрелки на угол da, т. е. независимо от дав- ления на аэродроме, одному и тому же подъему на некоторую высоту будут соответствовать одни и те же показания. Но это и требуется. Отсюда видно, что равномерность шкалы по высотам, в случае поворотной шкалы, обязательна. 3) Пусть в полете показание прибора Н соответствует давле- нию в слое полета рн . Если на аэродроме мы имеем давление Ро, то показание прибора соответствует относительной высоте, опреде- ляемой по формуле (15) или (12). Допустим, что на уровне аэрод- рома давление изменилось и стало равным Р\ < Ро. Если пилот вы- держивает высоту полета по показанию прибора Н, то относитель- ная высота полета будет уже не Н, a Hi. причем из формулы (15) видно, что Hi Н: ^=18401,2( \ 273 / рн где Pi Ро, так как высота: И—18401,2^ > + \ 273 / ри то* деля Hi на Н, получим: Н ~Н >gPo-’gP// а погрешность показания: г i H-H=H-gp*~Xgp' , lgp»~IgPH где H — показание прибора, a Hi — относительная высота полета. 4) Пусть при тех же условиях полета изменилось не давление на уровне аэродрома, а средняя температура столба воздуха, т. е. сред- няя температура стала равной ^'Ср. В этом случае относительная высота W уже не будет равна пока- занию прибора Н: и-18401,2/ l + -L-rJ 1g \ 2/3 ) рц отсюда: 273+tep а погрешность показания: Н~Н~ -1£₽—с₽- 273+7ср где Н показание прибора, а Н1 — относительная высота полета.
§ 20. Конструкция двухстрелочною высотомера Двухстрелочный высотомер выполнен следующим образом: шкала его рассчитана до высоты 10000 м. Когда малая стрелка делает един оборот, большая стрелка делает десять оборотов. Таким обра- зом, цена одного деления для малой стрелки равна 100 м, а для боль- шой — 10 м. Чувствительный элемент (рис. 48) состоит из двух или трех анероидных коробок Види 13, установленных одна на другой. Отдельно взятая анероидная коробка представляет из себя две гофрированные мембраны, спаянные по краям. Из коробки воздух выкачан и давление в ней принято считать равным нулю. Фактически внутри коробки остается некоторое давление, величина которого нс превышает 0,2—0,3 мм рт. ст. С внешней стороны на коробку действует атмосферное давление, сдавливая стенки коробки. Сила атмосферного давления противодей- ствует силе упругости мембран. Всякому атмосферному давлению соот- ветствует определенная величина прогиба анероидной коробки. С из- менением атмосферного давления изменяется прогиб коробки. Для приведения прибора в действие и используется ход анероидной короб- ки. Наличие двух (или трех) коробок позволяет увеличить чувстви- тельность соответственно в два-три раза. Передача от коробок к зубчатому сектору осуществляется ша- тунно-кривошипным механизмом. Зубчатый сектор 6 сцеплен с триб- кой 12, на оси которой укреплена шестерня 11. Ось трибки 12 и шестерни 11 несколько смещена от центра прибора. Шестерня 11 сцеплена с трибкой 7, на оси 4 которой насажена большая стрелка 1. Коробки Види и весь описанный передаточный механизм укреплены на вращающемся основании. Это основание может поворачиваться при помощи кремальеры. На той же оси 4 помещена трибка, сцепленная с сатсллитовой парой 5. Малая шестерня пары сцеплена с шестерней 17, укрепленной на полой оси 3, внутри которой проходит ось 4. На полую ось насажена малая стрелка 2. Угол поворота оси 4 при помощи сателлитов 5 уменьшается в десять раз. Таким образом, ось 3, а следовательно, и малая стрелка, вращается в десять раз медленнее большой. Ось сателлитов 5 укреплена на неподвижной платинкс и не вра-г щается с основанием прибора. При повороте кремальерой основания (рис. 49) на некоторый угол ось 4, а с ней и большая стрелка 1 поворачиваются на тот же угол. Очевидно, что малая стрелка 2 повернется на угол в десять раз меньший. Все это устройство служит для того, чтобы устанавливать перед взлетом обе стрелки на нулевое деление шкалы. В этом приборе шкала неподвижна. Кроме основания с кремальерой 28 сцеплена шкала давлений 22. В шкале высот имеется вырез, через который видна шкала давле- ний. Назначение шкалы 22 — указывать давление перед взлетом, когда стрелки стоят на нуле. Прибор снабжен температурными ком- пенсациямй первого и второго рода. В конструкции механизма двухстрелочного высотомера преду- смотрен противовес. Он предназначен для уравновешивания анероид- 77
Рис. 48. Механизм двухстрелочного высотомера: 1—большая стрелка; 2—малан стрелка; 3—ось малой стрелки; 4 —ось большой стрелки; 5—сател- литовые шестерни; 6—сектор; 7—трибка; 8—ось сектора; 9—ось большой шестерни; 10—волосок; 11—большая шестерня; 12—трибка; 13—анероид- ные коробки; 14—жесткий центр; 15—температур- ная компенсация 1-го рода; 16—тяга; 17—шестер- ня малой стрелки; 18—пружина противовеса; 19—температурная компенсация второго рода. 78
пых коробок во избежание влияния собственного веса коробок на показания прибора прн изменении их положения. Противовес укреплен при помощи пружины 18 и поворотной оси на основании, механизма. Пружина противовеса предназначена для выбирания люфтов в шарнирных соединениях, а поворачивая ось, Рис. 49. Устройство*узла кремальеры: 1 — большая стрелка; 2—малая стрелка; 3—ось малой стрелки; 4—ось большой стрелки; 18—шестерня основания механизма; 22—шка- ла давления; 26—ручка кремэльеры; 27— конус; 28 и 29—шестерни; 30—пружина. можно (вследствие наличия пружины) смещать начальное положение жесткого .центра (14) коробок Види, вследствие чего создается воз- можность использовать наиболее прямолинейную часть кривой зави- симости хода коробки Види от высоты. Механизм прибора допускает измерение до высоты 12 км. Весь механизм прибора заключен в стандартный корпус диаметром 80 мм. Корпус прибора герметичен и через штуцер сообщается со статиче- ской трубкой приемника Пито, чтобы давление, действующее на ко- робку Види, было строго равно статическому давлению в слое полета. § 21. Развитие конструкции высотомера А. Первый советский высотомер представлял собою несколько видоизмененный анероидный барометр (рис. 50) Происходило это по той причине, что в прошлом не умели изго- товлять мембран анероидных коробок достаточно высокого качества. В качестве материала применялся нейзильбер. Имея малую упругость, анероидная коробка не могла противостоять атмосферному давлению. Поэтому к коробкам добавлялась специальная растягиваю- щая пружина, сила натяжения которой складывалась с силой упру- 7»
гости анероидной коробки. В некоторых конструкциях пружина уста- навливалась внутри коробки. Вследствие этого ход анероидных коро- бок был пропорционален изменению давления (а не высоты). В результате этого возникали большие трудности в получении равномерной шкалы высот. Первоначально для тихоходных самолетов считалось, что давле- ние в кабине самолета такое же, как и в слое полета и поэтому специ- альных приемников для высотомеров не применяли. Корпус прибора был негерметичиым. Рис. 50. Общий вид и механизм первого отечественного высотомера типа „Элют—Авиаприбор". Для современных скоростных самолетов давление в кабине значи- тельно отличается от давления в слое полета. Разность их иногда достигает нескольких мм рт. ст., поэтому стали применять соединение внутренней полости корпуса прибора со статическим трубопроводом приемника Пито. Б. В СССР был создан однострелочный высотомер (рис. 51). Гофрированная анероидная коробка была изготовлена из фос- фористой бронзы, что позволило отказаться от применения допол- нительной растягивающей пружины. Анероидная коробка 1 имеет жесткий центр 3. Коробка крепится к основанию механизма при по- мощи винта и гаек, позволяющих устанавливать коробку в нужное положение. Жесткий центр передает ход коробки на ось сектора 4 через тягу 5 при помощи колодочки и компенсационной пластинки 7. Сектор 8 находится в постоянном зацеплении с трибкой 9, на оси кото- рой укреплена стрелка 10, перемещающаяся по шкале, разградуиро- ванной в единицах высоты. 80
Передаточный механизм однострелочного высотомера почти не отличался от конструкции указателя скорости с затухающей шкалой. Следует только отметить, что погрешность в линейности переда- точного механизма высотомера была еще меньше, нежели у указателя скорости. Достигалось это тем, что полный угол поворота зубчатого Рис. 51. Механизм однострелочного высотомера: 1—анероидная коробка; 3—жесткий центр; 4—переходная ось; 5—тяга; .7—тем- пературная компенсация первого рода; 8—сектор; 9—трибка; 11—температур- ная компенсации второго рода. сектора не превосходил 16°, причем распределялся он приблизителъ но симметрично относительно среднего положения сектора. Средним положением мы называем такое положение сектора, при котором плечо его перпендикулярно тяжку. В этом случае относительная мак- симальная погрешность в линейности передачи в % будет: 100 -0,25%. (см. § 9). Отсюда следует, что угол поворота стрелки есть линейная функ- ция хода анероидной коробки — чувствительного элемента высото- 6 Г. О. Фридлендер н С. Л. Майоров. 81
мера. Для того чтобы шкала прибора была равномерна по высотам, а не по давлениям, необходимо, очевидно, чтобы ход коробки был про- порционален высоте. Последнее в довольно широком диапазоне дости- гается соответствующим выбором формы гофра мебран анероидных -коробок Види *. Однострелочные высотомеры этого типа были трех диапазонов, ло 6000, 8000 и 12000 м. Прибор имел две биметаллические компенсации: 7 — первого рода и 11 — второго рода. С передней стороны на корпус накладывалось стекло, защищаю- щее шкалу и стрелку прибора от механических повреждений и пыли. Для достижения герметичности между стеклом и корпусом про- кладывалось резиновое уплотнение и не высыхающая замазка. На дне корпуса имелся штуцер, который соединялся со статической ка- мерой приемника Пито. Прибор имел кремальеру, позволяющую поворачивать шкалу и устанавливать на аэродроме нуль шкалы против стрелки, независимо от барометрического давления. Одним из существенных недостатков однострелочных высотоме- ров являлась их сравнительно небольшая чувствительность, т. е. боль- шая цена деления шкалы (одно деление соответствовало 100 м). В. В настоящее время целый ряд фирм, как например, Kolsmann Pioneer и др. выпускает трехстрелочные высотомеры, по принципу действия аналогичные отечественному двухстрелочному высотомеру. Краткое описание схемы трехстрелочного высотомера фирмы Pioneer приводится ниже. Большая стрелка показывает высоту полета в десятках и сотнях футов. Цена делений для большой стрелки — 20 футов (1 фут = приблизительно 0,3 м). Каждая оцифрованная точка обозначает 100 футов, а один оборот стрелки соответствует изменению высоты . в 1000 футов (примерно, 300 м). Для средней стрелки цена делений — 200 футов, каждое оциф- рованное деление показывает изменение высоты в 1000 футов (при- мерно, 3000 м). Полный оборот средней стрелки показывает измене- ние высоты в 10000 футов. Для малой стрелки цена деления 2000 футов, а каждое оцифро- ванное деление соответствует изменению высоты в 10000 футов. Диапазон измерения высоты прибором — 35000 футов. Шкала барометрического давления, имеющаяся на приборе, оттарирована в дюймах рт. ст. от 28,1 до 31 дюйма (что соответствует 713,7 — .787,4 мм рт. ст.). Цена делений шкалы барометрического давления равна 0,02 дюйма рт. ст. или 0,51 мм рт. ст. Оцифровка шкалы нанесена через 0,1 дюйм рт. ст. 2,5 мм рт. ст. При постановке всех трех стрелок на «0» (на земле), шкала барометрического давления показывает атмосферное, давление в дан- ном месте, а имеющиеся на шкале прибрра треугольные индексы пока- жут барометрическую высоту данного места в футах, т. е. превышение относительно такой точки на земле, где давление равно 760 мм рт. ст. Внешний индекс покажет высоту в десятках и сотнях футов, а внутренний индекс — в тысячах футов. Рис. 52. Кинематическая схема трехстрелочного высотомера фирмы „Pioneer" Если при установке на земле всех трех стрелок на «0» показа- ния шкалы давления не совпадают с действительным атмосферным давлением, то необходимо отвернуть винт (слева от кремальеры) н после того как его шлиц выйдет из гнезда, сдвинуть это до-отказа влево. Затем следует оттянуть кремальеру на себя так, чтобы она вышла из зацепления со стрелками, после этого поворотом кремальеры можно установить показание барометрической шкалы, равное действи- тельному атмосферному давлению и таким образом исправить погреш- ность. Трехстрелочный высотомер, примерно, в два раза чувствитель- нее двухстрелочного высотомера. Кинематическая схема высотомера изображена на рис. 52. Д. Высотомер фирмы «Fuess» имеет одну стрелку и цифровой счетчик тысяч метров. Деления основной шкалы оцифрованы через 100 м. Цена одного деления — 10 м. По чувствительности при- бор, примерно, соответствует двухстрелочному высотомеру. Шкала барометрического давления выражена в миллибарах *. * Успешное решение этой задачи было выполнено инженером Н. К. Мат- веевым. «2 * Для перевода давления, выраженного в миллибарах, в мм рт. ст. сле- дует пользоваться таблицей 2, приведенной в приложениях книги. 6* ~ «3
§ 22. Инструментальные погрешности высотомера Инструментальные погрешности высотомера те же, что и погреш- ности указателя скорости. Температурные погрешности высотомера компенсируются так же, как и в указателе скорости. Особенностью высотомера является то, что применение темпера- турной компенсации первого рода в этом приборе обязательно. Объясняется это следующими соображениями. Применение темпера- турной компенсации первого рода излишне только в том случае, когда плечо зубчатого сектора при ненагруженной коробке Види пер- злинбай __________ **----JgO.yjQ___ температура Рис- 53. График измене- ния модуля упругости от температуры для различ- ных металлов. -ИГ ' - —... г . -- иг-?—»— м нендикулярно тяжку. В высотомере это невозможно вследствие того, что на нулевой высоте нагрузка коробки Максимальна и удовлетво- рение указанному требованию вызовет отклонение плеча зубчатого сектора (на нулевой высоте) от среднего положения на значительный угол (см. § 10). Очевидно, что передача уже нс будет линейной и шкалу прибора будет трудно сделать равномерной. Величина инструментальных температурных погрешностей высо- томера и указателя скорости при отсутствии применения температур- ных компенсаций может достигать 3% от величины измеряемого дав- ления. Например, в высотомере эта величина может достигать 250 и более метров. Вместо температурных компенсаций первого и второго рода в вы- сотомерах иногда применялся азот, оставляемый в незначительном количестве внутри анероидных коробок. Изменение давления азота внутри коробки Види зависело как от температуры, так и от объема, т. е. хода коробки и компенсировало таким образом изменение модуля упругости материала коробки. Этот способ не получил широкого распространения, так как такого рода компенсация не поддавалась регулировке. В последнее время делаются опыты по применению для коробок Види Элинвара — материала, почти не меняющего своего модуля упру- гости в диапазоне температур, при котором работают приборы (рис. 53). В этом случае применение температурных компенсаций первого и второго рода излишне. 84
§ 23. Проверка высотомера Проверка высотомера перед монтажем на заводе-изготовителе производится почти так же, как и указателя скорости (см. §12). Оди- наковыми пунктами проверки являются п. п. 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Кроме того, высотомер проверяется по следующим пунктам: 7. Точность установки большой стрелки на индекс 0 при уста- новке барометрической шкалы на давление дня проверки. 8. Проверка диапазона работы прибора. На самолетостроительных заводах высотомер проверяется, как и указатель скорости по п. п. а, б и г (см. § 12). Кроме того, произ- водится проверка точности установки большой стрелки на индекс О при установке барометрической шкалы на давление дня проверки. Сущность проверки инструментальных погрешностей заключается в сличении показаний проверяемого прибора с показаниями образцо- вого ртутного барометра, шкала которого оттарирована по гипсомет- рической или барометрической таблице. Расчет барометрической таблицы производится по стандартным формулам (11) и (11 *). вывод которых приведен в § 18. Для высот, над уровнем моря от 0 до 11000 м. Для высот над уровнем моря, превышающих 11000 м, //-11000 ~ т,,/? Р—Рие , • (1Г) где р — барометрическое давление на высоте Н; р0 — барометрическое давление на уровне моря (Н = 0); t — температурный градиент; 7’в — абсолютная температура на уровне моря (Н — 0); R— газовая постоянная, равная 29,27 м/град.; Рп— барометрическое давление на высоте Н= 11000 м рав- ное 169,6 мм рт. ст.; 7j.— абсолютная температура на высоте Н— 11000 м, рав- ная 216,5°К; Н— высота в м. После подстановки в формулы значений входящих в них букв, получим расчетные формулы. Для высоты 11000 м, Р = 760 (1—0,225694.10-477)W5e, для высоты 11000 м. igp = 2,22943 — 0,68532.10 4(Н—11000), где высоты ртут- ного столба, соответствующие Р и Рц, взяты при стандартной плот- ности ртути (13,5951 гр/см3) для 0?С. В приложении 3 приводится барометрическая таблица, состав- ленная для высоты от 1000 до 30000 м; интервал между подсчитан- ными значениями барометрического давления взят равным 100 м для высот от 1000 до 20000 м и равным 500 м для высот от 20000 до 30000 м. 85
Значения барометрического давления в этой таблице, выражен- ные с точностью до 0,01 мм рт. ст., подсчитывались по формулам (12) и (12*) для температуры ртути в контрольных барометрах или мано- метрах равной (УС. Поскольку стандартная температура измерений (при помощи ма- нометров, барометров и т. д.) установлена в 20°С, то во второй барометрической таблице значения Р подсчитаны для температуры ртути равной 20°С. Расчетные рабочие формулы в этом случае примут следующий вид: для Н 11000 м; р = 762,7634 (1 — 0,225694 . 10 для Н > 11000; 1g р = 2,23098 — 0,68532.10 — 11000) *. В таблице 3, кроме барометрического давления, приведены также значения манометрического давления при температурах ртути 0 й 20°С с точностью до 0,01 мм рт. ст. Проверка гочности установки большой стрелки на индекс 0 при установке барометрической шкалы на давление дня проверки. По ртутному чашечному барометру (с учетом инструментальной поправки самого барометра) определяется атмосферное давление дня проверки. Шкала барометрического давления прибора устанавливает- ся на найденное давление. Большая стрелка высотомера при этом должна установиться на нулевом индексе. Несовпадение допускается не более +3 делений шкалы прибора. Если в этом случае отклонения стрелки выше указанного допуска, но не более +5 делений, прибор можно исправить. Для этого поворот том кремальеры, смещенная стрелка устанавливается на нулевой индекс, после чего головка кремальеры оттягивается на себя на столько, чтобы шестерня конуса вышла из зацепления с паразитной шестерней (рис. 49) и после этого поворотом кремальеры барометри- ческая шкала устанавливается на давление дня. Проверка шкаловых погрешностей и гистерезиса при нормальной температуре в эксплоатационных условиях производится с помощью прибора Гарфа. В лабораторных условиях или в достаточно полно оборудованных мастерских проверка осуществляется на специальной установке. А. Проверка высотомера по ртутному манометру в приборе Гарфа Прибор Гарфа (рис. 54) представляет из себя барокамеру малых размеров. Он состоит из металлического корпуса, разделенного на две части (как указано пунктиром), ртутного манометра и источника раз- режения. Для проверки высотомер помещается в барокамеру (1). При понижении в камере давления, стрелки прибора будут поворачиваться н устанавливаться на различных точках шкалы. * Высота ртутного столба (для р) скорректирована на коэфициент объем- ного расширения ртути, принятый в пределах температуры от 0 до 30°С равным 0,0001818 на 1°С (Т. Э. справочник физических и химических величин.’ т. 1- стр. 85). 86
