Индикатор отношения - Attitude indicator

«Искусственный горизонт» перенаправляется сюда. Об альбоме U2 см. Искусственный горизонт (альбом).
AI с шаг и крен контрольные линии (слева) и отношение AI к ориентации самолета (справа)

В индикатор отношения (AI), ранее известный как гироскопический горизонт или же искусственный горизонт, это прибор для полета что информирует пилота самолета ориентация относительно горизонта Земли и дает немедленное указание на наименьшее изменение ориентации. Миниатюрный самолет и полоса горизонта имитируют положение самолета относительно реального горизонта.[1][2] Это основной инструмент для полета в приборные метеорологические условия.[3][4]

Отношение к пользователям всегда представлено в блоке градусы (°). Однако внутренние механизмы, такие как датчики, данные и вычисления, могут использовать сочетание степеней и радианы, поскольку ученые и инженеры могут предпочесть работать с радианами.

Использовать

AI интерьер

Важнейшие компоненты ИИ включают символический миниатюрный самолет, установленный так, что кажется, будто он летит относительно горизонта. Ручка регулировки, учитывающая линию обзора пилота, перемещает самолет вверх и вниз, чтобы выровнять его с полосой горизонта. Верхняя половина инструмента синего цвета для обозначения неба, а нижняя половина коричневого цвета для обозначения земли. Указатель крена вверху показывает угол крена самолета. Контрольные линии в середине указывают степень наклона вверх или вниз по отношению к горизонту.[2][1]

Большинство самолетов российской постройки имеют несколько иную конструкцию. Фоновый дисплей окрашен как в западном инструменте, но перемещается вверх и вниз только для обозначения высоты звука. Символ, представляющий самолет (который закреплен на западном инструменте), кренится влево или вправо, чтобы указать угол крена.[5] Предложенная гибридная версия западной и российской систем, которая была бы более интуитивно понятной, никогда не прижилась.[6]

Операция

Вакуумная система с использованием вакуумного насоса
Вакуумная система с использованием трубки Вентури

Сердце ИИ - это гироскоп (гироскоп), который вращается с высокой скоростью либо от электродвигателя, либо за счет действия потока воздуха, толкающего лопатки ротора, расположенные по его периферии. Поток воздуха обеспечивается вакуумной системой с приводом от вакуумного насоса или трубки Вентури. Воздух, проходящий через самую узкую часть трубки Вентури, имеет более низкое давление воздуха в соответствии с принципом Бернулли. Гироскоп установлен в двойном подвесе, что позволяет летательному аппарату наклоняться и крениться, когда гироскоп остается вертикально вертикально. Самовводящийся механизм, приводимый в действие силой тяжести, противодействует любому прецессия из-за подшипник трения. Монтажному механизму может потребоваться несколько минут, чтобы привести гироскопы в вертикальное вертикальное положение после первого включения двигателя самолета.[2][1][7]

Индикаторы ориентации имеют механизмы, которые удерживают инструмент горизонтально по отношению к направлению силы тяжести.[8] У прибора могут возникать небольшие ошибки по тангажу или крену во время продолжительных периодов ускорения, замедления, поворотов или из-за искривления земли под самолетом при длительных поездках. Начнем с того, что они часто имеют немного больший вес внизу, поэтому, когда дрон стоит на земле, они будут висеть ровно, и поэтому они будут горизонтальными при запуске. Но как только они будут запущены, этот подвесной вес внизу не будет подталкивать их к уровню, если они находятся вне уровня, а вместо этого его тяга заставит гироскоп прецессия. Чтобы гироскоп очень медленно ориентировался в направлении силы тяжести во время работы, типичный гироскоп с вакуумным приводом имеет небольшие маятники на корпусе ротора, которые частично закрывают воздушные отверстия. Когда гироскоп находится вне горизонтального положения по отношению к направлению силы тяжести, маятники будут качаться в направлении силы тяжести и либо открывать, либо закрывать отверстия, таким образом позволяя или не позволяя воздуху выходить из отверстий, и тем самым применяя небольшая сила для ориентации гироскопа в направлении силы тяжести. Гироскопы с электроприводом могут иметь разные механизмы для достижения аналогичного эффекта.[9]

Старые ИИ были ограничены в допустимой величине тангажа или крена. Превышение этих пределов приведет к падению гироскопа, поскольку корпус гироскопа контактирует с карданом, вызывая силу прецессии. Для предотвращения этого потребовался механизм блокировки для блокировки гироскопа, если угол наклона превышает 60 °, а крен превышает 100 °. Современные ИИ не имеют этого ограничения и не требуют механизма клетки.[2][1]