По ртутному манометру (2) замеряется разность между давле- ниями в барокамере и вне ее. По величине измерений разности давлений, в гипсометрической таблице находится высота, соответствующая Ьтой разности. Сравнивая попадание высотомера с высотой, вычисленной по гипсометрической таблице (см. приложение 6), легко определить шкаловую погрешность (или поправку) для каждой точки высото- мера. Для этого из вычисленной по гипсометрической таблице высоты следует вычесть показание высотомера. Проверка высотомера в приборе Г арфа с помощью гипсометри- ческой таблицы усложняется тем, что приходится считаться с двумя важными обстоятельствами; а) в гипсометрической таблице сумма отсчетов по манометру вычислена при температуре -1-20рС; б) начальное давление в гипсометрической таблице принято равным 760 мм рт. ст., что в действительности бывает редко. Таким образом возникает необходимость при проверке вводить, поправки на начальные давления воздуха и температуру ртути мано- метра в момент проверки. Если температура воздуха в комнате, где производится проверка показаний высотомера по каким-либо причинам не равна +20°С, все суммы отсчетов по манометру приводятся к температуре +20С по; следующему соотношению. [1 + 3 (20-0], где hx — сумма отсчетов по манометру при t — +20'С; h2 — сумма отсчетов по манометру в момент проверки; р— коэфициент расширения ртути ( р — 0,0001818 '/град.); t— температура ртути в момент проверки. Следует помнить, что при температуре выше расчетной, поправка вычитается; а при температуре ниже расчетной — прибавляется (см., таблицу поправок в приложении 4 или 5). Перед началом проверки высотомера шкала давлений устанавли- вается на отметку 760. При этом стрелки прибора автоматически уста- навливаются на теоретическую высоту (т. е. высоту, соответствующую давлению дня проверки). Таким образом стрелки высотомера начи- нают свое движение не от нулевого индекса, а от некоторого другого положения. Это обстоятельство учитывается следующим образом: к отсчету по манометру следует прибавлять разность 760 — Рлаб где рЛаб — атмосферное давление в момент проверки. (В случае про- верки по ртутному барометру исправлений производить не нужно). При желании провести особо точную проверку высотомера необ- ходимо, кроме температурной поправки, ввести еще поправку на гео- графическую широту места проверки. Эта поправка прибавляется к показанию барометра или манометра с тем знаком, который стоит в таблице (см. таблицу 7). Поправка эта вносится после учета температурной поправки. Техника проверки высотомера в приборе Гарфа 1 сводится с следующему. После установки стрелок прибора на теоретическую 87
высоту, приборы помещаются в барокамеру, плотно закрываемую сверху крышкой. Краны 3 и 4 закрываются, а кран 5 открывается. Насосом 6 воздух откачивается из нижней половины камеры, назы- ваемой форвакуумом. Создав в форвакууме разрежение, следует за- крыть кран 5 н постепенно открывать кран 4. Воздух из верхней камеры устремится в нижнюю, создавая в верхней камере понижение давления. Вследствие этого стрелки высотомера начинают двигаться по шкале. При подходе стрелки к нужному делению, кран 4 следует закрыть. Для преодоления затирания в механизме перед отсчетом Рис. 54. Схема устройства прибора Гарфа: 1—корпус прибора Гарфа; 2—манометр! 3—4—5—краны; 6—насос. следует постукать по корпусу барокамеры. Такого рода отсчеты произ- водятся иа всех оцифрованных точках шкалы высотомера как при понижении давления, так и прн повышении. Результаты наблюдений записываются в бланк, как указано в нижеприведенной таблице. Б. Проверка высотомера в стационарных условиях производится ма специальной установке, одна из первых модификаций которой изображена на рис. 55. «8
Давление 742 мм рт. ст. Температура + 10°С Манометр Высота по гипсо- метри- ческой таблице Высота» отсчи- танная по при- бору Поправ- ка отсчет но лево- му ко- лену отсчет по пра- вому ко- лену сумма отсчетов по мано- метру сумма отсчет исправ- лен. на темпер. сумма отсчет. исправ- лен. на давл. 0 0 0 0 18 202 202 х 0 13 и 27 27 45 511 500 4 И 33 37 70 70,2 88,2 1025 1000 + 25 72 77 149 149,2 167,2 2037 2000 + 37 108 ПО 218 2’8,4 236,4 3020 3000 4-20 Выдержка 30 мин., а затем проверка на тех же точках при повышении давления. Инструментальные шкаловые погрешности при нормальной температуре не должны превышать допусков, приведенных ниже в таблице: Точка шкалы 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 Допускаемая погреш- ность в метрах + 30 — 40 + 30 — 50 ±50 ±60 + 90 ±120 + 150 + 200 Гистерезнс 60 60 60 80 80 80 80 80 Контрольным прибором может служить как ртутный барометр, так и ^-образный ртутный манометр. Иногда барометр тарируется в километрах высоты. Методы проверки остаются теми же, что и в случае проверки на приборе Гарфа. Проверка шкаловых погрешностей при положительной и отрица- тельных температурах производится на специальной установке (рис. 56). Для проверки необходимо налить во внутренний бачок воду и электроподогревом довести ее температуру до 4 5(УС. Прибор при этой температуре выдерживается в течение часа. Показания прибора проверяются только на двух точках шкалы: 500 и 1000 м н только в одном направлении. Уровень температуры поддерживается неизмен- ным в течение всего времени проверки. До следующей проверки прибору предоставляется перерыв в те- чение часа. Для определения шкаловых погрешностей при минусовой темпе- ратуре используется та же установка. Во внутренний бачок поме- щается сухой лед, и температура воздуха в колоколе доводится до 89'
—45°С, а затем до —60°С. Приборы при этих температурах выдержи- каются в течение 1 часа. По окончании проверок в течение 1—2 часов приборы просушиваются в термостате с температурой воздуха 4~50°С. Рис. 55. Схема установки для проверки вы- сотомеров при нормальной температуре: 1—ртутный барометр; 2—подставка из дере- ва; 3—колокол; 4—верхняя плита; 5—тру- бопроводы; 6—кран; 7—поддерживающая планка; 8—термометр; 9—стеллаж с прове- ряемыми приборами; 11 —мотор; 12 —ось виб- ратора; 13—вибратор. Инструментально-шкаловая погрешность в метрах при плюсовых и мину- совых температурах не долк.та превышать следующих значений: Точка шкалы 500 и 1000 2000 3000 4000 5000 0000 / 7000 8000 9000 10000 11000 . 12000 4- 50°С + 50 — 45°С + 50 ±75 + 100 + 150 + 150 + 220 + 250 Точка шкалы 500 3000, 5000, 8000, 10000, 12000 — 6О°С + 80 м Ч~ 300 м SO
Рис. 56. Установка первого выпуска для проверки высотомеров при положи тельных и отрицательных температурах. 91
Неплавность хода стрелок при +50° и —45°С должна быть не более 0,5 деления шкалы малой стрелки и 3 делений шкалы большой стрелки. Проверка герметичности корпуса. Проверка герметичности корпуса высотомера производится при нормальной температуре. Штуцер корпуса соединяется при помощи резиновой трубки с источником вакуума. В корпусе поверяемого прибора создается разрежение, соответ- ствующее показанию высотомера в 6000 м, после чего трубка зажи- мается и включается секундомер. Прибор считается герметичным, если за 1 минуту стрелка передвинется не более чем на 100 м по шкале прибора. После всех испытаний прибор подвергается испытанию на вибропрочность и виброустойчивость. После испытания на вибрацию производится повторная проверка инструментально-шкаловых погрешностей при нормальной темпера- туре, причем отсчеты по основным точкам производятся только при увеличении разрежения. Проверка на вибрацию и влияния положения прибора на их пока- зания производится так же, как у указателя скорости. § 24. Монтаж и проверка высотомера на самолете Высотомер крепится на амортизированной части приборной доски летчика и штурмана в соответствии со схемой приборного оборудова- ния данного самолета. К приборной доске высотомер крепится при помощи стандартного крепежного кольца диаметром 80 мм. Статический щтуцер прибора соединяется при помощи алюминие- вого трубопровода со статической проводкой указателя воздушной скорости. Монтаж трубопроводов проводится по правилам, указанным в§ 13. После монтажа прибор необходимо периодически проверять на самолете. Если при осмотре или проверке окажется, что прибор дает неправильные показания, несмотря на правильно выполненный мон- таж, его необходимо снять с самолета и проверить. Шкаловые погреш- ности и гистерезис высотомера, имеющего статический штуцер, про- веряются непосредственно на самолете с помощью хорошо выверен- ного эталонного высотомера. Сущность проверки сводится к сличению показаний высотомера с эталонным прибором. Разъединив проводку, соединяющую штуцер со статическим грубопрсводом, следует присоединить штуцер к тройнику, второй конец которого соединен с эталонным высотомером, а третий — с на- сосом (рис. 57). При помощи насоса создается разрежение, соответствующее оцифрованным точкам шкалы, и показания проверяемого высотомера сравниваются с показаниями эталонного высотомера. При такой проверке следует учитывать погрешности эталонного прибора, склады- вая алгебраически его с поправками, полученными при проверке. 92
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВУХСТРЕЛОЧНОГО ВЫСОТОМЕРА 1. Шкала высот прибора оцифрована в километрах от 0 до 10, шкала давлений — в мм рт. ст. от 670 до 790. 2. Диапазон измерения от 0 до 12000 м. 3. Цена деления шкалы высот 10 м для большой стрелки и 100 м для малой, и шкалы барометрического давления 1 мм рт. ст. 4. Корпус прибора стандартный диаметром 80 м. 5. Вес прибора — 650 г. Рие- 57. Схема проверки высотомера на самолете. § 25. Другие методы измерения высоты Большинство небаромстрических методов определения высоты является методами определения истинной высоты. Основные типы высотомеров, определяющих истинную высоту самолета, создавались на принципе отражения звуковой или электро- магнитной энергии от земной поверхности и их можно разделить на следующие группы: 1. Акустические. 2. Светотехнические. 3. Радиовысотомеры. Кроме указанных типов, была попытка создать высотомер, рабо- тающий на принципе использования изменения емкости системы самолет — земля. Однако высотомер емкостного типа вследствие нестабильности работы и малых пределов измерения высоты (0— 15 метров) не получил распространения в качестве высотомера малых высот. Акустический высотомер был предложен раньше других. Прин- цип его работы заключается в следующем: с самолета посылается кратковременный звуковой импульс (выстрел, свисток) и звуковая волна после отражения от земли возвращается на самолет в виде эхо. 93
Зная скорость звука в воздухе, можно высоту определить по интервалу времени между моментом посылки импульсов и моментом приема эхо. Действительно, истинная высота, как это видно из рис. 58, опре- деляется по формуле где: t — интервал времени между моментом посылки звукового импульса и моментом приема эхо; с — скорость звука в воздухе; V — скорость самолета относительно воздуха. Рис. 58. Схема определения высоты эхолотом. В конструкциях акустических высотомеров (эхолотах) момент возвращения сигнала эхо регистрируется акустическим приемни- ком, который немедленно включает передатчик для посылки очеред- ного импульса. Частота импульсов преобразуется в показания стре- лочного прибора, проградуированного непосредственно в метрах высоты. Акустический метод обладает следующими основными недостат- ками: 1. Шум работы мотора самолета не позволяет принимать эхо на высотах больше 100—200 м. 2. При расчете шкалы прибора учитывается крейсерская скорость самолета. При полете на скоростях, отличных от расчетной, показания прибора будут иметь погрешность. Если расчетная скорость близка к звуковой, что и должно иметь место у приборов, предназначенных для современных самолетов, то в этом случае всякое отклонение от расчетной скорости вызовет особенно большие погрешности. 3. При скоростях самолетов, соизмеримых со скоростью распрост- ранения звука, эхо приходит на самолет с «опозданием» и дает отсчет высоты относительно точки земли, находящейся позади самолета. 94
Отечественные конструкции эхолотов не позволяли измерять вы- сота! больше 120 м летом и 70 м зимой. Их существенным конструк- тивным недостатком являлось использование пневматического при- вода,, .тотребляющего большое количество воздуха от пневмосистемы самолета. Данные немецких эхолотов с электрическим приводом оказались не лучше аналогичных пневматических приборов. Светотехнические методы измерения истинной высоты самолета используют законы геометрической оптики, причем они лишены не- достатков, свойственных акустическим высотомерам. Простейшим светотехническим способом определения высоты са- молета является использование посадочных огней Мандельштама. В этом случае над плоскостями самолета устанавливаются три источ- ника света таким образом, чтобы при посадке самолета на поверхности земли в поле зрения пилота проектировалось три световых знака. Форма световых знаков соответствует вырезам в диафрагмах аппа- ратуры, обычно выполненных в сиде повернутых на 90° букв « V». Аппаратура устанавливается так, чтобы оптические оси лучей скре- щивались на определенном расстоянии впереди самолета, при этом условии по конфигурации общей картины проекции можно судить о высоте полета самолета. Светотехнические высотомеры со стрелочным индикатором кон- структивно выполнены значительно сложнее. На самолете устанавли- вается источник света, тающий изображение светового' пятна на по- верхности земли. Совместно с источником света устанавливается объектив, проектирующий изображение светового пятна на светочув- ствительный элемент (трубка Кубецкого, фотоэлемент Брауде). Этот элемент преобразует световую энергию в электрический ток, величина которого соответствует месту проекции изображения на экране и, со- гласно' с законами геометрической оптики, расстоянию от объектива до земной поверхности. Такие высотомеры позволяют измерять высоту полета самолета не свыше 50 метров, причем с ухудшением прозрачности атмосферы пределы измерения могут снизиться ДО' 10—15 м. В основе работы всех радиовысотомеров лежит принцип отраже- ния от земли электромагнитной волны. Эта волна посылается передаю- щей антенной и принимается приемной антенной радиовысотомера, причем по времени прохождения сигнала от самолета до земли и об- ратно можно определить высоту самолета. Известны различные радиотехнические методы измерения вы- соты, однако практическое применение получили импульсный метод и интерференционный метод, использующий частотную модуляцию. По диапазону измеряемых высот радиовысотомеры разделяются на две группы: 1. Радиовысотомеры малых высот с частотной модуляцией, имею- щие стрелочный индикатор. Они определяют истинную высоту само- лета в пределах 0—1500 м с точностью порядка 5% +2 м. 2. Радиовысотомеры больших высот — импульсные, имеющие в качестве индикатора катодную трубку. 96
Эти радиовысотомеры определяют истинную высоту самолета й пределах 0—12000 м с точностью порядка 1/4% + 20 М. Радиовысотомеры малых высот используются при слепом само- летовождении, при пробивании низкой облачности и для посадки при плохой видимости. Эти радиовысотомеры позволяют снизить самолет до 2 м над местом посадки и даже предусмотреть момент касания земли. При полете над неровной местностью по индикатору радиовысо- томера можно заметить изменение высоты за счет неровности земной поверхности (холмы, овраги, горы, строения и т. д.). С помощью ра- диовысотомера можно, примерно, определить рельеф местности. При полете над лесом прибор показывает расстояние от земли до самолета и только над густым лиственным лесом прибор показывает расстояние не от земли, а от лиственного свода до самолета. Отдель- ные деревья или группы деревьев не влияют на показания радиовысо- томера. На глубоких виражах показания прибора могут быть неустойчи- выми. При полете над горами с пикообразными вершинами прибор может измерять расстояние не от вершины гор, а от склона гор до самолета. Принцип действия и краткая теория работы радиовысотомеров малых высот Передатчик радиовысотомера генерирует электромагнитные ко- лебания, частота которых с помощью специального модулятора плавно изменяется в пределах +20 мггц от средней частоты передатчиков, которая бывает порядка 440 мггц, при работе радиовысотомера на первом диапазоне высот или. +2 мггц от средней частоты передат- чика на втором диапазоне. В указанных пределах частота измеряется, примерно', 120 раз в секунду, так как частота модуляции порядка 120 герц. Антенна передатчика непрерывно излучает электромагнитные волны, которые после отражения от земли принимаются антенной приемника. Кроме отраженных сигналов, на вход приемника непрерывно по- даются прямые сигналы непосредственно от передатчика (рис. 59). В каждый момент времени частота прямого сигнала отличается от частоты отраженного сигнала на величину, равную изменению частоты передатчика за время прохождения сигнала от антенны передатчика до земли и обратно от земли до антенны приемника. В результате сложения прямого и отраженного сигналов в детек- торе, который является первым каскадом приемника радиовысотомера, возникают биения, и в результате детектирования с нагрузки детек- тора снимается напряжение низкой частоты, равной разности частот прямого и отраженного сигналов. Напряжение низкой частоты усиливается и затем через ограни- читель амплитуды сигнала подается на частотомер, где преобразуется в постоянный ток, величина которого прямо пропорциональна частоте 96
биений. На выходе частотомера включен индикатор высоты со шка- лой, проградуированной в метрах или футах высоты. Графическое изображение процессов, происходящих в радиовы- сотомере, приведено на рис. 60. Для наглядности рассматривается случай пилообразного изменения частоты передатчика, однако, при синусоидальном изменении частоты передатчика, происходящей в не- Рис. 59. Схема работы радиовысотомера малых высот. которых радиовысотомерах, физические процессы будут аналогичны. На рис. 60 сплошной линией показано изменение частоты сиг- нала, подаваемого с передатчика на передающую антенну и непосред- ственно на балансный детектор в зависимости от времени. Пунктирной линией показано изменение частоты отраженного сигнала, поданного от приемной антенны на балансный детектор. Эта кривая сдвинута во времени относительно первой и для момента времени сущест- вует разностная частота fa прямого и отраженного сигналов, харак- теризующая высоту самолета в данный момент. Чем выше самолет, тем боляще сдвиг во времени этих двух кривых и тем больше раз- ностная частота. Частоты fnp и /отр в различные моменты времени различны, но их разность постоянна, кроме небольших отрезков времени М в тече- ние каждого периода. Если к детектору, который является нелинейной системой, прило- жить напряжения различных частот, то на его выходе можно выделить напряжения комбинационных частот и в частности напряжение раз- ностной частоты. . Fa = /пр-/отр=4.10е Д/. F. —— , с Г. О. Фридлендер n С. А. Майоров. 97
где Aj — частота биений в герцах; А/— разность между максимальной и минимальной частотами передатчика в мггц; F— частота модуляции в герцах; h — высота самолета в метрах; с— скорость распространения радиоволн. Напряжение низкой частоты усиливается и подается на ограни- читель амплитуды сигнала. Этот каскад необходим для устранения влияний колебаний напряжения частоты биений по амплитуде на точ- ность измерения высоты. Рис. 60. Графики процессов в радиовысотомере малых высот* Лампа каскада ограничителя работает в таком режиме, чтобы при ттодаче на сетку лампы напряжения не меньше 2,5 вольт с выхода огра- ничителя снималось напряжение, постоянное по амплитуде, но с часто- той, меняющейся с изменением высоты самолета. Это напряжение подается на ламповый частотомер, состоящий из двойного диода и усилителя постоянного тока, на выходе которого имеется обычный миллиамперметр, шкала которого проградуирована в метрах или футах высоты самолета над пролетаемой местностью. 98
Принцип действия и краткая теория работы радиовысотомеров больших высот Ультракороткие волны передатчик радиовысотомера генерирует, а его антенна периодически излучает импульсы, которые отражаются от земли и возвращаются на самолет. На приемную антенну поступают два импульса: один непосред- ственно от антенны передатчика, а другой после отражения от земной поверхности. Прямой и отраженный импульсы попадают на приейник н после усиления подводятся к индикатору высоты, роль которого выполняет катодная трубка. На экране катодной трубки имеется развертка в форме круга, иа которой видны два импульса: одни соответствует прямому сигналу, а другой — отраженному. Длина дуги между прямым и отраженным импульсами соответ- ствует пути прохождения л импульса от самолета до земли и обратно, поэтому отсчет высоты производится по положению отраженного импульса. Прямой импульс радиовысотомера проходит практически мгно- венно, а отраженный запаздывает на время: 2Н С где t— время запаздывания отраженного импульса; Н — высота самолета; с— скорость распространения электромагнитных воли. Длина дуги между прямым и отраженным импульсами выражает- ся уравнением: где А — длина дуги; г — радиус круга; Т— период круговой развертки; t — время прохождения импульса от самолета до земли и об- ратно. Из уравнения ( * ) видно, что при заранее выбранном периоде круговой развертки Т длина дуги А изменяется пропорционально истинной высоте самолета над землей. Глава III УКАЗАТЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ (ВАРИОМЕТР) § 26. Устройство и расчет вариометра Принцип, на котором основано устройство современного варио- метра (рис. 62), был впервые предложен Bestelmeyer’oM (Герма- иия) *. Устройство это выполнено следующим образом. ------.--- Physikalische Zeitsclirift 1910 год, стр. 766. 7* 99
Пусть мы имеем сосуд, соединенный с внешним воздухом только капилляром. Тогда, при подъеме, давление вне сосуда начнет падать, а давление внутри сосуда будет несколько больше, чем вне его, так как выход воздуха из сосуда будет тормозиться капилляром. Раз- ность между давлениями внутри и вне сосуда будет тем больше, чем больше скорость подъема. Отсюда следует, что эта разность давлений будет функцией вертикальной скорости самолета. Если известна эта функция, то, измеряя разность чувствительным манометром, можно определить Рис. 62. Общий вид вариометра. вертикальную скорость подъема самолета, предварительно разградуи- ровав шкалу манометра, не по миллиметрам ртутного или водяного столба, а по скоростям. Естественно, что в горизонтальном полете эта разность будет равна нулю, так как давления выравниваются через капилляр (рис. 63); При снижений мы будем иметь обратную картину, т. е. давление в сосуде будет ниже атмосферного и воздух через капилляр будет входить в сосуд. Следует отметить, что воздух внутри сосуда не должен подвер- гаться резким изменениям температуры, так как могут быть случаи, когда, например, в горизонтальном полете давление в сосуде, благо- даря изменению температуры, настолько быстро повысится или упа- дет, что разность давлений вне и внутри прибора не успеет вырав- няться через капилляр и прибор даст показания подъема или сни- жения без того, чтобы этот подъем или снижение имели место. 100
Кроме того, при подъеме, изменение температуры в сосуде, вслед- ствие падения температуры окружающей среды, вызовет уменьшение давления в сосуде добавочно к уменьшению, возникающему вследствие вытекания воздуха через капилляр. Очевидно, что такое доба- вочное изменение давления будет создавать погрешность в показа- ниях прибора. Для предотвращения подобных явлений сосуд делают изотермич- ным, употребляя для этого сосуд Дюара. Тогда температура воздуха внутри сосуда не может быстро изменяться. Рис. 63. Схема принципа действия Рис. 64. Схема вариометра без вариометра. бачка. Обычно прибор состоит из трех частей: сосуда, индикатора, пред- ставляющего собою чувствительный манометр, и трубопровода, соеди- няющего сосуд с полостью коробки Види, являющейся чувствитель- ным элементом прибора. Полости сосуда, трубопровода и коробки Види представляют собою единый объем, соединенный при помощи капилляра с наруж- ное! атмосферой. Полость корпуса непосредственно соединена с наруж- ной атмосферой или для большей точности работы прибора — с нифером приемника Пито. В настоящее время полость корпуса используется в качестве самого сосуда. В этом случае корпус соединен с наружной атмосферой через капилляр, а коробка Види — с нифером приемника Пито (рнс. 64). Последний прибор представляет преимущества с точки зрения габаритов и веса, но с точки зрения погрешностей, возникаю- щих вследствие отсутствия полной термической изоляции, он менее Удовлетворителен. Последнее будет доказано ниже. (Все же некото- рая термическая изоляция достигается тем, что корпус сделан нз •««елита). Ш
Найдем теперь зависимость между разностью давлений вне и внутри объема (сосуд — трубопровод — коробка Види) и вертикаль- ной скоростью. Пусть мы имеем объем V и пусть весовая плотность воздуха, находящегося в нем, будет ус - Предположим, что через капилляр, соединяющий сосуд с внешним воздухом, ушла малая чаЛь воздуха, занимающая объем dV при плотности 7 (где у — весовая плотность вне объема). Вес вытекшей части воздуха: dp = -;dV. В то же время изменение веса всего воздуха, содержащегося в объеме V, равно d (I/ ус ). Очевидно, что это изменение веса всего воздуха равно весу вытекшей части, т. е.: dp— -[dV = d{V 7с). Так как при вытекании воздуха из объема меняется плотность воздуха, а не величина объема (объем мы полагаем величиной посто- янной), то d[V"^)—Vd~{c. ч Отсюда — ’{dV или d-{z——р— dV. Так как 7; = , где р,— давление, R— газовая постояв- R Tj пая и Tt— температура в градусах Кельвина, то, полагая процесс вытекания изотермичным, имеем: dp^-V- dV. (19 ’) Разделив левую и правую части иа dt, где t— время, получим; _Фс_-______/1О1Ц dt V dt ' ' > Знак минус в правой части стоит потому, что величина dt отрицательная (положительному диференциалу dt соответствует от- рицательный диференциал dpc, так как давление при подъеме умень- шается). Малый объем dV можно положить равным произведению dl на F, где I— длина, a F — площадь сечения капилляра. Отсюда dp^_ = _ dl Fpv (19) dt ' V dt ” V' где V — средняя скорость истечения воздуха из капилляра. 102
Так как поток в капилляре можно считать ам и р dim Рейнольдса при существующих в вариометрах перепадах не превы- шают 1000), то средняя скорость найдется из формулы Пуазейля: D~ dp 32 Tj dl (20) i де D — диаметр капилляра; I кг. сек 1 ----7--Ь м2 J dp ------ градиент давления вдоль капилляра. dl г dP 1 радиент давления----можно с достаточной степенью точности dl расширением воз- положить постоянным вдоль капилляра, так как духа из-за малой разницы давлений вне и внутри объема можно пренебречь. Следовательно, можно положить градиент давления £^р Рс _ р ---=-----------. Подставляя это значение градиента в (20), а (20) dl I в (19). получим: dpc к ЕР . . - г - =------------p(pz — р), dl 128TJ/K (21) так как 4 Уравнение (11) связывает давление и высоту. Полагая скорость подъема (или спуска) постоянной, имеем: ct, где С — вертикальная скорость, a t — время. Подставляя это значение Н в уравнение (11), получим: X 1 Ct , (22) а подставляя (22) в уравнение (21), получим: dpc I'D* / . — — =— --------------»0( 1 dt \ 1 рс — р0 I 1 — V • (23; i 3 / J Т 1 3 Положим теперь, что воздух в капилляре успевает принять тем- пературу воздуха вне объема. С достаточной для наших целей точ- ностью можно положить »] линейной функцией абсолютной темпера- туры вне сосуда. Таким образом имеем: т^пТ--П [Тз —tct}. Подставляя значение tj в (23), получим: =------(Т3 - тct}* L------7з - т сфгИ(24, dt 128 т,/И _LV L -Т. Т3 к Тя 103
Раскрывая скобки уравнения (24), имеем: -~Y(r3 - , at _ A. \ __L / T3 * KT3 * где , r.D'1 k= 128 vjZ И Это диференциальное уравнение первого порядка. Оно решается при помощи интегрирующего множителя. ipdt ,, iPdt Pc е = J Q e dt+A, $Pdt где e — интегрирующий множитель, a A — постоянная интегри- рования. В нашем случае P=k (Г3 — -ct) -1 т 1 з И Q=kl-^\\r3 — тct) 7F-1 Vr3 Лт / найдем сначала интеграл от Р kv С i . f Pdt— —ot I {Тз —tct) Р- dt. Делая подстановку (Т3 — zct]=Z, Т3 получим: \Pdt=- ty.°R ( 1---. с \ Т3 Отсюда Рсе — 1 \Тз К'- 2 ( Гз — Т ct) R' г \ Го Хе с ' Гз ’ dt+A. (25) Интеграл этот берется по частям. Полагаем: I 1 , - -±«15./ 1—1. ct \ RT (73 — тct) Rt =и, а (Тз — тct} R; • е с ' Гз dt=dv. 304
Значение ® найдется при помощи подстановки: --/ 1—L ct \ я-. е е ' ' =Z. Диференцируя, получим Z-^-°f (Тз т3 я- отсюда 7’3 Г Тз у — —— 1 rfZ= -7— kp0 J 1грй Далее С -1-1 (Тз-t^)^ е = —^-^(Тз-тгО*^ kp0 Интеграл в правой части равен V. Отсюда: Подставляя это значение интеграла в (25), получим: Р =Ро 1— Тз —+Де / Rk its
или имея в виду (22) Ре—Р - +А? Rk — ct 'з Для определения постоянной интегрирования А имеем ные условия: при t — 0, р, — р = 0, что от земли со скоростью с. Отсюда: соответствует началь- подъему и ♦коичательно: , С А —-------е Rk с с рс — Р=--- Rk Rk —с> е (26) Манометр в нашем приборе замеряет разность давлений переделяемую уравнением (26). Эта разность является функцией не только вертикальной скорости с, но и времени t. Проанализируем величину второго слагаемого правой части уравнения (26). У современных вариометров параметры прибора имеют, при- мерно, следующие значения: L) = 0,45; I = 50 мм и I/ = 250 см3, величина п — 0,62152. 10-8 _K£_ce,S: W м/сек., отсюда: kp^R = -D^p^R _ с \28nlVc Ре -Рь, примем скорость С равной ма град. 3,14-О,000454-10332-29,3 128-0,62152-10"8 -0,05-0,00025-10 тс 0,0065-10 nnnnooz- 1 rQcft ---—------------- = 0,000226 1/сек и-----=5,256 Тз 288 Rt 392; при t — 3 сек. величина &PqR 1 _ с 1---------ct I Т3 / е 5,256 392)1—(1-0,000226-3)] - 1,37890 --- ct л 0,252. Таким образом значение рс — р будет отличаться от ПРИ’ мерно, на 25%. При t — 10 сек. погрешность становится весьма малой — меньше 1% показания (0,9741%). 166
Поэтому для установившейся вертикальной скорости можно полагать: Р<-Р^-~~> (27) Rk Итак мы получили, что показания прибора с достаточной точ- ностью пропорциональны вертикальной скорости. § 27. Методические погрешности вариометра Особенностью методических погрешностей вариометра является то, что величина конструктивных параметров прибора влияет на вели- чину этих погрешностей. Относится это к первым трем погрешностям, рассматриваемым ниже: 1) Мы видели, что второе слагаемое правой части уравнения (26) зависит от времени. Этот член характеризует собою запаздывание в установлении правильных показаний. Очевидно, что запаздывание является погрешностью показаний. Определим условия сведения этого запаздывания к минимуму: для этого найдем время, необходимое для того, чтобы перепад дав- „ , с леван Рс — р стал столь близким по своему значению к-------, что- Rk разность между ними не могла бы быть практически отмеченной нашим манометром, т. е. найдем время, при котором эта разность становится равной порогу чувствительности прибора —. Имеем: Проведя соответствующие преобразования, получим: t = С Т3 Г х _/ j _ <ln ty'Rk\* т С L \ PoRk / Из всех величин, от которых зависит t, только к (при задан- ном пороге чувствительности) может быть изменяема по величине конструктором. Чем больше будет к, тем меньше t, т. е. тем меньше запаздывание показаний приборов. Помня, что к яО4 -------------, 128 п IV мы видим, что для увеличения k необходимо увеличивать диаметр капилляра D, уменьшать его длину I и уменьшать объем V. Предел увеличению k кладется чувствительностью манометра. Действительно, из уравнения (27) видно, что с увеличением k уменьшается перепад, 107
замеряемый манометром. Отсюда следует, что чем чувствительнее манометр, чем чувствительнее коробка Види вариометра, тем меньше будет запаздывание прибора. 2) При выводе основной формулы (27) мы полагаем объем V величиной постоянной. Очевидно, что это неточно, так как коробка Види во время работы прибора деформируется и этим меняет вели- чину объема V. Определим максимальную погрешность установивше- гося показания, происходящую от пренебрежения изменением объема V. Обычно коробка Види вариометра имеет следующие параметры: внешний диаметр — 60 мм, диаметр жесткого центра — 15 мм и полный ход — 1,5 мм. Приближенно можно положить изменение объема коробки равным усеченному конусу с диаметрами оснований в 60 мм и 15 мм и высотою в 1,5 мм. Это изменение: A«А г^^Л!4:0-’15!94"4’510’^.5! ~2,2 см® * 3 3 Объём V обычно равен 250 см3, отсюда максимальная погреш- ность в % будет: AV 9 9 —— -100= - • 100 ~ О,88°/о. V 250 0 Погрешность небольшая. Все же получается, что для уменьшения ее следует якобы брать по возможности малые коробки Види или значительные объемы. Последнее, как мы видели выше, невыгодно с точки зрения запаздывания показаний. Эта погрешность обладает одной особенностью: ее можно учитывать в шкале прибора, так как она является функцией только показания и не зависит от высоты полета. 3) Определим теперь погрешность, являющуюся следствием того, что мы полагали процесс вытекания воздуха через капилляр (при подъеме самолета) изотермичным. В действительных условиях тем- пература атмосферы с высотою падает и воздух, выходящий из объема, обладающий температурой, равной температуре у земли, при вытекании охлаждается до температуры окружающей среды. В этом случае мы будем иметь: уравнение (9 ”) примет вид: 1 dpc Р dV R 7с dt RVTh dt * Следует отметить, что объем такого усеченного конуса равен произве- дению аффективной поверхности коробки на ее ход. 108
где 7с — абсолютная температура в объеме И, а Тн — температура на высоте Н. Полагая Тс и Гн постоянными величинами, мы вместо уравне- ния (21) получим: \ dpc _ r.D( Тс dt 128 т) IV Th Р(Рс р^ и вместо уравнения (27) г Тн = <и» Очевидно, что погрешность, измеряемая в единицах давления,, бужт; \р=-с________‘-JjL. Rk Rk Тс Относительная погрешность: с ( Тн \ f>i = —iP—=——H-L - /1 —txjv (28) Pc— p C \ Tc / Rk Если объем V полностью термически изолирован, то Тс — Тз ?',= ( 1-^-, (28') \ * 3 / * 3 так как Тя = Гз -тН. В этом случае относительная погрешность растет прямо пропор- ционально высоте и может достичь значительных размеров. Макси- мальная погрешность будет иметь место при высоте Н — 11000 м, а в % Р =± ^О^ОСбЗ-И000 100__24 I 288 В том случае, когда объем V термически неполностью изолиро- ван, в силе остается формула (28). Погрешность эта имеет знак плюс, т. е. показания прибора не- сколько занижены — см. уравнение (271). В связи с тем, что погрешность Р, достигает значительных раз- меров, естественно, возникает предположение, что полная термиче- ская изоляция объема V излишняя. Исследуем, какова будет погрешность в случае неполной термо- изоляции. В этом случае будет иметь место погрешность Р; > но, кроме того, появится погрешность, возникающая вследствие того, что давление внутри объема V с падением температуры тоже будет падать. Таким образом Рс будет уменьшаться не только вследствие 109
вытекания воздуха через капилляр, но и вследствие падения темпера- туры. Знак этой погрешности (обозначим ее Ра ) будет тоже плюс, т. е. показания будут преуменьшенными. Определим величину р2 . Пусть при подъеме на высоту &Н давление в атмосфере падает на величину Ар . При постоянной скорости подъема ( С — const ) дав- ление внутри объема V тоже уменьшается на Ар, так как давление внутри объема больше наружного на постоянную величину рс — P- При подъеме температура атмосферы, а следовательно, и в объеме V будет падать, так как отсутствует полная термоизоляция. Пусть при подъеме на высоту АН температура объема V упадет на вели- чину &Т . Вследствие этого давление в объеме добавочно уменьшится на величину о2р , т. е. и разность давлений рс —р уменьшится на величину 82р. В отношении показания прибора это явление соответ- ствует тому, что как будто р при подъеме уменьшилось не на &ру а на величину Ар — о2р , т. е. прибор поднялся не на высоту Д/7, а на высоту несколько меньшую. Очевидно имеет место следующее соотно- шение: 82р_ о Т р Тс „ р-ЬТ или с.2р --- * с (29) где чр— погрешность показания в единицах давления. Разделим левую и правую части соотношения (29) на Ар, т. е. на величину падения давления при подъеме на высоту АН. Отношение: будет относительной погрешностью показания. Имеем: P Др Деля числитель и знаменатель на Д/7 о h’s d Тс dH ' Р Лр_ Т dH ' и переходя к пределу, получим: (30) Это выражение и является относительной погрешностью, возни- кающий вследствие изменения температуры внутри объема V, при- чем Тс является функцией теплопроводности стенок объема V. При неполной термоизоляции объема V имеют место: как по- грешность Р, , возникающая вследствие неизотермичности процесса протекания воздуха по капилляру, так и погрешность р2 . Так как обе эти погрешности имеют одинаковый знак (плюс), то суммарная погрешность ’г- ПО
Подставляя сюда значения pj И Р2 из (28) и (30), получаем: dTc ---------------------------------- . р о _ / , Тн \ , dH р — I 1--------I -------------. \ тс I dp т dH Жг Имея в виду, что ——— = а —~~ R7n , получаем dH 7 р=1------+R d~c • , (3t) Тс dH Тс где Т с > Т н , но < Т з Определим зависимость Тс от коэфициента теплопроводности стенок сосуда вариометра (или корпуса его, в случае отсутствия «ге- ниального сосуда). Охлаждение объема V происходит по закону Ньютона | А die dt = - ^ Тс - ), где i — коэфициент теплопроводности с размерностью [сек *[, a t— время. Имея в виду, что Тл ~ Т 3 —tet, получим Тс -Т3 — Ае \ £ где А — постоянная интегрирования. Полагая, что при t — 0 7с = Т3 , получим: Гс = Тэ-т^+ — — (32) £ Для подстановки в выражение (31) необходимо продиференци- рс-вить Тс по Н. Так как t — -----, можно вместо (32) написать с Тс= т3--.Н+~-(\-е "*7) И <53) €111 111 ч
Подставляя (32) и (33) в (31), получим; --------. (34> 1ц - - -—(1—е ) Это выражение и дает нам полную температурную погрешность в зависимости от коэфициента теплопроводности стенок объема V (см. график на рис. 65). На графике даны кривые (для двух высот) зависимости погрешности от величины а, где O—’c.t (t для каж- дой кривой есть величина постоянная). Рис. 6t>. График зависимости погрешности показаний вариометра от коэфициента теплопроводности стенок сосуда. Когда Ё стремится к бесконечности, т. е. термоизоляция пол- ностью отсутствует, Р, становится равным нулю и из (34) мы полу- чаем Р'2=/?'. (30) т. е. относительная погрешность становится постоянной (если поло- жить, что температурный градиент тоже величина постоянная). В процентах погрешность будет: р'2 = 29,3.0,0065.100 19% . Гак как мы полагаем Р'2 величиной постоянной, то отсюда выте- кает, что ее можно учесть в шкале прибора. Однако этот учет даст н свою очередь погрешность, когда имеет место нестандартное распре- деление температуры по высоте. Особенно велика эта погрешность 112