Индикатор отношения летного директора

Индикатор ориентации полетного директора Apollo (слева) и Инерциальный измерительный блок (ИДУ) (справа)

Индикаторы ориентации также используются на пилотируемых космических кораблях и называются Индикаторы отношения летного директора (FDAI), где они указывают угол рыскания аппарата (нос влево или вправо), тангаж (нос вверх или вниз), крен и орбиту относительно фиксированного пространства. инерциальная система отсчета от инерциального измерительного блока (IMU).[10] FDAI может быть настроен на использование известных положений относительно Земли или звезд, чтобы инженеры, ученые и астронавты могли сообщать относительное положение, положение и орбиту корабля.[11][12]

Системы определения отношения и заголовка

Системы ориентации и ориентации (AHRS) способны предоставлять информацию по трем осям на основе кольцевые лазерные гироскопы, который можно использовать совместно с несколькими устройствами в самолете, например "стеклянная кабина "основные индикаторы полета (PFDs ). Вместо вращающегося гироскопа современные AHRS используют твердотельная электроника, бюджетный инерционные датчики, скорость гироскопов, и магнитометры.[2]:8–20[1]:5–22

В большинстве систем AHRS, если ИИ самолета вышли из строя, будет резервный ИИ, расположенный в центре приборной панели, где также доступны другие резервные базовые инструменты, такие как индикатор воздушной скорости и высотомер. Эти в основном механические резервные инструменты могут быть доступны даже в случае выхода из строя электронных бортовых инструментов, хотя резервный указатель положения может иметь электрический привод и через короткое время выйдет из строя, если его электрическое питание отключится.[13]

Индикатор направления отношения

ADI (слева) с желтыми V-образными рулевыми балками и AI, интегрированным с ILS указатели глиссады и курсового радиомаяка (справа)

Индикатор направления полета (ADI) или индикатор директора полета (FDI) - это ИИ, интегрированный с системой управления полетом (FDS). ADI включает в себя компьютер, который получает информацию от навигационной системы, такой как AHRS, и обрабатывает эту информацию, чтобы предоставить пилоту трехмерную подсказку траектории полета для поддержания желаемого пути. Кий имеет форму V рулевой тяги. Самолет представлен символом дельты, и пилот управляет им так, что символ дельты помещается внутри V рулевых стержней.[1]:5–23,5–24

Советский искусственный горизонт АГП-2, наклоненный влево, с носом вниз и креном влево. Белая линия "горизонта" всегда совпадает с крыльями, а не с горизонтом, видимым из кабины.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Справочник по полетам по приборам, FAA-H-8083-15B (PDF). Министерство транспорта США, FAA. 2012. с. 5-17,5-19.
  2. ^ а б c d е Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, FAA-H-8083-25B (PDF). Министерство транспорта США, FAA. 2016. с. 8-16,8-18,8-19.
  3. ^ Джеппесен, компания Боинг (2007). Частный пилот: открытие полета с гидом. Jeppesen. С. 2–66. ISBN  978-0-88487-429-4.
  4. ^ https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/ Справочник AMT - Авиационные приборные системы стр. 10-56
  5. ^ Лирмаунт, Дэвид (2009-02-09), «Какой путь для искусственных горизонтов Востока и Запада?», flightglobal.com, заархивировано из оригинал 29 октября 2014 г.
  6. ^ Эксперт по безопасности предлагает недорогие исправления потери управления , FlightGlobal, 2011-03-04
  7. ^ Федеральное управление гражданской авиации (FAA). «Справочник AMT - Глава 10. Авиационные приборные системы».
  8. ^ Мерфи, Алан. "4-4". www.faatest.com. Получено 22 марта 2018.
  9. ^ Мерфи, Алан. "4-5". www.faatest.com. Получено 22 марта 2018.
  10. ^ "Flight-Director / Atitude [sic] Indicator". www.hq.nasa.gov. Получено 2016-12-01.
  11. ^ "Журнал полетов Аполлона - Справочник операций Аполлона. Том 1". history.nasa.gov. Архивировано из оригинал на 2015-12-24. Получено 2016-12-01.
  12. ^ «Обзор оборудования Apollo Guidance, Navigation and Control (GNC)» (PDF). Сервер технических отчетов НАСА. НАСА. Получено 12 октября 2018.
  13. ^ «Рекомендация по безопасности NTSB». 2010-11-08.