( ^> 19%) будет при инверсии, т. е. в случае, когда с высотою темпе- ратура растет, а не падает. Из графика (рис. 65) видно, что наивыгоднейшим значением Е, очевидно, будет t = О, так как для высот до 8450 м значения Р при этом будут минимальными. Для высот, превышающих 8450 м, стано- вится выгодным значение ; —оо. Промежуточные значения Е дают погрешность большую, нежели при Е =0 или при Е = оо *. 4) Рассмотрим, наконец, погрешность, возникающую вследствие того, что зависимость между у и Т была положена нами линейной и прямая, изображающая эту зависимость, проходящей через начало координат: — пр где п= 0,62152 . ’10 -* 8 м2 град. и дает точное значение fl для Т — 288°. В действительности эта зависимость несколько сложнее и в диа- пазоне температур, при которых применяются вариометры с большой точностью, определяются следующей формулой: 7i„eT —[1,8-|-0,00б (Т -288)] 10 6 — — . м2 Абсолютное значение погрешности в определении f) для Т —288 = —75° (что соответствует температуре атмосферы = — —6QC) будет: »}игт —•»]=(1,8—0.006-75)-10-6 -0,62152-10-8 • 213 = 0,027-10~в . Так как т) входит множителем в Значение рс —р (уравне- ние 27), то относительная погрешность в определении будет и относительной погрешностью показаний прибора. Поэтому погреш- ность показаний будет: iW------22. Ю0 = -0,027— -100 = 2%. Т)ист 1,35 Отсюда видно, что принятое нами допущение, касающееся вида зависимости fj от Т, вполне законно. § 28. Расчет вариометра с учетом деформации чувствительного элемента Выше нами дана расчетная формула вариометра, не учитываю- щая изменение объема V основного сосуда, возникающее вследствие хода коробки Види или перемещения столба у жидкостного мано- метра эталонного прибора (см. § 26). Однако, такого рода изменение объема, хотя и не влияет существенно на окончательную величину * Так как вариометры в основном используются на высотах <^8450 м, то, очевидно, наивыгоднейшей следует считать наиболее полную термоизоляцию. 8. Г. О. Фридлендер и С. Л. Майоров. 113
показания (§ 27, п. 2), но, очевидно, должно сказываться на величине запаздывания( увеличивать запаздывание). Уравнение (19') вследствие деформации коробки Види напишется следующим образом: dPc = -Р dV, 4- ^-dVit (35) V V где dVy — объем элементарной частицы воздуха, вытекающей через капилляр, a d — изменение объема сосуда, вызванное ходом ко- робки Види. Заменим добавочное приращение давления ——— d выражением - -d ]/2. Большой погрешности в определении второго слагаемого уравнения (35) от этого не возникнет, так как величины р< и р друг от друга мало отличаются (эта погрешность не будет превосходить 1%). Итак уравнение (35) можно написать в следующем виде: dPc = JL-fdv^dv,) или, деля на dt, dpc _ р I dV, х dV2 \ dt V \ dt ' dt / (36) Как было указано в § 26, dV1= — D' dl 4 dt xLP dl r.D2 = . — = 4 dt 4 о D' Заменяя V— — - — • 32т] dp dp pc —p и полагая — - — : , dl dl I получим: dV. dt - iZ °” Как указывалось в § 27 п. 2, dV2 мы можем положить равным приращению объема усеченного конуса, возникшему вследствие изме- нения его высоты, dVt=— (R-+Rr+r^)dh, 3 1Д4
где R— радиус коробки; г— радиус жесткого центра, а dll — приращение хода коробки. Ход коробки Види приближенно можно положить пропорцио- нальным перепаду: h^=f-(pc — р), , где J-— коэфициент пропорцио- нальности. Отсюда = ^f-(Ri+Rr^^d(pc-p). О Обозначая -f-(R-+Rr+r*} = N, о получим dV2—Nd(Pc —р) чли так как р — 1---------ct Hfr то Т3 I dp с I т Д’ _i с р dt RT3 T3 ) RT3 Т 73 Отсюда (38) dV2 = <v / dpr _с_________р dt ' [dt ' R T3 , т , 1-----ci Подставляя (37) и (38) в (36), получим: =_ _ р) +N + "£-----------------------------£_ dt V 128-rjZ at RTS , г 1-----с 73 как и в § 26, положим 7j = n Т ~П(Т з — Т ct). Тогда к D* 128n Vl~ ‘ 8® 115
Интегрирующим множителем для этого уравнения будет где р =__________kP________ / ЛГ \ (1 +— Р ](Г3 -гс1) Имея в виду уравнение (22), cN \ V I \ V / Далее cN = J Q[ 1 + ) cN dt^ <40> где Q — правая часть уравнения (39). Делая подстановку (Т3—xcf) —Z и, интегрируя затем по частям, находим: п , . kRV лт г л/ kRV С Го л /, rv \ cN СМ I N \ cN , \Qe’p dt = p 1-4-— p------------------p 14-----p\ 4- J \ ' V ) kRV \ V J где A — постоянная интегрирования. Или, имея в виду (40), рс = р -]----—}- A f 14------р сЛ . Rk \ V ) Начальные условия для определения А (подъем от земли) будут; при ^=0; Pc—P~Pq. Отсюда находим, что N --P V kRV Rk и c Pc — P = ---- Rk Г V+Np Rk [ l/4-TVp. cN (41) С 116
Степень в равенстве (41) kRV -D'R cN V2&nlNc nD* так как k = -------, отсюда 128п/Г окончательно: ,., ., . i О‘й iZ-f-A'p \ 128л С С рс—р=-------- Rk Rk \V+Mp, (42) Второе слагаемое правой части уравнения (42) характеризует собою запаздывание показаний вариометра, которое зависит, как это видно, не только от диаметра и длины капилляра и объема сосуда, но и от объемной характеристики коробки Види N, причем, чем меньше М, тем меньше будет и запаздывание. Следует отметить, что зависи- мость запаздывания от объема сосуда незначительна, что следует из структуры члена, характеризующего запаздывание. Последнее выте- кает и из следующих соображений. С уменьшением объема, умень- шается количество воздуха, которое должно пройти через капилляр и, следовательно, запаздывание тоже должно уменьшиться. С другой стороны, при заданной объемной характеристике А коробки Види, уменьшение объема сосуда увеличивает влияние деформации коробки на запаздывание, т. е. увеличивает запаздывание. Эти два фактора взаимно компенсируются, вследствие чего запаз- дывание практически мало зависит от объема. § 29. Конструкция вариометра Чувствительной частью современного вариометра, у которого сосудом V служит корпус, является коробка Види 1 (рис. 66). Измеритель вариометра отличается от измерителя указателя ско- рости главным образом тем, что он предназначен для весьма неболь- ших давлений. По этой причине коробка Види должна быть очень чувствительной, а передаточный механизм обладать минимальным трением. Внутренняя полость коробки через трубопровод 2 и штуцер 3 соединяется с нифером приемника Пито. Корпус прибора в отличие от ранее существовавших конструкций герметичен и сообщается с атмосферой только через стеклянный капилляр 4, Капилляр укреплен с помощью шеллака в ниппеле 5. Коробка Види имеет два жестких центра: верхний и нижний. К ниж- нему жесткому центру коробки прикреплен штуцер. Этот штуцер жестко связан с консольной пластиной 6. Один конец пластины при- креплен к основанию 7, второй опирается на конусную часть регу- лировочного винта 10. Верхний жесткий центр связан с передаточным механизмом, предназначенным для преобразования возвратно-поступательного х°да его во вращательное движение стрелки. 117
f Рис. 66. Устройство вариометра без бачка: 1—коробка Види; 2—трубопровод’ 3—штуцер; 4 —капилляр; 5—ниппель; 6 —консольная пластине; 7—основание; 10—конус регулировочного винта; 12—13—шестерни; 15—тяга; 16—ось; 17—глобан; 18—поводок; 19—проти- вовес; 20—поводок; 21—сектор; 22—трибка; 23—стрелка; 24—антилюфто- вый волосок; 25—шкала; 27—стойки основания; 28 - корпус; 29-—прилив корпуса; 30—стопорный винт;31—головка кремальеры;32—скоба;33—стой- ка; 34—валик; 35—стекло. Передаточный механизм представляет собою поводковую и зуб- чатую передачу и состоит из следующих деталей: тяги 15, оси 16, гло- бана 17. На ось 16 одето кольцо с поводком 18, опирающимся своим свободным концом на поводок 20 сектора 21. Шайба 19, укрепленная на поводе 18, предназначена для уравновешивания коробки Види. Эта шайба при регулировке узла механизма может передвигаться по поводку 18 и фиксироваться в определенном положении с помощью стопорного винта 30. Сектор 21 находится в зацеплении с трибкой 22, на оси которой насажена стрелка 23. В отличие от других приборов, в.данной кон- струкции волосок укреплен на оси сектора, а не на трибке. Волосок 24 предназначен для удержания поводков 18 и 20 в соприкосновении и для выбирания люфтов в механизме и смонтирован так, что при нормальных скоростях подъема или спуска он остается натянутым и создает момент, стремящийся повернуть стрелку прибора в направ- лении хода часовой стрелки, т. е. при подъеме он скручивается, а при снижении раскручивается. Для уменьшения трения в передаточном механизме, ось 16 опирается на часовые камни. 118
Все детали механизма укреплены на двух основаниях, жестко скрепленных между собой тремя стойками 27. Собранный механизм заключен в стандартный корпус 28. В целях достижения изотермич- ности корпус прибора делается из бакелита, который обладает малой теплопроводностью. С лицевой стороны снизу корпус имеет прилив 29, в котором помещается ручка с осью юстировочного винта 10 и переводная ше- стерня 12. Этот узел введен в прибор для того, чтобы, не разбирая прибора, устанавливать стрелку в нулевое положение, если она откло- нилась от последнего на величину, не превышающую 1—2 делений шкалы. Для приведения стрелки к нулевому индексу необходимо проде- лать следующее: за головку кремальеры 31 юстировочный винт 10 вместе с переводной шестерней 13 следует отвернуть доотказа на себя. Шестерня 13 при этом войдет в зацепление с шестерней 12. При повороте головки юстировочного винта перемещается конус 10, изменяется положение консольной пластины с коробкой Види, а следовательно, приводятся в движение все звенья передаточного механизма и стрелка. После установки стрелки на нуль головку кре- мальеры следует завернуть на место. Для предохранения коробки от перегрузок и остаточных деформаций при крутом пикировании в при- боре предусмотрено ограничительное устройство, состоящее из скобы 32, стойки 33 и валика 34. С лицевой стороны корпус прибора закры- вается стеклом 35. Для получения большей герметичности под стекло подкладывается резиновая прокладка, а сверху вместо прижимного кольца навинчивается рант. Для отсчета показаний прибор снабжен стандартной шкалой 25 с оцифровкой делений в м/сек. Шкала прибора равномерная и деления нанесены симметрично относительно нуля. Вариометры выпускаются с диапазоном измерения вертикальной скорости до 10 и 30 м/сек. Конструктивно приборы отличаются друг от друга только раз- мерами капилляра 4 и оцифровкой шкалы 25. § 30. Развитие конструкции вариометра Впервые схема вариометра была предложена Bestelmeyer’oM в 1908 г. Им же в 1910 году была разработана краткая теория варио- метра. В качестве чувствительного элемента применялся жидкостный манометр. Вариометр находил применение тогда лишь на воздушных шарах. На самолетах устанавливать вариометр начали в 1926 году, а с освоением техники слепого полета, вариометр стал одним из основ- ных пилотажных приборов. А. Первая модель отечественного вариометра (рис. 67) была изготовлена в 1932 году. Конструктивно прибор был оформлен сле- дующим образом: чувствительным элементом его была коробка Види 38 (рис. 68). Внутренняя полость коробки соединялась через трубо- провод 24 с сосудом Дюара 49. 1)9
о избежание механических повреждений между сосудом Дюара н кожухом прокладывались амортизирующие резиновые прокладки. Коробка Види со штуцером укреплялась на пружинящей консольной пластине 42. Одним концом пластина прикреплялась к корпусу при- бора, другим она опиралась на конусную часть юстировочного винта 44. Рис. 67. Общий вид вариометра с сосудом Дюара. При работе прибора нижний жесткий центр был неподвижен, верхний же перемещался, сообщая движение на стрелку через тягу 14, рычаг 5, цепь Галля 3 и блочек 2. Такой механизм обеспечивал малое трение. На оси стрелки 1 был насажен волосок для выбирания люфтов и затираний в механизме и натяжения цепи Галля. Механизм прибора укреплялся внутри стандартного корпуса диаметром 80 мм на двух вертикальных стойках отлитых вместе с основанием. Капилляр 23 представлял собою стеклянную трубку с внутренним диаметром не более 0,55 мм и длиною до 40 мм. Одним концом капилляр через трубку 34 соединялся с атмосферой, другим через тройниковое соеди- нение — с сосудом Дюара 49, коробкой Види 38 и предохранительным клапаном 8. В нерабочем положении сопло 8 предохранительного клапана было закрыто пробкой, укрепленной на пружине 7 клапана. Клапан приводился в действие автоматически концом скобы 13, припаянной к тяге 14. Работал клапан следующим образом? расстояния между концами скобы 13 были отрегулированы таким образом, что при ско- рости спуска или подъема, превышавшей наибольшее значение шкалы, один из концов скобы опирался на пластину 12 и, вращая ее, подни- 120
мал свободный конец пружины 17 с пробкой. Сопло 8 открывалось и внутренняя полость коробки Види сообщалась с атмосферой, вслед- ствие чего прибор выключался из работы. Рис. 68. Устройство вариометра с сосудом Дюара: 1—стрелка; 2—блочок; 3—цепь Галля; 5—рычаг; 7-пружина клапана; 8—сопло; Ч—канал; 12—пластина; 13—скоба; 14—тяга; 18—противовес; 23 —капилляр; 24 и 34—трубопроводы; 38—коробка Види; 42 —пла- стина; 41—регулировочный вивт; 45—46—шестерни; 48—головка кремаль- еры; 49—сосуд Дюара. Б. Отечественные вариометры последнего типа отличаются от описанных выше конструкций введением юстировочного приспособ- ления эксцентрикового типа и постановкой в них унифицированного передаточного механизма. Унифицированный механизм, установленный в приборе, имеет меньшее трение (благодаря уменьшению модуля зацепления и диа- метра осей) и повышенную вибрационную устойчивость (благодаря сокращению числа передаточных звеньев механизма — изъята повод- ковая ступень передачи). У вариометров последних выпусков коробка Види обладает боль- шим ходом. Трубопровод, соединяющий коробку со штуцером корпуса, со- стоит из двух частей. Соединение осуществляется резиновой трубкой, которая допускает перемещение частей трубопровода друг относи- -ельно друга, не нагружая при этом коробку Види. 121
в. в некоторых образцах вариометра применялся специальный кран, с помощью которого можно было закрыть капилляр и таким образом полностью изолировать систему сосуда Дюара и коробки Види от окружающей атмосферы. Прибор с перекрытым капилляром работал не как вариометр, а как статоскоп, т. е. прибор, указываю- щий постоянство высоты полета. Статоскоп работал следующим образом. Если требовалось в по- лете сохранить точно заданную высоту, то, поднявшись до этой вы- соты, закрывали кран. В момент закрытия крана стрелка прибора Рис. 69. Схема устройства вариометра фирмы „Pioneer" (США) • I—герметичный корпус; 2—статический штуп ер; 3 —трубопровод; 4 - капил- ляр; 5—диффузор; 6 коробка Види; 7—тяга; 8—рычаг; 9—сектор; 10— грибка; 11—12—13—кулиса; 14- пружина; 1’—упоры; 16 —стойка; 17— штифт; 18—плунжер; 19—стакан; 20—кремал'ера; 21—эксцентрик;22—кон- сольная пластина. должна была находиться на нулевом индексе. Кран изолировал воз- дух, заключенный внутри прибора от атмосферного. При изменении высоты полета перепад между давлениями вне и внутри коробки вызывал смещение стрелки. Г. Фирма Kolsmann (США) выпускает вариометры с сосудом Дюара, Снабженные довольно сложным устройством, предназначен- ным для температурной компенсации методической погрешности. Сущность устройства состоит в том, что при изменении высоты по- лета, а следовательно, и температуры, с помощью двух анероидных газонаполненных коробок Види, изменяется длина капилляра. При снижении самолета — капилляр укорачивается, при подъеме — ка* нилляр удлиняется. Д. Другая американская фирма «Pioneer» (рис. 69) выпускает вариометры, снабженные компенсаторами температурных погрешив- 122
стей. Температурный компенсатор выполнен в виде пористого керами- кового капилляра (5), изменяющего диаметр пор, с изменением окру- жающей температуры и других более сложных устройств. Е. Английская фирма Смит изготовляет вариометры, изображен- ные на рис. 70. Прибор состоит из бакелитового герметичного корпуса 1. Чув- ствительным элементом его является металлическая коробка 2, раз- Рис. 70. Схема устройства и общий вид вариометра фирмы Смит (Англия)^ 1—корпус; 2 ^мембранная коробка; 3—капиллярные отверстия; 4--стредка. деленная на две части гофрированной мембраной. Одна часть коробки сообщается с внутренней полостью корпуса прибора, вторая часть — с окружающей атмосферой через трубопровод, а через 8 капиллярных отверстий 3, расположенных симметрично по окружности коробки, — с внутренней полостью корпуса. При изменении окружающего давле- ния с достаточной скоростью, давление в одной части металлической коробки будет отличаться от давления в другой части, и мембрана будет прогибаться в сторону меньшего давления. Прогибаясь, мем- брана через передаточный механизм будет передвигать стрелку 4. Шкала прибора имеет оцифровку в футах в минуту. Ж. Фирмы Аскания и Горн предложили весьма оригинальное решение конструкции вариометра (рис. 71). Прибор состоит из цилиндрической камеры, в центре которой, на часовых камнях помещена ось. К оси припаян металлический фла- жок 1. К этой же оси присоединены стрелка 2 прибора и спиральный волосок 3. Флажок образует со стенками камеры, днищем основания и верх- ней крышкой некоторый капиллярный зазор. При помощи флажка и секторообразного выступа 4, цилиндрическая камера разделяется на две полости, которые сообщаются между собою только через капил- лярные зазоры, образованные ребрами флажка и внутренней поверх- ностью камеры. Как видно' из рис. 71, одна из полостей соединяется с сосудом Дюара, а вторая — со статической проводкой приемника Пито. 123
Если самолет находится на земле или совершает горизонталь- ный полет, то давление в сосуде Дюара соответствует атмосферному давлению и стрелка прибора устанавливается в нулевое положение. При подъеме или снижении, атмосферное давление меняется в соответствии с вертикальной скоростью, в то время как давление Рис. 7]. Схема устройства „Щелевого" вариомсра- 1—пластина (флажок); 2—стрелка; 3—спиральная пружина; 4—клинообразная перегородка. -в сосуде Дюара меняется значительно медленнее. При изменении окружающего давления, в полостях камеры возникает некоторая раз- ность давлений и флажок повернется в сторону меньшего давления, преодолевая сопротивление волоска. Вместе с флажком повернется и стрелка на угол, равный углу поворота флажка. При выравнивании давлений в полостях камеры, волосок возвращает флажок в началь- ное положение, а стрелку к нулю. В этом приборе волосок является своего рода чувствительным элементом. Размер щели по ширине не превышает 0,06 мм, а по длине — 0,7 мм. Перепад давлений между полостями щелевого варио- метра, при скорости 15 м/сек подъема или спуска не превышает 1,5 мм водяного столба. Регулируется вариометр натяжением волоска. Шкала прибора симметрична относительно нуля. При скоростях, превышающих диа- пазон шкалы, прибор не выходит из строя. Это является одним ив кто достоинств. (При превышении значения предельной скорости, флажок упирается в секторообразный выступ). J24
§ 31. Проверка вариометра Приборы, впервые устанавливаемые на борту самолета или вы- шедшие из капитального ремонта, подвергаются испытаниям, как и указатель скорости, по п. п. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 § 12; кроме того, прове- ряются неплановость хода и колебания ртрелки. На самолетостроительных заводах вариометр проверяется, как и указатель скорости, по п. п. а), б) и в) и на неплавность хода стрелки. Осмотр по внешнему виду производится так же, как и указателя скорости. Обращается внимание на величину смещения стрелки от нулевого деления, при легком постукивании по стеклу прибора. Смеще- ние стрелки не должно превышать 0,5 деления. Если смещение стрел- ки выходит из допуска, но не превышает одного деления шкалы, стрел- ку следует привести на нуль с помощью кремальеры. Испытание герметичности корпуса прибора производится на спе- циальной установке. По водяному манометру в корпусе прибора создается разрежение, равное 700 мм вод. ст., причем скорость отсоса должна быть такой, чтобы стрелка не переходила максимального показания шкалы. После этого зажимается шланг и одновременно включается секун- домер. Герметичность считается достаточной, если столбик водяного- манометра опустится за 1 минуту не более чем на 3 мм. Инструментально-шкаловые погрешности при нормальной темпе- ратуре определяются на специальной установке, изображенной на рис. 72. В собранном виде она представляет собою эталонный варио- метр и состоит из: О -образного манометра 1, наклоненного под углем 45° (для поучения большей точности отсчета), сосуда 2 объемом в 1,5—2 литра, капилляра 5 диаметром 0,7—0,8 мм и дли- ной в 100—200 мм, стеклянного колокола 7, тщательно притертого- к плите, и ртутного барометра 8 с оцифровкой двух высот 3700 м и 3400 м. Наклонный манометр фиксирует разность между давлением в сосуде 2 и под стеклянным колоколом 7. Добавочный сосуд заме- няет сосуд Дюара или объем внутренней полости корпуса прибора. Стеклянный колокол представляет собой барокамеру, давление внутри которой соответствует определенной высоте. Величина давле- ния фиксируется барометром 8, соединенным с колоколом 7. Под колоколом помещается подставка с испытуемыми приборами 16. Винт 3 позволяет регулировать скорость изменения разрежения под колоколом (т. е. регулировать скорость подъема). Винт 4 позво- ляет изменять скорость впуска воздуха из атмосферы под колокол, т. е. регулировать скорость спуска. В бачке 10 при помощи насоса 15 создается предварительное раз- режение, примерно, до 200 мм рт. ст. Подъем самолета на установке можно продемонстрировать следующим образом, сначала закрыть кран 3, затем из бачка предварительного разрежения (форвакуума) откачать воздух до 200 мм рт. ст. Далее установить на нуль подвиж- ную шкалу наклонного спиртового манометра. Как только будет от- крыт кран 3, из-под стеклянного колокола воздух устремится в фор- вакуум, вследствие чего давление под колоколом начнет падать. 125
Падение давления одновременно распространится по шлангам до мениска верхнего колена L>-образного манометра 1 и до капилляра 5 установки. В сосуде (за капилляром), а следовательно, и в нижнем колене манометра давление, благодаря сопротивлению капилляра Судет несколько выше. Создавшаяся разность давлений уравновеши- вается столбом спирта U -образного манометра. Высота столба спирта будет больше или меньше в зависимости от степени открытия крана 3. Рис. 72. Схема установки для проверки вариометра при нор- мальной температуре: . 1 — контрольный спиртовой вариометр; 2—добавочный объем; 3—4—регулировочные краны: 5—капилляр; 7 —стеклянный кол- пак; 8 и 9—ртутные барометры; 10—форвакуум: )1—коллектор; 12, 13, 14—соединительные трубопроводы; 15—вакуумнасос; 16—испытуемые приборы. По манометру можно судить о скорости изменения давления под стеклянным колоколом, соответствующей определенной скорости подъема самолета. Спуск самолета легко имитировать, закрывая кран 3 и плавно открывая кран 4. Проверка инструментально-шкаловой погрешности на описанной установке производится следующим образом: 1. С помощью юстировочного винта стрелку прибора устанавли- вают на нуль. * 2. Поверяемые приборы 16 устанавливают в стеллаж и закры- вают их плотно сверху стеклянным колпаком. 126
3. Создают в форвакууме 10 разрежение до 200 мм рт. ст. 4. Шкалу спиртового наклонного манометра 1 устанавливают так, чтобы нулевое деление совпадало с мениском спирта в верхнем колене. Далее начинают постепенно открывать регулировочный винт 3. 5. Винтом 3 регулируют скорость отсоса так, чтобы мениск спир- та в верхнем колене манометра 1 устанавливался против деления 1 на шкале. 6. Показания отсчитывают по проверяемым приборам на точке 1 м/сек. 7. Постепенно увеличивая открытие крана, подводят мениск спиртового манометра к следующей проверяемой точке и производят отсчеты по прибору. 8. Приборы с диапазонами измерений до 10 м/сек. проверяют на на точках 1, 2, 3, 5, 7, 9, 10; приборы со шкалой до 30 м/сек. прове- ряют на точках 2, 4, 8, 12, 16, 20, 24 и 30. 9. Далее кран открывают до вступления в работу упора меха- низма и остановки стрелки прибора, при этрм производится отсчет показаний прибора. 10. После определения максимального отклонения стрелки, при- крывая кран 3, уменьшают скорость «подъема» и подводят мениск манометра к нулю. Та же операция, но в обратном порядке, повторяется при опре- делении погрешности на «спуске». Для этого необходимо закрыть кран «3» и, постепенно открывая кран «4», наблюдать за снижением мениска манометра 1 и ходом стрелки прибора. В процессе проведения испытания надо перед каждым отсчетом постукивать по плите установки или включать вибратор. Отсчет пока- заний спиртового манометра производится при установившемся поло- жении столба спирта. Погрешности при нормальной температуре не должны превы- шать следующих значений: Тип прибора Со шкалой до 10 м/сек Со шкалой до 30 м/сек Диапазон показаний от 0 до ±5 м/сек от±6 до ±10 м'сек от 0 до ±15 м/сек от ±16 м/сек до±30 м/сек Допустимая почетность показаний ±1,0 м/сек ±1 м/сек ±1,5 м/сек ±3 м/сек 127
нужно создать под колоколом. Заполнение резервуара сухим льдом или горячей водой производится через отверстие 6 в плите. Плнта должна абсолютно плотно, прилегать к торцам колокола. Температура воздуха под колоколом определяется термометром 15. Пользование установкой такое же, как и при нормальной температуре. Погрешность прибора при испытании его при температурах —50° или —60° после внесения поправок на температуру (см. приложение № 8) не должна превышать следующих значений. Тип прибора Со шкалой до 10 м/сек Со шкалой до 30 м/сек Проверяемые точки шкалы 1 м/сек 3, 5, 7, 9 и 10 м/сек 4 и 8 м/сек 12 и 16 м/сек 20, 24 и 30 м/сек Допустимые по- грешности пока- заний при испы- тании на темпе- ратурах +50°С и —45 С ±1 ±1,5 ±2,5 ±3 ±3,5 Погрешность для —6j°C ±1,5 ±3,75 ±4,5 ±5,25 Неплавность хода и колебания стрелки фиксируются при про- ведении основных испытаний. Допускаемая неплавность хода стрелки при нормальной темпера- туре и +50РС; 1/4 деления шкалы у вариометра до 10 м/сек. и 1/2 деления шкалы у вариометра со шкалой до 30 м/сек. При проверке прибора на минусовой температуре допуск увеличивается для варио- метра со шкалой до 10 м/сек. до 1/2 деления шкалы, а для вариометра со шкалой до 30 м/сек. до 1 деления шкалы. Колебания стрелки при всех проводимых испытаниях допустимы в пределах +1 мм по дуге шкалы вариометра, независимо от диапазона измерения. Испытание на разрегулирование прибора после двух часовой про- верки на вибрационном столе и проверка влияния положения прибора производятся так же, как и у указателей скорости. § 32. Монтаж вариометра на самолете. Неисправности прибора Вариометр крепится на амортизированной части приборной доски в соответствии со, схемой приборного оборудования данного типа само- лета. Затяжной винт крепежного кольца должен быть затянут так, чтобы прибор нс мог проворачиваться. 130
С нифером приемника Пито прибор соединяется с помощью дюритОвого шланга длиною 250—300 мм и специального коллектора. Правила ремонта и эксплоатации, указанные для указателя ско- рости и барометрического высотомера, остаются действительными и для вариометра. В аэродромных условиях допускается производить только про- стейший ремонт и подрегулировку вариометра так же, как это указы- валось для указателя скорости и высотомера, и кроме того, в следую- щих случаях: 1) Если в нерабочем положении прибора стрелка не стоит на нуле шкалы, ее можно подвести к нулевому делению поворотом юстировоч- ного винта. Практически дорегулировку следует производить в тех случаях, когда стрелка смещена от нуля на величину, не превышаю- щую одного деления шкалы в ту или другую сторону. 2) В случае засорения капилляра. Для этого надо отвернуть штуцер, а затем отверткой вывернуть ниппель с капилляром и продуть воздухом или прочистить проволо- кой. Во всех остальных случаях прибор необходимо отправить в ре- монтную мастерскую, оборудованную специальными установками. При эксплоатации вариометра особое внимание следует обращать на герметичность корпуса прибора. Наличие незначительной негерме- тичности делает прибор нечувствительным. Проверку на определение инструментально-щкаловых погрешно- стей нужно проводить не реже 1 раза в 3 месяца. В полете следует помнить, что при длительном подъеме или спуске показания прибора будут несколько преуменьшенными из-за наличия температурной методической погрешности. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВАРИОМЕТРА 1. Шкала прибора оцифрована в м/сек. 2. Диапазон измерения от 0 до 30 м/сек. или от 0 до 10 м/сек. 3. Цена деления — 1 см/сек. или 2 м/сек. 4. Корпус прибора стандартный диаметр 80 мм. 5. Объем корпуса V = 0,00025 м3. 6. Длина капилляра I = 0,02 м. 7. Диаметр капилляра от 0,0003 м до 0,0004 м. 8. Вес прибора — 630 гр. § 33. Осмотр и проверка монтажа мембранных приборов Исправность указателя скорости, высотомера и вариометра выясняется путем внешнего осмотра самих приборов и качества их монтажа. При внешнем осмотре проверяется: надежность установки прибо- ров, затяжка гаек, винтов и хомутиков; проверяется отсутствие в одной магистрали трубок различных по своему внутреннему диа- метру, достаточность радиусов изгиба дюритовых шлангов, доста- 131 /
точность предохранения их от влияния вибрации и предохранения от перетирания при соприкосновении трубопроводов с металлическими частями самолета, и трубок друг с другом. Одновременно тщательно проверяется наличие разъемных предо хранительных муфт при переходе из одного отъемного отсека в дру- гой и наличие предохранительной втулки при прокладке трубопрово- дов через отверстия в перегородках и профилях. Проверяется также надежность крепления трубопроводов, нали- чие колодок или скобок, обеспечивающих демонтаж трубопроводов. Одновременно проверяется правильность схемы, влияние на амортизацию приборного щитка подводящих трубопроводов и особое внимание при монтаже обращается на герметичность трубопроводов и их соединений с приемником Пито и с измерительными приборами. I
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение f АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА для скоростей до 1000 км/час Скорость (км/час) Динамическое давление (мм вод. ст.) Динамическое давление (мм рт. ст.) Скорость (м/сок) При tB = 4°С при tB = 20°С При tP = о°с при tp = 20°С 1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 0 0 5 0,1 0,1 0,01 0,01 1,39 10 0,5 0,5 0,04 0,0! 2.78 15 1,1 1,1 0,08 0,08 4,17 20 1,9 1,9 0,14 0,14 5,56 25 3,0 3,0 0,22 0,22 6,94 <30 4,3 4,3 0,32 0,32 8,33 35 5,9 5,9 0,44 0,44 9,72 40 7,7 7,7 0,57 0.57 11,11 45 9,8 9,8 0,72 0,72 12,50 50 12,1 12,1 0,89 0,89 13,89 55 14.6 14,6 1,07 1,07 15,28 60 17,4 17,4 1,28 1,28 1<>,67 65 20.4 20,4 1,50 1,50 18,06 70 23,7 23,7 1,74 1,75 19,44 75 27,2 27,2 2,00 2,01 20,83 80 30,9 30,9 2,27 2,28 22,22 85 31,9 34,9 1,57 2,58 23,61 90 39,1 39,2 2,88 2,8» 25,00 95 43,6 43,7 3,21 3,22 26.39 100 48,3 48,4 3,55 3.56 27.78 105 53,3 53,4 3,92 3,93 29,17 1.0 . 58,5 58,6 4,30 4,32 30.56 115 ’ 63,9 64,0 4,70 4,72 31,94 120 69,6 69,7 5,12 5,14 33,33 125 75,6 75,7 5,56 5,58 34,72 130 81,7 81,9 6,01 6,03 36,11 135 88,1 88,3 6,48 6,51 37.50 140 94,8 95,0 6,97 7,00 38,89 145 101,7 101,9 7.48 7.51 40,28 150 108,9 109,1 8,01 8,04 41,67 155 116,3 116,5 8,55 8,58 43,06 160 124,0 124,2 9,’2 9,15 44,44 165 131,9 132,1 ' .70 9,73 45,83 170 140,0 141,2 10,30 10.34 47,22 175 148,5 148,7 10,92 10,96 48,61 180 157,1 157,3 11,55 11,59 50,00 185 166,0 166,2 12,21 12,25 5’, <9 190 175,1 175,4 12,88 12,93 52,78 195 184,5 184,8 13,77 13,82 51,17 200 194,1 194,5 14 28 14,33 55,56 205 204,0 204,4 15,01 15,06 56,94 210 214,2 214,6 15,75 15,81 58,33 215 224,6 225,0 16.52 16,58 59,72 220 235,2 235,7 17,30 17,37 61,11 225 2-16,1 246,6 18,11 18,18 62,50 230 257,3 257,8 18.93 19,00 63,89 235 26 ,7 269,2 19,76 19,84 65,28 134
1 I 2 I 3 | 4 | 5 |6 240 280,4 280,9 20,62 20,70 66,67 215 292,3 292,8 21,50 21,58 68,06 250 304,5 305,0 22,40 22,48 69,44 255 316,9 3 7,5 23, -.1 23,40 70,83 260 329,6 330,2 24,24 24,33 72,22 265 342,6 343,2 25,20 25,29 7<,61 270 355,8 356,4 26,17 26,26 75,00 275 369,2 369, ( 27,16 27, 6 7 ,39 280 38 ,0 383.7 28,17 28,27 77,78 285 396,9 397,6 29,19 29 30 79,17 290 411,2 411,9 30,24 30,35 8<i,56 295 425,7 426,5 31,31 31,43 81,94 300 440,5 441,3 32,40 32,52 81,33 305 4 5,5 456,3 33,50 33,63 84,72 310 470,8 471,6 34,63 34,76 86,11 315 486,4 487,2 35,77 35,90 87,50 320 502,2 503,1 36,94 37,07 88,89 3/5 518,3 519,2 38,12 38.26 90,28 330 534,6 535,6 39,33 39,47 91,67 335 551,2 552,2 40,55 40,69 93,06 340 568,2 569,2 41,79 4',94 94,44 345 585,3 586,4 43,05 43,21 95.83. 350 602,8 603,9 44,34 44,50 97,22 355 620,5 6 1,6 45,64 45,80 ‘8,61 360 638,5 639,6 46,96 47,13 100,00 365 656,7 657,9 48,30 48.48 10',39 370 67 ,2 676,4 49,67 49,8 > 102,78 .375 694,0 695,3 51,0 5 51,24 104,17 380 713,1 714,4 52,45 5 ,64 105,56- 385 732,5 733,8 53,88 54,07 106,94 390 752,1 753,4 55,32 55,52 108,33 395 772,0 773,4 56,79 56,99 109,72 400 792,2 793,6 58,27 58,48 111,11 405 812,7 814,1 59,78 59,99 112,50 410 833,4 834,9 61,30 61,52 113,89 415 854,5 856,0 62,85 63,08 115,28 420 875,8 877,3 64,42 64,65 116,67 425 897,4 899,0 66,01 66,2 J 118,06 430 919,3 920,9 67.62 67,86 119,44 435 941,5 943,1 69,25 69,50 120,83 440 964,0 965,7 7(i,90 71,16 1/2,22 445 986,7 9'8,4 72,57 72,84 123,6* 450 1009,7 104,5 74,27 74. 4 125,00 455 1033,1 1034,9 7 ,99 76,26 126,39 460 1056,7 1058,6 77,72 78,00 127,78 465 1080,6 108/.5 79,48 79,77 129,17 470 111 4,8 1106,8 81,26 81,56 130,56 475 1129,3 1131,3 83,07 83,37 131,94 480 11 4,2 1156,2 84,89 85,20 1.ДЗЗ 485 1179, i 1181,4 6,74 8,,05 131,72 490 12'4,7 1206,8 88,61 88,93 136,11 495 1.30,4 123. ,6 90.50 90,83 137,50 500 1256,4 12’8,7 92,41 92,75 138,89 510 1309,3 1311,7 96,31 96,66 141,67 520 1363,5 1 66,0 100,29 100,66 144,44 530 14 8,9 1421,4 104,37 104,75 147,22 540 1475,5 1478,1 108,53 108,92 150,00 550 1533,5 1536,2 112,79 113,20 152,78 560 1592,7 1595,5 117,15 117,57 155.56 570 1653,1 1656,0 121,59 122,03 158,38 580 1714,9 1714,9 126,14 126,60 161,11 135
1 2 3 4 5 6 590 1778,0 1781,1 130,78 131,25 163,89 600 1842,4 1845,6 135,51 136,00 166,67 610 1908,1 1911,4 140,35 14),86 169,44 620 1975,1 1978,6 145,28 145,81 172,22 630 2043,6 2047,2 150,31 150,86 175,00 640 2111,4 2117,1 155,44 156,01 177,78 650 2184,5 2188,4 160,68 161,26 183,56 660 2 57,1 2261,1 166,02 166,62 183,33 670 2331,1 2335,2 171,46 172,08 186,11 680 2406,5 4210,8 177,01 177,65 188.89 690 2483,4 24-17,8 18 2,67 183,33 191,67 700 256 i,8 2566,3 188,43 189,11 194,44 710 2611,6 2646,2 194,30 1 5,00 197,22 720 2722,9 2727,7 200,28 201,00 200,00 730 2805,7 2810,6 206,37 207,12 20Л78 740 2890,0 2895,1 21 ',57 213,34 205,56 750 297 >,9 2981,2 218,89 219,68 208,33 760 3063,3 3068,7 225,32 2'6,14 211,11 770 3152,3 3157,9 231,86 23 ’,71 213,89 780 3212,9 3 '48,7 238,53 239,10 216.67 790 3315,1 3341,0 215,31 246.20 219,44 800 342 ;,o 3435,1 252,21 253,13 222,22 810 3524,5 3530,7 2>9,24 261,18 225,00 820 3621,7 3628,1 266,19 2i>7,35 227,78 810 3720,5 3727,1 273,66 274,65 2 30,56 810 3821,0 3827,8 281,05 282,07 233,33 850 39 ‘3.3 3930,3 288,57 289,62 236.11 860 4027,3 4034,5 296,23 297,30 238,89 870 4133,1 4140,5 301,01 305,11 241,57 88) 4240,7 4 '48,2 311,92 313,05 241,44 890 4 150,1 4357,8 319,97 32 ,13 247,22 900 4461,3 4469,2 3 28,15 329,34 250,00 910 4 >74,4 458 ’,5 336,47 337,69 252,78 9 0 4 89,4 4697,7 314,92 316,17 255,56 930 4801,2 4814,7 353,52 354,80 25Й. 33 940 49 5,0 4913,7 362,25 363, 7 261,11 950 5045,7 5054,6 371,13 372,48 2<>3,89 960 5168,4 5177,5 380,15 381,54 266,67 970 5293,1 530 ',4 389,32 390,74 264,44 980 541 ,8 5429,4 398,64 40),0) 272,22 990 5548,5 5558,3 408,11 409.60 275,00 1000 567J,3 5689,4 417,74 419,25 277,78 136
Приложение 2 Перевед давленая, выраженного в миллибарах, в миллиметры рт. ст. (1 мб = 0,75006 мм рт. ст. = 1000 дни-/ см2.) Мил- Десятые доли миллибара Десятые доли миллибара либа- 0,0 | 0,2 | 0,4 I 0,6 | 0,8 либа- 0,0 | 0,2 | 0.4 | 0,6 | 0£ ры ры мм рт. ст. мм рт. ст. 940 705,1 । 705,2 705,4 705,5 705,7 980 735,1 735,2 735,4 735,5 735,7 941 705,8 706,0 706,1 706,3 706,4 981 735,8 736,0 736,1 736,3 736,4 942 706,6 706,7 706,9 707,0 707,2 982 736,6 736,7 736,9 737.0-1 737,2 943 707,3 707,5 707,6 707,8 707,9 983 737,3 737,5 737,6 737,8 1 737,9 944 708,1 708,2 708,4 708,5 708,7 984 738,1 738,2 738,4 738,5 | 738,7 945 708,8 709,0 709,1 709,3 709,4 985 738.8 739,0 739,1 739,3 ! 739,4 946 709,6 709,7 709,9 710,0 710,2 986 739,6 739,7 739,9 740,0,740,2 917 710,3 710,5 710,6 710,8 710,9 987 740,3 740,5 740,6 741,8 ' 740,9 948 711,1 711,2 711,4 711,5 711,7 988 741,1 741,2 741,4 741,5 ' 741,7 949 711,8 712,0 712,1 712,3 712,4 989 741,8 742,0 742,1 742,3 ‘ 742,4 950 712.6 712,7 712,9 713,0 713,2 990 742,6 742,7 742,9 74 ,0 743,2 951 7Н,3 713,5 713,6 713,8 713,9 991 743,3 743,5 743,6 743,8 ' 743,9 9-2 714,1 714,2 714,4 714,5 714,7 992 744,1 744,2 74*.4 744,5 744,7 953 714,8 715,0 715,1 715,3 715,4 993 744,8 745,0 745,1 745,31 745,4 954 715,6 715,7 715,9 716,0 716,2 994 745,6 745,7 745,9 746,0 746,2 955 716,3 716,5 71b,6 716,8 716,8 995 746,3 74^,5 746,6 746,8 | 746,9 956 717,1 717,2 717,4 717,5 717,7 996 747,1 747,2 747,4 .747,5 747,7 957 717,8 718.0 718,1 71«,3 718,4 9 >7 747,8 748,0 748,1 748,3 718,4 958 718,6 718,7 718,9 719,0 719,2 998 748,6 748,7 718,9 749,0 1 749,2 959 719,3 7 9,5 719,6 719,8 719,9 999 749,3 749,5 749,6 749,8 । 749,9 960 720,1 720,2 720,4 720,5 , 20,7 1000 750,1 750,2 750,4 750,5 | 750,7 961 720,8 721,0 721,1 721.3 721,4 1001 750,8 751,0 751,1 7 1,3 751,4 962 721,6 721,7 721,9 722,0 722,2 1002 751,6 1 751,7 751,9 752,0 752,2 963 722,3 722,5 722,6 722,9 722,8 1003 752,3 752,5 752,6 752,8 752,9 964 723.1 723,2 723,4 723,7 723,5 1004 753,1 753,2 753,4 753,5 753,9 965 723,8 724,0 724,1 724,4 724,3 1005 753,8 7.54,0 754,1 754,3 7 >4,4 966 724,6 7.4,7 724,9 725,2 725,0 1006 754,6 754,7 754 9 7.15,0 755,2 957 725,3 725,5 72 \6 ' 725,9 725,8 1007 755,3 755,5 755,6 , 755,8 755,9 968 72-5,1 726,2 726,4 , 726,7 726,5 1008 756,1 756,2 756,4 | 7и6,5 756,7 969 726.8 727,0 727,1 । 727,4 727,3 1009 756,8 757,0 757,1 757,3 757.4 970 727,6 727,7 727,9 728,2 728.0 1010 757,6 757,7 757,9 758,0 758,2 971 728,3 728,5 728,6 728,9 728,8 1011 758,3 758,5 758,6 758,8 758,9 972 729,1 729,2 729,4 729,7 729,5 1012 759,1 759,2 759,4 759,5 759,7 973 729,8 7’0,0 730,1 730,4 730,3 1013 759,8 7Ю,0 760,1 760,3 760,4 974 730,6 730,7 7з0,9 7 Я,2 731,0 1014 760,6 760,7 760,9 761,0 761,2 975 731,3 731,5 731,6 731,9 | 711,8 1015 761,3 761,5 761,6 761,8 761,9 976 732,1 732,2 732,4 7/2,7 732,5 1016 762,1 762,2 762,4 л 762,5 762,7 977 732,8 7 <3,0 733,1 733,4 733,3 1017 762,8 763,0 763,1 1 763,3 763,4 978 733,6 733,7 733,9 737,2 734,0 1018 763,6 763,7 763,9 764,0 764,2 979 734,3 734,5 734.6 734,9 734,8 1019 764,3 764,5 764,6 764,8 764,9 197
Приложение 2 Мил- либа- ры Десятые доли миллибара Десятые доли миллиба ра 0,0 0,2 0.4 0,6 0,8 либа- ры о,о 0,2 0,4 0.6 0,8 ’ мм рт. ст. мм рт. ст. 1020 765,1 765,2 765,4 765,7 7>5,5 1036 777,1 777,2 777,4 777,5 777,7 1021 765,8 766,0 766,1 766,4 7-6,3 1037 777,8 778,0 778,1 778,2 778,4 1022 766,6 766,7 766,9 767,2 767,0 1038 778,6 778,7 778,9 779,0 779,2 1023 767,3 767,5 767,6 767,9 767,8 1039 779,3 779,5 779,6 779,8 779,9 11)24 768,1 768,2 768,4 768,7 7б8,5 1040 780,1 780,2 780,4 780,5 780.7 1025 768,8 769,0 769,1 769,4 769,3 1041 780,8 781,0 781,1 781,3 781,4 1026 769,6 769,7 769,9 770,2 770,0 1042 781,6 781,7 781,9 782,0 782,2 1027 770,3 770,5 770,6 770,8 770,9 1043 782,3 782,5 782,6 782,8 782,9 1028 771,1 771,2 771,4 771,5 771,7 1044 783,1 783,2 781,4 783,5 783,7 1029 771,8 772,0 772,1 772,3 772,4 1045 783,8 784,0 784,1 784,3 784.4 1030 772,6 772,7 772,9 773,0 773,2 1046 784,6 784,7 784,9 785,0 785,2 1031 773,3 773,5 773,6 773,8 773.9 1047 785.3 785,5 785,6 785,8 785,9 1032 774,1 774,2 774,4 774,5 774,7 1048 786,1 786,2 786,4 786,5 786,7 ЮзЗ 774,8 775,0 775,1 775,3 775,4 1049 786,8 787,0 787,1 787,3 787,4 1034 1035 775,6 776,3 775,7 776,5 775,9 776,6 776,0 776,8 776,2 776,9 1050 787,6 787,7 787,9 788,0 788,2 рт. ст. Примечани е. Пользуясь этой таблицей, получают давления в мм при температуре, с которой производили считывание показаний с барометра. Так, например, если показание барометра при температуре 20°С было 1000 мб, то это соответствует давлению 750,1 мм рт. ст. при 29”С. Если же показание барометра снималось при 15^С, то то же показание соответствует “750,1 мм рт. ст. при 15 С.
Приложение 3 БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА (Зависимость давления от высоты) Высота (м) Давление в мм рт. ст. при ОС Давление в мм рт. ст. при 20' С Барометричес- кое Манометричес- кое Барометричес- кое Манометричес- кое • 1 • 2 3 4 I .5 -1000 859,59 — 94,59 857,70 — 94,94 — 9 0 844,72 — 84,72 847.80 — 85,04 -800 934,95 - 74, 5 837,98 — 75,22 — 700 825.27 — 65,27 828,27 — 65,51 — 600 815,67 - 55,67 818,64 — 50,88 - 500 806,17 — 46,17 809,10 — 46,34 — 400 796,76 — 36,76 799,66 - 36,90 — 300 787,44 — 27,44 790,30 - 27,54 — 200 778,20 - 18,20 781,03 — 18,27 — 100 769,06 - 9,06 771,85 — 9,09 — 50 764,52 — 4,52 767,30 — 4,54 0 760,0 0 762,76 0 50 755,50 4,50 758,25 4,51 100 751,03 • 8,97 753,76 9,0 200 742,14 17,86 74',81 17j92 300 733,34 26,66 716,01 26,75 400 724,62 35,33 727,26 25,50 500 715,99 44,01 718,59 44,17 600 707,44 52,56 7Н»,02 52,74 700 698,98 61,02 701,52 61,24 '800 690,59 69,41 693,10 69,66 900 682,29 77,71 684,77 77,94 1000 674,07 85,93 676,52 86,24 1100 665,93 94,07 .668,35 91,41 1200 657,87 102,13 660,26 102.50 1300 649,89 110,11 652,25 110,51 1400 6 1,98 118,02 644,32 118,44 634,16 125,84 636,46 126,30 .1600 626,41 133,59 628,69 134,07 1700 618,74 141,25 620,99 141,77 1800 611,15 148,85 613,37 149,39 1900 603,63 156,17 605,82 156,94 2000 596,18 163,82 598,35 164,41 2100 588,81» 171,19 590,95 171,81 2200 581,52 178,48 581,63 179,13 2300 574,30 185,70 576,38 186.38 2400 567,15 192,85 569,21 193,55 2500 560,07 199,93 562,11 20 ',65 2600 553,06 206,94 555,97 207.69 2700 546,13 213,87 548,11 214,65 2800 539,27 220,73 541,23 221,53 2900 532,47 227.53 534.41 228, '5 3000 525,75 2'4,25 527,66 235,10 3100 519,09 240,91 520,98 241,78 3200 512,51 247,49 514.37 *248,39 3300 505,99 254,01 507,83 254,93 3400 499,54 2. >0.46 501,35 261,41 3500 493,15 266,85 494,94 267.82 139
(Продолжение приложения 3 1 2 1 з 1 4 1 5 3600 486,83 273,17 488,60 274,16 3700 480,58 279,42 482,33 280,13 3800 474,39 285,61 476,12 286,67 3900 468,27 291,73 469,97 292,79 4000 462,21 297,79 463,89 2'8,87 4100 456,21 303,79 457,87 304,89 4 00 450,28 309,72 451,92 310,84 4300 444,41 315,59 446,03 316-73 4400 438,60 321,40 440,20 322,56 4500 434,86 327,14 431,43 328;33 4600 427,17 232,83 4^8,73 334,03 4700 421,55 338,45 4'3,08 339,68 4800 415,99 344.01 417,50 345,26 4900 410,48 349,52 411,97 350,79 5000 405,05 354,96 406,51 356,25 5100 399,65 360,35 401,10 361,66 5200 394,32 365,68 395,75 367,01 5 00 389,05 370.95 390,46 372,30 540) 688,84 376,16 385,23 377,53 5500 378,68 381, 2 380,06 382,70 5600 373,58 386,42 374,64 387,82 5700 368,53 391,47 369,87 392,89 5800 363,54 396,46 364,87 397,89 5900 358,61 401,39 359,91 401,85 6000 353,73 406,27 355,02 407,74 6100 348,90 411,10 350,17 412/59 6'200 344,13 445,87 345,38 417,28 6300 339,41 420,59 340,64 42 ,12 6400 334,74 425, 6 33 -,96 42 > 6500 330,13 429,87 331,33 431,43 6600 3 5,56 431,44 326,75 436,01 6700 321,05 438,95 322,22 440,54 6800 316,59 413,41 317,74 4'45,02 6900 3'2,18 447,82 313,31 449,45 7000 307,82 452,18 308,94 453,82 7100 303,50 45 >,50 307,61 458,15 7200 299,24 460,76 300,33 462,43 7300 295,03 464/7 296,10 466,66 7-100 290,86 469,14 291,92 470,84 7500 286 74 473,26 287,79 474,97 7600 282,67 i 477,33 283,70 479,06 7700 278.65 1 481,35 279,66 483,10 7800 274.67 485,33 275,'>7 487,09 7900 270,74 J 489,26 271,72 491,04 8000 266,85 493,15 267,82 494,94 8100 263,01 496,99 263,97 498,79 8200 259,22 500,78 260,16 502,60 8300 255,47 504,53 256 39 506,37 8400 251,76 518,24 252,67 510,09 8500 248,10 511,90 249,00 513,76 8 >00 244,48 515,52 245,36 517,40 8700 240,90 519,10 241,77 520,99 8 00 237,36 522,64 238,23 524.52 8900 233,87 526,13 234,72 528,04 9000 230.42 529,58 231,26 531,50 9100 227,01 532,99 227,84 534,92 9200 223,64 536,36 224,46 538,39 140
(Продолжение приложения 34 1 ] 2 i 3 1 4 I 5 9300 220,31 539,69 221J2 541,64 9400 217,03 542,97 217,82 544,94 9500 213,78 546,22 214,56 548,20 9600 210,57 549,43 211,34 551,42 9700 207,40 552,60 2( 8,16 554,60 9800 204,27 555,73 205 01 557-75 9900 201,18 558'82 201,91 560,85 10000 198,12 561,88 198,84 563,92 10100 195,11 564 89 195,82 566,04 10200 192,13 567,87 192,83 569,93 10300 189,19 570,81 189,87 572,89 10400 186,28 573,72 186,96 575,80 10500 183,41 576,59 184,08 578,68 10600 180,58 579,42 181,23 581,53 10700 177,78 582,22 178,43 584,33 10800 175,02 584,98 175,65 587,11 10900 172,29 587,71 172,92 589.84 11600 169,60 590,40 170,21 592.55 11100 166,94 593,06 167,55 595,21 11200 164,33 595,67 161,92 597,84 11300 16i,75 598,“5 162,34 600,42 11400 159,22 600,78 159,80 602,96 11500 156,73 603.27 157,30 605,46 11600 154.27 605,73 154,84 607,92 11700 151,86 608,14 152,41 610,35 11800 149 48 6 Ю,52 150,03 612,73 11900 147,14 612,86 147,68 615,08 12000 144,81 61 .16 145,37 617.39 12100 142,57 617,43 14 ,09 619,67 12200 140,34 619,66 140,85 621 91 12300 133.14 621,86 138,64 6'4,12 12400 135.98 624,02 136,47 626,29 12500 133,85 626,15 134,34 628,42 12600 131,75 628,25 132,23 630,53 12700 129,69 630,31 130, 6 632,<0 12800 1 7,66 612,34 128,12 6 34,64 12900 125,66 634,34 126.12 636,61 1 .000 123,69 636,31 124,14 638,62 13100 121,76 6 8,24 122,20 640,56 13200 119,85 640,15 120,29 642,47 13300 117,88 642,02 118,40 644,36 13400 116,13 643,87 116, >5 646,21 13500 114,31 645,69 114,73 648,'’3 13600 112,52 647,48 112,93 649.83 13700 1Ю,76 641,24 111,16 651,60 13800 109,02 650,98 109,42 651,34 13900 107,32 652,68 107,71 655, '5 14000 10 =>,64 654 36 106,02 656,74 14Ю0 103,98 656,02 104,36 658,40 14 00 102,36 657,64 1О<73 660,03 14 00 100,75 652, 5 101,12 661,64 1440п 99,18 660,82 99,54 663,22 14510 97,62 662,38 97,98 664,78 14600 96,09 663,91 96,44 666,32 14700 91,59 665,41 94,93 667,83 14800 93,11 666.89 93,45 6'9,31 14900 91,65 668,35 91,98 670,78 4 141
(Продолжение приложения 3) 1 2 3 4 I 5 - 15000 90,22 669,78 90,54 672,22 15100 88.80 6^1,20 89.13 673,63 15200 87,41 672,59 87,73 67л,ОЗ 15300 86,05 673,95 86,36 676,40 15W0 84,70 675 80 85,01 677,75 15.00 83,37 676 63 63,68 679,08 15600 84,07 677,03 82,37 680,39 15700 80,78 679,22 81,08 681,68 15800 79,52 68 ,48 79,81 68 ,95 15900 78, 7 681,73 78,56 684,20 1600) 77,05 682,95 77, 3 68>,43 16100 78,54 684,16 76,12 086,64 16-00 74.65 685,35 74,93 687,84 16300 73,48 686,52 73,75 689,01 16400 72,33 687,67 72,60 690,16 16 00 71,20 688,80 71,46 691,20 16600 70,09 689,91 70,34 692,42 16700 68,99 691,01 69.24 693,52 168'0 6/,91 692,09 68,16 694,60 16:100 66,85 693-15 67,09 695.67 . 7000 65,80 694,20 66,04 695,72 17100 64,77 695,23 6 ,00 697,76 17.00 63,76 696.24 63,' 9 6 8,78 17300 62,76 697,24 6 .99 699,77 17400 61,77 698,23 62,i 0 700,76 17500 60.81 699,19 61,03 701,73 176'30 5'.86 700,14 60,07 70.',69 17700 58,92 701,08 59,13 703,63 17800 58 00 702,00 58,21 7и1,55 1 91.0 57,09 702,91 57,30 705,16 18000 56,19 7<>3,81 56,40 706.36 18100 55,31 704,69 55, >2 707, '4 18’00 54,45 705,55 5',65 708,18 18300 57,60 706,40 53,79 708.97 18100 52,76 70/‘24 52,95 709,81 18 >00 52,93 708,07 5 2,12 71о,64 186"0 51,12 708,88 51,30 71 ,46 18700 50,32 709,68 50, Ю 712, >6 18800 49,’3 710.47 49.71 713,05 18000 48,75 7 1,25 48,93 713,83 19001 47,99 7 2,01 48 17 714,59 19100 47, '4 712,76 47,41 71>,35 19 00 46,50 713,50 4667 716,09 19300 45, 7 7'4,23 45.94 716,82- 19100 45,06 714 94 45,22 717,54 195 Ю 41,35 715,65 44,51 718, .5 196'0 43.66 716,34 43,81 718.95 Г 70 ' 4 2,97 7 7,03 41,13 719,63 19800 42,30 71 ,70 42,45 720,31 19900 41,64 7 8,36 41 79 720.97- 20000 40,99 719.01 41,13 7/6.63 2 . 00 -7 88 7'2,12 38.01 7 4,7.5 21000 35.00 725,60 35, -3 727,93 21500 3'2.35 72 ,65 32,46 730.30 2/000 29.89 730,11 30,00 732,76 22500 27,62 732,33 27,72 735,04 23000 25,53 737,47 25,62 737,14' 142
(Продолжение приложения 3) 1 2 3 4 5 23500 23,59 736,41 23.68 739,08 24000 21,80 7о8,20 21,88 746,88 24500 20,15 739,85 20,22 742,54 25000 18,62 741,38 18,69 744,07 25500 17,21 742,79 17,27 745,49 2600') 15,90 744,10 15,96 746,80 26500 14,70 745,30 1 <,75 748,01 270 0 13,58 746,42 13,63 749,13 27500 12,55 717,45 12,60 750,16 28000 11,60 748,40 11,60 751,1 - 28500 10,72 749, 8 - 10,76 75’, 0 2900) 9,90 7 0,10 9,94 75 ,82 29500 9,15 750,85 9,19 7 3,57 30000 8,45 751,54 8,49 754,27
Приложение 4 Таблица температурных поправок для ртутного манометра (шкала латунная). Шкала оттарирована при 0 °C. Д(р = — 0,000163 рн/ \ ГС Яасота \ столба \ ртути \ 2° 4° 6° 8° 10° 12° 14° 16° 18’ 20° 22° 24° 26’ 28° 30’ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 НО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 3 0 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 4.0 43G 440 4 0 460 470 480 490 о 0,02 0,0 10,02 0,03 0,03 0,03' 0.03 0,04 0,04 0,04 0,05 0,031 (,04 0,04 0,05 0,06 0,06, 0,07 0,07. 0,08 0,0 1 0,10 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0, 2 0,13 0,14 0,15 0,06 0,08 0,09 0,10 1,12 0,13 0,14 0,1610,17 0,18 0,19 0,о 8 0,10 0,11 0,13; 0,15 0,16 0,18 0,19! 0,21 о,23 0,24 0,10 0,11 0,13 0,15:0,17 0,19 0,21-0,23 0,25 0,27 0,29 0,11 0,13 0,16 0,18 0,20 0,23 0,25. 0, 7; " --------- 0,13 0,15 0,18 0,211 0,?3 0,26 0-2У| 0,31 0,14 0,17 0,20 0,23 0.26 0,29 0,32 0,35 0,( -3 0;06 0,09! 0,13 0,16 0,19 0, 3 0, 6 0,29 0,32 0,36 0,39 0,01 0,01 0,01 0.01 0.01 0,02| 0,03 0,01 0,02 0,03 0,04 0,01 0,03 0,04 0,05 0,02 0,03 0,05 0,07 0,02 0,1 >4 0,06 0,08 0.02 0.04 0,07 0,09 0,03 0,05 0,08 0,10 0,03 0,06 0.09, 0,11 р , .О Л С-.К Л ЛО« Л 1 Q 0,04 0,07,0.10,0,14 0,18 0,20 0.25 0 2910,32,0,36 0,39 0,43 046 0,50 0Л4 0,04 0,08: 0,11 0.15 0,19 0,23 0,27 0,3 Г 0,35 0,39 0,43 0,47. 0,51; < ,55 0,59 0 04 0,08 0.12 0,171 0,21 0,'5(0,29 0,33 0,:8 0,42 0,46 0,51 0.5510,59 0,63 0,04 0,09 014'0,1' 0,23 0,27; 0,3?: 0,36 0,41 0,45 0,50 0,551 о,59 0 64 0.68 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30*0,34 0,39 0,44 0,49 0,54 0,59 0,63 0,68 0 73 0,05 0,10 0,15; 0,21.................. "’* " " " ------------------ 0,06 0,1110/6 0, 3 0,06 о,12 0,17| 0,23 0,06 0,12 0,18 0.251 0,06 0,13.0,19 0,26 0,07 0,14 0,20 0,27. 0.07 0,15 0,22 0,29 0.07 0,15 0,22 0,30 0,37 0,49 0,52 0,60, 0,67 0,75 0,82! 0,90 0,97. 0.08 0,16 0,23 0,311 0,39 0,47 0,55 0.63:0,71 0,78 0,86 0,94 1,02 0,08 0,16 0,24! 0.321 0,41 0,49 0,57 0,65! 0,73 0,81 0.90 0,98 1,06 0,08 0,17 0,26 0,34 0,42 0,51 0,59 0,68'0,76 0,86 0,9311,02 1.П1 0,30 0,32 0,34 0.34 0.36 0,39 0,38 0,41 С,-4 0,42 0,46 0,49 0,26 0,31 0,36 0,41; 0,47] 0,52] 0,57, 0,621 0,68 0,73 0.78 0,27 0,33 0,39; (,44'0,50 0,55 0,6110.66 0,72 0.78 0,83 0,29 0.35 0,11 0,47 0,5310,59 0,64 0,7 < 0,76 0,82 0 88 0.31 0,37 0,43 0.50. 0,55' 0,62 0,68 0,74 0,80, 0,86 0,93 0,33 0, 9 0,45 0,52! 0,58 0,65 0,71: 0,73 0,851 0,91 0,98 0,34 0,41 0,48 0,55 0,61 0,68 O.751 0,8 0,89 0,95 1,02 0,36 0,43 0,50 0,5 । 0,64'0,-2 0,79'0,86 0,93 --------“ Л 97 Л ЛП А Л КА Л Н.1 ЛТП Л Q О1 Л АЛ Л А7 1.00 1,05 0.09 0,18 0,26 0,09 0,18 0,.7 0.09 0,19, 0,28 0,10 0,19,0,29 0,10 0,20 0,30 0,10 O.zl 0,31 0,1 ol 0,21 0,32 0,11 J 0,22 0,33 0,43 0,53 и, 11| v,zz v,oo. 0,44 0,55 0,11 0,23 0,34 0,45 0,57 0,12 0,2410,35 0,47 0,59 0,12 0,24 0,36 0,48 0,60 ~~ .. ..I _ - .. 3 () 62 0,64 0,65 0 67 0,68, 0,82 0.12 0,25 0,37 0,49 0,13 0, 6 0,78 0,51 0,13 0,26 0,391 0,52 0.13 0/7 0,10 0,53 0,14 0,27'0,41| 0,55 0,14 0,28 0,421 0,56 0,70! 0,84 0,14 0,28 0,411 0,57 0,71'0,86 0,15 0,29 0,44 0,58 0,73 0,88 л i £ л qa л ле а /гл1 л тс ’ л aq -«.77| Ц92 1,07 1.12 1,09 1,18 1,14 1,19 1,23 1,28 1,32 1,37 1.41 _____ 1,46 1,57 1,51 1,62 1,55 1,66 1,60.1,71 1,1'4 1,76 1,69, 1,81 1,61 1,73 1,86 1 fie1 - -го . пп 1’02 i’ll1 0,35 0,44 0,53 0,61 0,70 0,79 0,88 0,9711,<6 1,14 0,37.0,46 0,55 0,64 0,73 0,82' 0,91 1,00 1,11 1,19 0,38 0,47 0,57 0,66 0,76 0,851 0, 4 1,04 । ” 0,39 0,49 0,58 0,-.<8 0,78 0,88 0,9 < 1,08 0,40 0,50.0,60 0,7:« 0,80'0,901 1,00 1,111 0,42 0,521 0,62 0,73 0.8310,911 i ,04 1,1б| " ...........................” 1,18 1,29 1,22 1,26 1,29 1,33 1,36 1,40 ...... 1,43 1.56 1,13 1,18 0,45 0,60 0,75, 0,90 0,46 0,61 -«,77 6,92 0,15 0,30 0,15 0,31 и,чо v,oi ->,//. v,»z 0,16 0,31 0,47 0,62 0,78 0,94 0,16 0,32 ‘ 0,48, 0,64 0,80. 0,96, 0,64 0.75 0,86 0,96 0,66 0,78 0,88 1,00 0,68 0,80 0,91 1,0? 0,70 0,82 0,94 1,05 0,72 0,84 0,96 1,08 0,74 0,87 0,99 ' " 0,76 0,89 ‘ ' 0,78 0,92 0, 0 0,93 0,96 С.98 1,01 1,02 1,18 1,06 1,08 1.Ю 1,12, l.t.2 1,04 1,06' 1.08 1,12 1.14 1,20 1 22' 1,25 1,271 1,23 Й 1, 6 1.40 1,44 1,48: 1,52 1.56 1,22 1,27 1,32 1,37 1,42 1,47 1,52 1.07 1,11 1.14 1,18 1,20 1,24 1,27 1,31 1,33 1,471 1,60 1,37 1,511 1,64 1,40 1,54'1,68 1,29: 1,43 1,58, 1,72 1,32- 1,47 1,61 1,76 1,34, 1,50 1,65 1,80 1,381 1,53 1,68 1,84 1,41! 1,57 1,72 1,88 2,02 2,20 2,34 1,431 1,60 1,76 1,91 2,08 2,24 2,40 1,11 1.14 1,18 1,20; 1,23 1,26 1,3< 1,37 1.41 1.45 1,48 1,52 1,65' 1,78 190 1,70 1/2 1,74 1,87 1,78:' 1,91 2,03 1,82 1,96 2,10 1,86 2,01 2,16 1,91 * 2,05 2,20 1,95 2,10 2/5 2,00 2,14 2,30 1,96 2,00 144
(Продолжение t’C Высота столба 2° 4° 6° • 8Э 10° 12° 14° 16” 18е 20° 22° 24° 26° 28" 30 IL 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 790 700 710 72о 730 740 7.г0 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 8,0 880 890 900 010 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 0,16 0,33 0,4910,65 0,82 0,98 1,14 0,16 0,34 0,50 0,(6 0,83 1,0 1,16 0,17 0,34 0,51 0,67 0,85 1,02 1,18 0,17 0,34 0,52 0,69 0,8б' 1.04 1,20 0,18 " ' ' 0,18 0,18 0,19 0,19 < ,19 0,20 0,20 0,20 0,21 0.21 0,21 0*21 0,22 0,22 0,22 0,23 0,23 0,23 0,24 0,24 0,35 0,53 0,71! 0,89 1,07 1,25 0,36 0,54 0,72 0,90, 1,08 1,26 0,36 0-55, < ,73 0,9111,10 1,28 0,37 0,56 0,74 0,93' 1,11 1,30] 0,38 0,57 0,75 0,95| 1,13 1,32 0,39 0,58 0,77 0,96 1,15 1.341 0,39 0,59 0,78 0,98 1,17 1,37 Л ЛЛ IX (ZfX Л on! 1 Л 1 •"'Л 1 хл 1.34' .... 1,37 0,40 0,60 0,80; 1,0 1,20 1,40 0,40 0,6110,81 1,0 1,20| 1,40 0,41 0,62 0,82; 1,02 1,23, 1,44 ----------------------] 25 1,06 1,27 1,48 1,07(’ 1,29 1,51 ‘ “ 1,32 1,с3 1,111 1,33 1,54 1,12 1,35 1,57 1,14 1,37[ 1,60 о,чо 0,61:0,81 1,0 0,42 0,63 0,83! 1,04 0,43 0,64 0 85 ’ " 0,43 0,65 0,86 0,43 0,66 0,88 0,44 0,67 0 89 (>,44 0,68 0 90 0,46 0,69 0,91 0,46 0,70 0,92 0,47 0,70 0,94 0,48 0,71 0,95 0,48 0,72 0,97 0,49 0,73 0,98 0,50 0.751 1,0 0,25 0 25 0;50 0,75 1]01 0, 5 0,51 0,76 1,02 0,26 0,51 0,77 1,03 0,26 0,52 0,78 ’ 0,26‘ 0,53 0,79 0,27! о,52 0,80 0,27.0,54 0,81 0,27j 0, 5 0,82 0,2*1 0,55 0,83 0.28---------- 0,28 0,29 0,29 0,29 0,30 1,04 1,05 1,07 1,08 1,1( 1,11 1,30 1,46 1,63| 1,80 1,96'2,11'2,28 2,44 1,33 1,50; 1,66 1,83 2,0 1 2,16 2,3 1 2.50 1,35 1,52‘ 1,70 1,86 2,02'2,20 2,38 2,54 1,38; 1,55' 1,73 1,90. 2,04! 2,24 2,42 2,60 1,42| 1,60' 1,77 1,93 2,10! 2,28 2,46 2,64 1,43| 1,61 1,79 1,9712,15' 2,33 2,50 2,70 1,46 1,64 1,82 2,0 2,20 2.38 2,56 2,74 ’ ло 1,66 1,86 2,02 2,21, 2,42 2,60 2,79 1,70 1,88 2,!'8 2,27 2,46 2,64 2,82 2,28 2,44 1,48 1,51 J,.,, ,,оч х,,„ х,х, х,-*и X.U4 х.ох 1,53' 1,73 1,92 2,11| 2,30 2,50 2,70 2,88 1,56 1.76 1,96 2,15 2,34 2,51 2,74 2,94 1,60 1,80 2,00 2,18 2,38 2,58 2,78 2,98 1,62! 1,80 2,02 2,22 2,42! 2,62 2,82 3,03 1,64 1,85 2,06 2,26 2,46 2,67 2,87 3,08 1,66 1,87 2,08 2,30 2,50 2,72 2,92 3,12 1,70 1,91--------------- “ ------------------ 1,72 1.93 1.75 1,97 1.77 2,00 1,80 2,02 j,i4 1,о/1 i,cu 1,83 2,05 1,1(< 1,39 1.62 1,85 2,08 1,18 -• ... 1,19, ),2о; 1,22 1.2 41 1,25 1,27 1,28 1,30 2,02 2,23i 2,42 2,60 2,79 1.76 1,96 2,15 2,34 2,51 2,74 2,94 2,1212,33 2,54 2,76 2,96 3,18 2,15' 2,371 2,58 2,80 3,0 3, 3 2,20 2,40 2,62 2,84 3,03 3,28 2, 2 2/4 2,66 2,88 3,10 3,32 2,25 2,48 2,/0 2,92 3,14 5,37 2,28 2,50 2,74' 2,96 3,20 3,42 2,32 2,54. 2,77 3,0 3,23 3,46 2,34 2,58 2,82 3,02 3,28 3,52 2,38 2,62; 2,86 3,10 3,33 3,5« 2,41 2,66 2,90 3,12 3,38 3,62 1,471 1,71 1,15 2,20 2,44 2,68 2,93 3,18 3,12 3,66 1.491 1,73 1,98, 2,22 2,48 2,72 2,97 3.32 3,47 3,70 1,50 1,76 2,0012,26 2,50|2,76 3,00 3,26 3,50 3,16 1,52; ],78 2,04'2,29 2,54 2,80 3,03 3,30 3,56 3,81 1,54| 1,80 2,(6 2,31 2,57 2,83 3,10 3,34 3,60 3,86 1,57; 1,83 2,08 2,35! 7,61 2,87 3,12 3,40 3,65 3,91 1,58, 1,85 2,10 2,38 2,64 2.90 3,16 3,42 3,70 3,95 1,00, 1,87 2,14 2,40 2,67 2,94 3,20 3,47 3,74 4,00 1,62! 1,89 2,16 2,44 2,70 2,98 3,24 3,50 3,80 4,05 1,64] 1,92 2,18'2,47 2,71 3,00 3,30 3,56 3,81 4,10 1,38 1,66' 1,94 2,2 2,50 2,76 3,04 3,34 3,00 3,88 4,15 1,40 1,68' 1,96 2,24 2,52 2,80 3,(3 3,36 3,64 3,92 4,20 1,41 1,69 1,97 2,25 2,54 2,84 3,13 3,40 3,68 3,97 4,16 1,43 1,72 2,01 2,30 2,58 2,87 3,15 3,44 8,72 4,0 4,30 1,45 1,74 2,аз 2,32 2,61 2,90 3,18 3,47 3,77 4,06 4.35 1,47 1,76 2,05 2’5 2,64 2,94 3,22 3,52 3.80 4,10 4,10 1,48 1,78: 2,08 2,38 2.67 2,96 3,26 3,55 3,85 4,15 4,45 1,50 1,8(): 2,10 2,40 2,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4,20. 4,50 1,52 1,82 " -------------------------------------------- ' 1,53 1,84 1,55' 1,86 1,56 1,88 ',58 1,9.0 1,59 1,91 1,61 1,93 _____________________________________________ 1,63 1,95 2,28 2,00 2,93 3,26 3,58 3,90 4,24 4,56' 4,90 1,09 1,34 1,35 1.37 1,41 1,64 1,88 2,11 1,43 1.07 1,98 2,14 1,44 1,68 1,9 0 2,17 0,56 0,84 0,56 0,84 0,57 0,86 0,58 0,87 0,59 0,88 0,60 0,89 0,30 0,60 0,90 0,30 0,61 0,91 0,31| 0,62 0,92 0.31,0, 2 0,93 0.31.0.63 0,94 1,25 0,32 0,63 0,95 1 26 0,321 0,64 0,96 127 0,32; 0,65 0,9711Д8 0,32 0,65, 0,98i 1,30 Примечание. При температурах проверки > 0°С поправка вычи* тается. При температурах проверки •< 0°С, поправка прибавляется. 1,13 1.И 1,15 1,18 1,19 1,20 1,21 1,23 1,24 10. Г. О. Фридлендер и С. А. Майоров. 2,12 2,42 2,72 3,С4 3,33 3,63 3,94 4,24' 4,54 2,14 2,45 2,76 3,06 3,37 3.68 3,98 4,30 4,60 2,17 2,49 2,80 3,10 3,40 3,70 4,0 4,зЗ 4,64 2,19 2,50 2,82 3,12 3,44 3,75 4,06 4,38 4,70 2,21 2.52 2,84 3,16 3,48 3,80 4,10 4,42'4,75 2,22 2,54 2,86 3,18 3,52 3,83 4,15 4,48 4,80 2,25 2,58 2,90 3,. 2‘ 3,55 3,87 4,20 4,52 4,84 J45
Приложение 5, Таблица Температурных поправок для ртутного манометра. Шкала •оттарирована при 20°С (шкала латунная) Др^=— [pt 0,000163-j-0,000019 р. 20| 10 Высота столба ртути 12' 14' 16: 18' 20е 22° 24= 26“ 28° 30“ 10 20 30 40 50 60 70 80 90’ 100 по 120 136 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 зю 320 330 340 350 360 370 380 190 4 0 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 0 0,02 0,02 0,03 0,04 0,04 0,05 _________ 0,06'0,08.0.11 0,13 0,16 0,06|0,09.0,12 0,14 0,17 0,07.0,10:0,13 0.17'0,20 0,08'0,11'0,14 0,18 022 0.09 0,13 0,16 0,20] 0,24 0,09] 0,13 0.17 0,22 0,26 0,09 0,14 0,19 0,23 0,28 0,11 0,16 0,21 0,26] 0,31 0,H 0.16 0,21 0,2710,32 0,12 9,17 0,22 0,28 0.33 0,13 0,19 0,24 0,30 0,36 л IQl Л 1П /I .)K 0-3 Oo 0,01 0,02 0,03 0,05 005 0,06 V,WV V,.V V., 0,07'0,10 0.121 0,14 0,02 0,04 0,01'0,01 0,03 0,04 0,04 0,05 0,06 0,06 0,071 0,08 0,07 0,09 0,10 0,08 0,10 0,1 0,13'0,19 0,25 0,32 0,14' 0,21 0,27 0,34 0,15 0,22 0,28 0,55 0,15' 0,23 0,30 0,37 0.16 0,24 0,31 0,39 0,17 0,25 0,32 0,40 6.48 0,17] 0,25 0,33 0,41 0,50 0,18 0,27 0,36 0,44 0,52 0,38 0,41 0.12 0,44 0,46 0,19 0,28 0,36 0,45 0,19 0,29 0,37 0,47 | 0,20 0,30 0,39 0,49 0,54 0,56 0, ' 8 0,211 0,30 0,40 0,50. 0,60 0,22 0,32 0.42 0,52 0,62 0,22 0,33 0,43 0,54 0,64 0,22 0.33 0,44 0,55 0,-24, 0,35 0,46 0,55 0,24 0,36 0,47. 0,58 0,26 0,38 0,49 0,61 0,26 0,38 0,50| 0,62 0.26 0,39 0,51 0,63 0,28 0,41 0,53 0,65 0,28 0,41 0.541 9,67 0,28 0,42 0,55 0,68 0,30 0,43 0,57i 0,71 0.30 0,44 0,58 0,72 0,31:0,45 0,60 0,74 0,32 0,46 0,61 0,75 0,32---------- 0.33 0,34 0.3 0,35 0,02 0,02 0,05 0.05 0,07 0,08 0,10 0,11 0,12 0,13 0,13 0,15 0,17 0,19 0,18 0,21 0,20 0,23 0,23 0,27 0,24 0,29 0, 8 0,32 0,30 0,34 0,32 0,37 0,36 0,40 0,37 0.42 0,39, 0,45 0,42; 0,48 0,44' 0,50 0,47| 0,53 0,49. 0,5b 0,51 0,58 0,54 0,61 0,56 0,b4 0,58 0,t6 0,61'0,6 0,63 0,71 0,66 0,74 0,68 0,77 0,69 0,79 0,72 0,8 0,74 0,85 0,76 0,87 0,89 0,91 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,17 0,21 0.03 0.07 0,10 0.14 0,17 0.19 0,23 0,24i 0,27 0,26 0,26 0,03 0,03'0,04 0,07i 0,08' 0,08 0,11 0,15 0,18 0,21 0,26 0.65 0,68 0,70 0,81 0,93 0,47 0,62 0,77 0,49 0,64 " 0,4.) 0,65 0,80 0,51 0,67 0,83 0,52 0,68 0,84 0,79 0,04 0,09 0,14 0,19 0,04 0,10 0,15 0,20 0,25 . 0,29 0,28 0,30! 0,33 0,35 0,32 0.34 0,3710,39 ------" <1,44 0,05 0,11 0,16 0,21 .0,26 0,31 0,34 0,42 0,47 0,40 0,43 0,46! 0,50 0,53 0Д210ДЗ 0.16 0,18 VjlO Vlj 1 0,20 0 21 0,23 0,23 0,25 0,27 0,29 0,32 0.34 0,371 v,4'ij u.iO 0,32 0,35 0,38 0,41 0,30.0,33:' ,36 0 ,n 0,33 0,36] 0,40 0,43 0.47 0,50: 0,54. 0,58 0,36 0,10 0,44 0,48 0. 2. 0.561 0,60 0 64 0,38 0,43 0,47 0.5110,56 0,60-0,64 0,68 0,41 0,46 0,50 0,45 0,50 0,55 0,1710,53 0,58 0,50 0,56 0,61 0,50 o,6o; o,66 0,56 0,60 0.62 0,69 0.66 9,73 0,63 0.69, 0,76 0,83 0,90 0,65 0,72 0.80. 0,87 0,94 0,55 0,60 0,64; 0,69 0,73 0,60 0,65 0,69! 0,73 0,79 0,63 0,63 -------- 0,67 0,72 0,71 0,77 0,75 0,81 0,79 0,86 0,69 0,76 0,841 0,91 o]99 0,72,0,80 0,8710,95 1,03 0.74 0,78 0,80 0,83 0,87 0,89 0,92 0,95 0,98 1,01 1,04 . 1 ли 0,82,0,90 0,99 1,07 0,86 0,95' 1,03 1,12 1,07 1,19 1,10 1,21 1,15 1,24 1.19 1,29 1,23 1,33 1,27 1,30 1,35 1,39 0,74 0,79 0,84 0,78 0,84 0,89 0,83 0,89 0,95 0,87 0,93. 1,00 0, 3 0,99, 1,06 0,97 1,03 1,10 0,73|' ,84 0,96 1.08 0,74 0,86 0,98 1,10 0,76 0,90 1,01 ' 0.79 0,91i 1,04 0,80 0,93 ' “ 0,82 0,95 0,84 0,98 0,86 (',88 0;90 0,92 0,95 0,96 0,99 1,01. 1,00 1,03 1,05] 1.07, 1,10 1,12 1,15 1.17 1,13 1,17 l,07i 1,19 1,08 1,21 1,11] 1,23 1,14 ‘ ~ 1 18 ’,19 1,23 1,26 1,28 1,31 1.33 1,28 0,89 0,98 0.92i 1,01, 0,96! l,0-| 0,99 1.091 1,02 1,12| 1,06 1,16 1,08 1,19 1,13 1,24 1,15,1,27 1,37 1 4i 1,46 1,50 lylji Lf^l 1,01? IjdV 1,19,1,32 1,43 1,55 1,47 1,58 1,22| 1,34 1.251 1,38! 1,50 1,62 1,29 l,42l 1,55 1,67 1,33 1,4611.58 1,71 1,75 1,80 1,81 1.35] 1,48. 1,39, 1,52 1.4 ’I 1,56, 1,46 1,60 1.49 1,64 1,31 1,46'1,60 1,62 1,67 1,70 1,75 1,01 1,06 1,11 1,15 1.21 1,24 МЧ 1,08 1,15 1,14 1,21 1,18'1,27 1,23! 1,31 1,29:1,37 1,33 ' ‘ 1,38 1,34! 1,43 1,38] 1,48 1.43 1,53 1,48 1,58, 1,52 1,66 1,5711,68 1.61 1,66 1,70 1.75 1,80 1,85 1,89 1,94 2,08 2,19 1,98 2,12 2,26 1,42 1,47 1,53 1,58 1,64 1,69 1,74 1,79 1.84 1,73 1,78 1,90 1,83 1,95 । ,87 2,00 1,93 2,05 1,94 2,11 2,02 2,15 1’89 2,03 2,18 2’13 1,35 1.49 1,64* |178 1,93 ,081 2,22! 2,37 1,37 1,51 1,67 1,82 1,97 2,12 2,27 2,42 1 Л Л 1 £С 1 1Л 1 5 О Л П.А ) Q IQ Q QO1 П Л О 1,40 1,56 1,43 1,59 1,46 1,62 1,49 1.65 1,71 1,84 1,75 1,90 1,79 1,95 1,81 1,99 2,02 2.06 2,10 2,18 2,32' 2,48 2,20 2,38; 2,52 2,27 2,43' 2,59 2,30 2.4712.63 2,43' 2,59 146
^Продолжение приложения 5) 22° 24 20 26= 30 Высота столба ртути 28° 510 5 0 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 GlO 700 710 7/0 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 8;;0 860 870 880 890 9 00 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 0,35 0,53 0,69 0,85' 1,02 1,19 1,^. " 0,54|0,71 0,87; 1,05 1,22 1,38 0,37 0,37 0,38 0,39 0,39 0,41 0,41 0,41 0,43 1,19 1,35 1,52 1 /е1 1 сК 1,69 1,72 .0,72 0,89 1,06 1,24 1,40 1,58 1,75 0,73 0,9111,09 1,27 1,45 1,62 1,80 '•0,75 0,93 1.11 1,29 1,47 1,64 1,82 \ 0,76 0,94 1,12' 1,31 1,49 1,67 1,85 0,54.0,72 0,89 1,06 1,21 1,40 1,58 1,75 0,5/0,73 0,9111,09 1,27 1,45 1,62 1,80 0,57'0,75 0,93 1.11 1,29 1,47 1,64 1,82 0,57; 0,76 0,94 1,12 1,31 1,49 1,67 1,85 0,59 0,78 0,96 1,15 1,33 1,52 1,70 1,88 0,60'0,79! 0,97 1,17. 1,35 1.54| 1,73 1,92 0,61 0,80’0.99 1,18 1,37 1,56, 1,75 1,95 0,62 0,82 1,01 1,211 1,40 1,60; 1,79; 1,99 л CO Г» OOI 1 AO 1 On! 1 1 col 1 OQ о ACJ 1,64' 1,86' 2Я 1,67 1,88 2,09 1,69 " ‘ 1,73 l,95j 2,16 1,76 1,97.2,18 1,78 2,00 2,Я 1,80 2,03'2,26 1,83 2,06.2, 8 2.51 1 «7 *) 1Л О 0*7 o cc; 1,70 । 1,88 1,79; 1,99 2,02 2,06 2,10 2,13 2,18 2,21 2,24 2,30 2,33 o’l3j о’бЗ 0>3 1^03 П2з' 1,43 1,63| 1,83 2/13 0,44| 0,64 0,85 l,05| 1,. 4 1,44 0,45! 0,65 0, 6 1.061 1 ’«I 47 0,45 0.66 0,87 1.07, 0,46 0,68 0,89; 1,10 0,90 1,11 0,91} 1,13 0,93 1,15 0,94 ‘ ' o,96; 0,96 0,46 0,68 0,47 0,68 0,48 0,70 0,48 1,71 0,50 0,73 0,50} 0,73 0,50 0,74 0,97| 0.52 0,76 0,99 1,16 1,18 1,19 0.62 u,/o 0,52 0,76 0,52 0,77 0,54 0,79 0,54' 0,79 0,55 0,8 i 0,56, 0,81 0,57i 0,82 0,57 0,81 0,58. 0,85 0,58 0,85 0,59j 0,87 0,60 0,87 0,611 0,89 0,611 0,89 0, 2, 0,90. 0,63'0,82 0,63 0,93 0,65 0,95 0,65 0,95 0,65 t,96. 0,67 0,98, 0,67 0,98 0,67 0,99! 0,69 1,00' 0,69 1,01 0,70 1,03 0,70 1,03 1,00 1,01 1,04 1,04 1,06 1,07 1.08 1 4 1,10 1,25 1,26 1, 7 1,30 1,32 1,33 1,12 1,14 1,15 1,17 1,17 1,19 1,21 1,22 1,36 1,38 1,39 1,42 1,43 1.45 1,46 1,49 1,49 1,52 1,53 1,54 1,55 1,25 1,26 1,28 1,59 1,29 ' ‘ 1,30 1,32 1 31 1’3.5 1’36 » 1,60 1,61 1,63 1,64 1,66 1,68 1,84 1,90 1,93 1,98 2,00 2,03 2,08 2,10 2,14 2,19.2,38 2,22' 2,41 2,26 2,46 '/,30, '..,56 2,32 2,54 2,36 2,40 2,45 2.48 2,19 2,35 2,52 2,22 2,40 2,58 2,24 2,44 2,62 2,30 2,48 2,66 2,36 2,54 2,71 2,41 i 2,59 2,77 2,45 2,64 2,8? 2,49 2,68 2,86 2,52 2,72 2,92 2,57 2,77 2,97 2,61 2,81 3,01 2,69 2,74 2,80 2,84 2,9! 2,95 3,01 3,04 3,10 3,17 3,21 1,26| 1,47 I, 8' 1,49 1,3]' 1,52 1,32' 1,54 1,34; 1,57 1,37 1,59 1,38 1,61 1,41. 1,61 1,4.3 1,45 1,47 ',48 1,50 1,53 1.54 1,57 1,58 1,60 1,63 1,65 1,66 1,69 1,70 1,73 1,74 1,76 1,79 2,08' 2,371 2,66 2,95 3,24 1,8i "' 1,83 1,85 1,87 1,89 1,91 1,92 1,95 2,27 2,58 2,89; 3,21 3.53 1,96 2,28 2,59 2,91'3.23 3,55 1,99 2,31'2,63 2,96-3./8 3,60 2,01 " ........ 1,90 2,11 1,87 2,10 2,32 1,8 J 2,12 2,3o 1,91 2,1512,38 1,95 2.19 ~ 1,96 2,21 1,99 2,23 2,02 2,27 2,05 2,29 2,08! 2,34 1,84 2,10 2,36 1 87 2,13' 2,38 1,89 2,16 2.41 1,91'2,18; 2.45 2,66 2,86 3,06 3,27 2,70 2,91 3,11 3,32 2,74 2,96 3.16 3,36 2,79 3,0113,21 3,43 2,83 3,05 3,25 3,48 2,85 3,09 3,28 3,51 2,92 " "------------ 2,96 3,01 3,04 3,09 3,14________________ 3,18} 3,40 3,66 3,90 3,2113,46 3,70 3,94 3,26' 3,51 3,76 3,99 3,29; 3,51 3,69 4,05 3,33 3,60 3,86 4,11 3,36 3,64 3,90, 4,16 3,42 3,70 3,95 4,21 3,42 3,73 4,01 4,26 3/1 i 3,70 4,05' 4,31 2 58 2,62 2,6o 2,70 2,74 2,77 2,82 2,85 2,90 2,94 2/6 3,01 3,05 3,10 3,13 3,17 3,21 3,25 3,29 3,55 3,81 4,12 4,36 3,32 3,62 3,88 4,lb| 4,42 3,36 3,66 3,94 4,20 4,47 3,41 3.69 3,97 4,251 4,52 3 46 8 70 л m >4 kv л cn ЗЛ8 377 105. 4'33' 4/53 3,52 2,81 4,1 Г 4,40' 4,69 3,56 3,86 4,15 ' — ’ 3,61 3,90 4,20 3,65 3,95 4,25 3,68 3,98 4,29 3,73 4,04 4,34 2,85;3,14 3,48 3,76 4,06 4,36 3,80 4,1114,42 3 85 4,17 4,47 3,89 4, 0 4,52, 4,85' 5,17 3,93 4,25 4,58 4,89 5,22 “ [4,95'5,28 2,55 2,59 2.62 2,66 2,69 2,73 2.7o 2,79 2,87 2,87 2,61 2,95 2,98 3.01 3,06 3,08 2,01.2,29 2,57 2,85 3,13 2,02' 2,30; 2,58 2.87 3,17 2,05| 2,34' 2,63 2,91 3,20 1,66 1,68 1,71 1,72 1,75 1,78 1,79 1,82 2,4x 2,45 2,48 2,51 2,54 2,56 2,61 2,65 2,69 xuu,x.lu 2,71 1,93 2,20 2,47 2,75 1,97 2,24 2,50 2,79 1,98 2,26 2,52 2,82 2,10 2,39 2,13| 2,4'1 2,15' 2,45 2,17 2,47 2,20 2,50 2,22! 2,53 2,2 4 2,55 2,69 2,98 3,28 2,73 3.02 3,31 2,75 3,05 3,35 2,77 3,07 3,38 2,81 3,10 3.42 2 .1 14. R 4R 2'86 3J8 ЗД8 2,89'3.21 3,53 3,14 3,36 3,58 3,18 3,40 3,63 3,23 3,17,3,69 3,27 3,50 3,73 3,29 3,55 3,79 3,38 3,61! 3,84 3,66 3,94 4,20 4,47 3,73 4,02 4,30 4,59 4*44| 4',74 4,50 4,80 4,55 4,85 4,59 4,89 4,70 4,96 4,79 5,00 4,74 5,06 4,7^ 5,12 Xrj’-* 1 му " UT^ U *Jj*J*J ^Ty-*—R> IjUU. 2,33 2,66. 2,98 3,31 3,62 3,96 4,28 4,62 I 1 * I 1 I I Примечание. Смотри примечание к приложению 4. 147
X , , Приложение 6 o° 1 ипсометрическая таблица (зависимость высоты в метрах от давления в мм рт. ст.) Сумма отсчетов по манометру в мм рт. ст. Давление по манометру Отсчет по баро* метру в мм рт. ст. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 11,13 22,19 33,35 44,21 55,60 66,72 77,93 89,15 100,28 750 10 111,54 122,69 133,96 145,21 156,36 167,75 178,98 190,29 201,56 212,91 740 20 224,28 235,57 246,96 258,27 269,69 281,33 292,43 303,92 315,29 326,78 730 30 338,1 / 349,66 361,18 372,59 384,16 395,61 407,19 418,68 430,27 44L88 720 40 452,29 465,07 476,59 488,18' 499,95 511,55 523,25 534,87 546,58 558.23 710 50 559,99 581,82 593,45 605,23 617,03 628,77 640,51 652,37 664,22 67 ,98 700 60 687,83 699.63 711,62 723,47 735,32 747,35 759,23 771,22 789,77 796,87 690 70 807,17 819,11 831,16 843,23 855,23 867,32 879,35 891,47 903,26 915,75 680 80 927,8з 939,94 952,13 964,34 976,18 988,72 1001,07 1013.57 1023,3 1037,5' 670 90 1049,9 1062,2 1074,5 1087,1 1099,2 1111,5 1123,9 1136,3 1148,7 1161,0 660 100 1173,5 1185,9 1198,4 1210,8 1223,3 1235,7 1248,3 1260,6 1273,5 1285,9 650 1 0 1298,6 1311,2 1323,8 1336,3 1349.1 1361,2 1374,4 1387,1 1399,6 1412,1 640 120 1425,3 1438.0 1450,8 1463,6 1476,4 1489,2 1501,9 1514,9 15277 1540,7 630 130 1553,6 1566,5 1579,5 1592,4 160s,4 1618,3 1631,4 1644,3 1657,4 1670$ 620 140 1683,5 1696,6 1709,6 1722,8 1735,9 1749,9 1762,4 1775,5 1788,7 1801,9 610 150 1815,2 1828,4 1841,7 1855,1 1868,3 1881,7 1894,9 1908,4 1921,7 19357 600 160 1948,6 1962,0 1975,5 1988,9 2002,5 2016,0 2029,5 2013,1 2056,7 2070,2 590 170 2082,8 2095,6 2111,2 2124,7 2138,5 2152,1 2165,9 2П9,7 2193,4 2207,2 580 180 2220,9 2234,8 2248,5 2262,5 2276,4 2290,2 2304,1 2318,0 2332^0 2346$ 570 190 2359,9 2374,0 23Q8,0 2402,0 2416,1 2430,2 2444,3 2458,5 2472,7 2486,8 560 200 2501,0 2515,3 2529,4 2543,7 2557,8 2572,8 2586,7 2600,8 2615,1 2629,5 550 210 2643,9 2658,5 2672.8 2687.4 2701,5 2716,3 2730,8 2745,4 2760,1 2774,7 540 220 2789,3 2803,9 2818,6 2833,2 2848,0 2862,7 2877,5 2892,2 2907$ 2921,8 530 230 2916,6 2951,6 2966,4 2981,3 2996,2 3011.2 3026,2 3041,2 3056,2 3071,2 520 240 3086,3 3101,5 3116,5 3131,7 3146,9 3162,0 3178,7 3192‘0 3207,'8 3223$ 510 6* I 240 3238,3 339 ’,8 3549,7 37< 9 3 3253,6 3269,0 32847 3299,9 3315,3 3330,7 3346,6 3362,4 3377,2 260 3408,2 3424,0 3439)7 3455,3 3470,9 3486,6 3502,4 3518,2 3533,9 270 3565,6 3 814 35977 3757,7 3613,3 3629,2 3645,2 3661,2 3677,4 3693,3 280 3725,0 3741,2 3773,9 •3790,1 3806,4 3822,6 3838,9 3855,2 290 3871,6 3887,9 3904,4 3920,9 3937,3 3953,8 3970,0 3L86,9 4003,5 4020,0 300 4036,8 4053,4 4070,2 4086,8 4103,6 4.20,4 4137,0 4153,4 4170,9 4187,9 310 4204,9 4221.8 4238,8 4255.8 4272,9 4289,9 4307,2 4324,3 4341,4 4358,6 320 4375$ 4393,2 44 0,4 4427,8 4445,3 4462,6 4480,1 4497,5 4515,0 4 532,5 330 4550,2 4567,7 4585,4 4603,1 4620,7 4638,5 4656.4 4674,1 4692,0 4709,8 340 4727,8 4745,7 4763,7 4781,9 4799,1 4817,9 5000,7 4835,9 4854,1 4872,2 4890,5 350 4908,8 4926$ 49457 4963,8 4982,2 5019,1 5037,7 5056,2 5074,9 350 5093,4 5112'1 513о',9 5149,6 5168,4 5187,2 5205.9 5225,0 5243,9 5263,7 370 5.82,0 5474,3 5301,0 5320,0 5339,2 5358,5 5378.5 5397,0 5416,1 5435,5 5455,8 380 5493,8 5513,3 5532,8 5552,4 5572,1 5591,6 5611,4 5611,3 5650,9 390 5670,9 5690,7 5710,8 5730,7 5750,7 5570,8 5790,8 5811,0 5831,1 5851,4 400 5871,0 5892.0 5912,5 5932,8 5953,1 5973,8 5994,4 6015,5 6035,7 6056,5 410 6077,3 60^8,0 6U8.8 6139,7 6160,7 6'81,7 6202.8 6223,9 6245,0 6>66,0 420 6287,4 6308,8 6330,0 6351,5 6373,3 6394,8 6416,1 6437,6 6457,3 6180,9 450 6502,8 6594,7 6546,0 6568,5 6590,4 6612,5 6644,5 6656,/ . 6678,9 6701,1 440 6723,5 6745$ 67687 6790,0 6813,3 6835,9 6858,5 6881,4 6904,0 6926,9 450 6949,9 6 <72,8 6995$ 7018,7 7041,8 7065,1 7088,3 711 10 7136.0 7158,7 460 7182,1 7206,2 7229.4 7253,1 7276,9 7300,6 7323,6 7319,0 7372,6 7397,7 470 7420,8 7666,3 7446,3 74697 7494,0 ’'7518,1 7542,7 7567,4 7591,9 7616,7 7641,4 480 7691,3 7716,2 7741,4 7765,9 7791,7 7816,9 7842,4- 7867,9 7892,6 490 7919,0 79447 7969,9 7996,1 8022,1 8048,2 8074,2 8100,4 8126,5 8152,9 500 8179,4 8447,9 8205,6 823 9,4 8260,9 8285,8 8312,5 8319,5 8366,6 8393,5 8420,7 510 520 847 ъЗ 8502,6 8530,2 8557,9 8585,5 8614,3 8641,1 8669,1 8697,3 8725 5 8754,1 8781,9 8810,5 8839,2 8867,6 8896,4 8925,1 8954,2 8983,1 530 9012,4 9041,5 9070,8 9100,5 9129,9 9158,8 9189,3 9219,3 9249,4 9^79,5 540 9309,6 9339,8 9370,4 9400,8 9431,5 9462,4 9493,1 9524,3 9555,3 9586,6 550 9617,8. 9938,4 9649,5 9681,1 9712,7 9744,7 9776,6 9808.8 9841,1 9873.3 9905,9 560 9971,3 10004,4 10037,2 10070,4 10103,6 10127,5 10170,6_ 10203,7 10238,1 10 9 8 7 б 5 4 3 2 1 д а в л е Н И е п о б а р о мот Р У —' т aOO 490 480 470 460 450 440 430 420 410 400 390 380 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190
Предолж«ннг 6 А Сумма отсчетов по манометру в мм рт. ст. 1 Давление по манометру Отсчет по баро- рометру в мм рт. ст. 0 1 2 з 1 1 1 4 5 б 7 8 9 570 580 500 600 610 620 10272,3 10620,6 10985,1 10306,5 10656,8 11022,6 10340,7 10689,1 11060,1 10375,2 10628,3 11099,0 10412,8 10764,3 11136,1 10444,9 10800,7 11174,3 10)79,6 10837,4 11212,9 10514,6 10873,9 11251,6 10549,8 10910,4 11290,7 10584,9 10 '47,6 11 <29,9 180 170 160 11 е>69,3 11778,3 11109,1 11820,7 11449,1 11863,4 11489,3 11906.4 115^98 11949,6 11570,5 11'93,3 11611,6 12037,1 11652.8 12081,1 11694,4 12125,7 1’736’2 121"0,4 150 140 12215,6 12260,9 '2306.7 12152,8 12399,2 12416,0 12493,1 12540,6 12588,4 12636,6 13139,8 130 ооО 640 12685,1 12734,1 12783,4 12833,1 12883,2 12933,7 Г"’984,6 13035.9 13087,7 120 13192,4 13245,4 13298,9 13352,8 13407,2 1 462,1 13.317,5 13574,4 13629,6 13686,5 ПО о 50 13^4 5,8 13801,7 13860,1 13919.1 13->78,5 14018,6 14099,3 14160,5 14222,3 14 86,2 100 ооО 14347,8 14471,5 14475.8 14540.8 14606,5 14672,9 14739;9 14807,7 14879,2 14945,5 90 670 680 69;) 15015,5 15( >86,3 15157,9 15’230,3 15303.6 15377,7 15451,7 155286 15605,4 15683Д 80 15761,9 15841,6 15922,3 16004,1 16090,2 16170,9 16255,9 16342,1 16429,6 16518,2 70 16008,1 1 699,3 16791,8 16885,7 16980,9 17077,7 17175,9 17275J 17377,1 1748'2 60 700 17584,9 1769',5 1779»,8 17910,0 18022,1 18136,4 18252,6 18371,1 18)91,8 18613,4 50 710 18740,4 20154,4 18868,4 18999,1 19132,4 19268,7 19408,1 19550,4 196-6,1 19815,2 19997,9 40 720 730 20314,8 20479,5 20643,5 20822.1 21000,6 21184,3 21373,5 21568,1 21769,7 30 21977,5 2 192,3 22414,7 22647,7 22884,4 23132.8 23391,6 23661,3 239 42,9 24237,8 20 740 750 24516,9 28939,5 24872,0 29607,1 25214,6 30353,6 25576,8 31199,8 25961,1 26370,0 26807/2 27276,9 27784,1 28335,5 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 д а в л е н в В п о б а р о мет Р У Приложение 6 (Продолжение) Давление 0 *) ±1 ±2 ±3 ±5 +6 +7 ±8 ±9 по манометру в мм рт. ст. по барометру в мм рт. ст. -0 760 0 11,13 22,2 33,35 44,21 55,60 66,72 77,88 88,93 100,28 -10 770 111,54 122,69 133,96 145,24 156,33 167,54 178,73 190,29 201,56 212,91 -20 780 224,28 235,57 246,80 258,27 269,69 281,33 292,69 304,05 315.37 327,57 -30 790 338,91 350,27 361,63 372,90 384.41 395,82 408,12 419,55 430,99 442,46 -40 800 453,93 465,41 477,79 489,31 500,83 512,36 523,82 535,47 547,9 559,53 —50 810 571,13 582,75 594,37 606,1 617,68 629,33 641,95 653,60 665,30 677,01 -60 8л0 688,79 700,49 711,62 723,47 735,32 747.35 759,21 771,22 782,77 796,87 -70 830 808,58 820,45 832,33 844,71 857,06 868,98 881,29 892,87 904,84 916,81 -80 840 929,72 941,75 953,74 965,77 977,81 989,85 100'2,85 1014,93 1027,02 1038,19 -90 850 1049,9 1062,2 1074,5 1087,1 1099,2 1111,5 1123,9 1136,3 1148,7 1161,0 -100 860 1173,5 ) При проварке но манометру брать верхние знаки, при проварке по барометру иижиие.
Приложение J Таблица поправок барометра на паменепне шпроты местности р = — 0,00259 рп cos 2<f> ^ч^ГИнроты моста Высоты ^**4. ртутного столба 40° 45° 50° 55° 60° 65’ 70 75’ 80е 0 -0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 —0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0.05 40 -0,02 0 0,02 0,04 0.05 0,07 0,08 0,09 0,10 60 -0,03 0 0,03 0,05 0,08 0,10 0.12 0,13 0,15 80 —0,04 0 0,04 0,07 0,10 0,13 0,16 0,18 0,19 100 —0,05 0 0,05 0,09 0,13 0,17 0,20 0,22 0,24 120 -0,05 0 0,05 0,10 0,16 0.20 0,24 0,27 0,29 140 —0 06 0 0,06 0,12 0,18 0,23 0,28 0,31 0,34 160 —0,07 0 0,07 0,11 0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 180 -0,08 0 0,08 0,16 0,23 0.30 0,36 0,40 0,44 200 —0,09 0 0,09 0,18 0,26 0,33 0,40 0,45 0,49 220 -0,10 0 0,10 0,19 0,28 0/7 0,44 0,49 0,54 24) -0,11 0 0,11 0,22 0.31 0,40 0,18 0,54 0,58 260 -0,12 0 0.12 0,23 0,34 0,43 0,52 0,58 0,63 280 - 0,'3 0 0,13 0,25 0,36 0,47 0,56 0,63 0,68 300 -0,13 0 0,13 0,27 0,39 0,50 0,60 0,67 0,73 320 -0,14 0 0,14 0,28 0,40 0,53 0,61 0,72 0,78 340 —0,15 0 0,15 0,30 0,44 0,57 0,67 0,76 0,83 360 -0,16 0 6,16 0,32 0,47 0,60 0,71 0.81 0,88 380 —0,17 0 0,17 0,-4 0,49 0,63 0,75 0,85 0,92 400 -0,18 0 0,18 0,35 0,52 0,67 0,79 0,90 0,97 420 -0,19 0 0,19 0,37 0.54 0,70 0,83 0,94 1,02 440 -0, 0 0 0,20 0,39 0,57 0,73 0,87 0,99 1.07 460 -0,21 0 0,21 0,41 0,60 0,77 0,91 1,03 1.12 480 -0,22 0 0,22 0,43 0,62 0,80 (',95 ',08 1,17 500 -0,22 0 0,22 (,44 0,65 0,83 0,99 1,12 1,22 520 -0,23 0 0,23 0,4(5 0,67 0,87 1,03 1,17 1,27 540 —0,24 0 0,24 0,48 0.70 0,90 1,07 1,21 1,31 560 -0,25 0 0,25 0,50 0,73 0,93 1,11 1,26 1,36 580 -0,26 0 0,26 0,51 0,75 0,97 1,15 1,30 1,41 600 —0,27 0 6,27 0,53 0,78 1,00 1,19 ',35 1,46 620 -0,28 0 0,28 0,55 0,80 1,03 1,23 1,39 1,51 640 -0,29 0 0,29 0,57 0,83 1,07 1,27 1,44 1.56 660 -0,30 0 0- 0 0,58 0,85 1,10 1,31 1,48 1,61 680 —0,31 0 0,31 0,60 0,88 1,13 1,35 1,53 1,66 700 -0,31 0 0,31 0,62 0,91 1,17 1,39 1,57 1.70 720 -0,32 0 0,32 0,64 0.93 1,20 1,43 1,62 1,75 740 —0,33 0 0,33 0,66 0,96 1,23 1,17 1,66 1.80 760 -0,34 0 0, 4 0,67 0,98 1,27 1.51 1,70 1,85 780 -0,35 0 0,35 0,69 1,01 1,30 1,55 1,75 1/0 800 -0,36 0 0,36 0 71 1,04 1,33 1,59 1,79 1,95 820 -0, 6 0 0.36 0,72 1,06 1,36 1,63 1,84 1,99 840 -0,37 0 0,37 0,74 1,09 1,40 1,66 1,88 2,04 860 -0,38 0 0-38 0,76 1,11 1,43 1,71 1,92 2,09 880 —0,39 0 0,39 0,77 1,14 1,46 1,75 1,97 2,12 900 -0,40 0 0,40 0,79 1,17 1,50 1,78 2,01 2,18 920 —0,40 0 0,40 0,81 1,19 1,53 1,82 2,06 2,21 940 —0,4' 0 0,41 0,83 1,22 1,56 1,86 2,10 2,28 960 —0,42 0 0,42 0,84 1,24 1,60 1,90 2,13 2,32 980 —0,43 0 0,43 0,86 1.27 1,63 1,94 2,20 2,38 1000 - 0,44 0 0,44 0,88 1,30 1,66 1,99 2,22 2,41 Примечание. Показания прибора сначала приводятся к нормальным температурным условиям, а уже затем к нормальной широте. - 152
Приложение & Таблвла поправок к иокаэанвю вталовпого вариометра для случаев раверкн при температурах отличных от 15°С на велвчнну ДГ“ с м/сек дт° 20 25 30 35 45 50 55 60 ] 0,07 0,09 0,10 0.11 0,15 0,16 0,17 0,19 0,21 2 0.14 0,17 0,211 0,24 0,28 0,31 0,35 0,38 0,42 з 0.22 0,20 0,35 0,36 0,42 0.47 0,52 0,57 0,63 4 0,28 0,35 0,45 0,48 0,55 0,63 0,70 0,77 0,84 5 0.35 0,43 0,52 0,57 0.70 0,78 0,87 0,95 1,02 10 0J0 0,87 1,02 1,20 1,40 1,56 1,73 1,90 2,10 15 1,04 1,29 1,51 1,81 2,07 2,33 2,59 2,84 3,11 20 1,38 1,73 2,08 2.41 2,75 3,11 3,45 3,81 4,15 25 1,73 2,16 2,59 3,01 3,45 3,89 4,32 4,75 5,18 30 2,08 2,59 3,11 3,63 4,15 4,66 5,19 5,71 6,22 Примечание. При температурах проверки, меньших 15"С, поправка вычитается. При температурах проверки, превышающих 15°С, поправка прибав- ляется (из показаний эталонного вариометра).
ЛИТЕРАТУРА 1. /7. А. Молчанов — Курс аэронавигации. ОНТИ, 1937 г. 2. Г. Ф. Лаптев и В. К. Гольцман — Теория манометрических аэронавигационных приборов. Изд. ВВА им. 2Куковского, 1945. 3. П. И. Васин — Авиационные приборы, ч. II. Пилотажно-нави- гационные приборы. Госвоениздат, 1939. 4 Д. А. Браславский и С. С. Логунов — Авиационные при- боры. Оборонгиз, 1941. 5. Л. Прандтлъ — О. Титьенс Гидро- и аэромеханика, ч. I, ГТТИ, 1932 И Ч. II. ОНТИ, 1935. 6. Журнал «Автоматика и Телемеханика» № 4—5, 1938. 7. Журна х «Точная индустрия» № 2 и № 5, 1940. 8. Брандт «Аэронавигационное оборудование самолета», ч. II Изд. ВВА, 1946 г. 9. Заводские описания и инструкция по монтажу, ремонту и уход} за авиационными приборами — изд. Оборонгиза и другие источники.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введен'не... •••••’..................... ’ ' э 1 Классификация приборов........... • ‘................. . . . . -- 2. Обоснование необходимости пилотажных приборов . . - ...... 6 3. Основные и дополнительные приборы слепого полета............ 8 4. Общие требования к приборам и их погрешности............... 13 Глава I. Указатель скорости (воздушной 5. Основы теории прибора ............. ...........• • 14 6. Методические погрешности указателя скорости.................17 7. Конструкция указателя скорости............................... 20 8. Развитие конструкции указателя скорости . . . • 25 9. Инструментальные погрешности указателя скорости ........ 33 10. Компенбация температурных погрешностей............•......... 36 И. Регулировка передаточного числа и величины температурных компен- саций ....... .................................... 41 12. Проверка указателя скорости......... . ...................42 13. Монтаж на самолете 1........................................ 49 1 4. Проверка указателя скорости на земле и в полете............ 54 15. Возможные неисправности прибора. Эксплоатация указателя скорости 56 16. Указатель истинной воздушной скорости ..................... 58 17. Измерение скорости полета относительно земли ‘.............. 6$ Глава И. Барометрический высотомер 18. Теория и устройство прибора.........• • . , . • ... 66 19. Методические погрешности высотомера......................... 73 20. Конструкция двухстрелочного высотомера ..................... 77 !1. Развитие конструкции высотомера........................... 79 22. Инструментальные погрешности высотомера • . . •......... 84 3. Проверка высотомера . . . . . ............... • 85 24 Монтаж и проверка высотомера на самолете . ................. 92 25. Другие методы измерения высоты.............................. 93 Глава III. Указатель вертикальной скорости (вариометр) 26. Устройство и теория вариометра ............................ 99 2/. Методические погрешности вариометра . . ...............107 Георня вариометра с учетом деформации чувствительного элемента . 113 29. Конструкция вариометра......................................117 30. Развитие конструкции вариометра ... .... . . . . 119 31 Проверка вариометра . . .... 125 32. Монтаж на самолете. Неисправности прибора.............. . . 130 33 Осмотр и проверка монтажа мембранных приборов...............131 Приложения ................................. _ 133 Литература .................... .. ' 154 155
Техн, редактор Ю. Ю. Баллъ Корректор А- И. Ладыгина Разрешено к печати 7/Х—47 г. ЯЗД печ. л. 10,13 авт. л. Изд. № 231 Зак Г-04280. Типо-литографня ВВИА им. проф. Н- Е. Жуковского.
ОПЕЧАТКИ — Стр. Строка Напечатано Следует читать 85 2 и 4 снизу 1000 -1000 103 1 снизу 128 Т|/У 128 nlV 104 (ф-ла 24) k- kD* r.Di 4 сверху 128 т,IV 128 nlV 106 10 сверху Рс-Ро , Pc ~P> 115 3 снизу (ф-ла 39) / \ ( k — \ RV ) V RN / 116 ф-ла 40 Ро Pc 116 3 снизу К == 3s о 116 1 снизу V + А>с v + Ж (ф-ла 41) 117 4 свеР*> )ф-ла V + JVpc V+Npo 117 1 4^ 4 сверху / 128 nlNe 128 nlNc Г. О. Фридлендер и С. А. Майоров.