RU112436U1 - HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM - Google Patents
HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU112436U1 RU112436U1 RU2011131540/28U RU2011131540U RU112436U1 RU 112436 U1 RU112436 U1 RU 112436U1 RU 2011131540/28 U RU2011131540/28 U RU 2011131540/28U RU 2011131540 U RU2011131540 U RU 2011131540U RU 112436 U1 RU112436 U1 RU 112436U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- pneumatic
- auto
- signals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для измерения воздушных сигналов вертолета. Система воздушных сигналов вертолета содержит многоканальный аэрометрический приемник 1, имеющий 2n трубок полного давления 2 и 2n приемных отверстий статического давления 3, выходы 2n трубок полного давления сообщены пневмопроводами 4 со входами пневмоэлектрических преобразователей с электроизмерительными схемами 7. Выходы электроизмерительных схем 7 подключены к мультиплексору 8, выход которого через последовательно соединенные АЦП 9 и микропроцессор 10 подключен к системе отображения информации 11, выход которой является выходом системы по высотно-скоростным параметрам. Система также содержит блок пневмокоммутации 5 каналов полного давления, который сообщен на входах пневмопроводами 4 с трубками полного давления 2, и блок 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции, сообщенный на пневматическом входе пневмопроводом 4 с 2n приемными отверстиями статического давления 3, первый и второй выходы которого соединены с мультиплексором 8, третий его выход - со входом системы отображения информации 11, а четвертый - с электрическим входом блока пневмокоммутации 5 каналов полного давления. Технический результат, на достижение которого и направлена полезная модель, заключается в повышении точности измерения и расширения нижней границы рабочих скоростей полета, который достигается, во-первых, за счет введения блока коммутации 5 каналов полного давления, сообщающего на входах пневмопроводами 4 трубки полного давления 2, за счет чего формируются тестовые сигналы по каждому из каналов преобразования перепадов давления p1-p4, р2-р5, р3-р6. В результате этого пневматические сигналы на входах пневмоэлектрических преобразователей обнуляются, что позволяет сформировать на выходе электроизмерительных схем 7 пневмоэлектрических преобразователей выходные сигналы, пропорциональные аддитивной составляющей погрешности. Затем эти сигналы после прохождения через мультиплексор 8 и АЦП 9 используются в микропроцессоре 10 для программного исключения выявленной аддитивной погрешности. Во-вторых, за счет введения блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигналов управления периодичностью автокоррекции, в котором формируются сигналы по высотно-скоростным параметрам, осуществляется процесс автокоррекции и формируются сигналы управления периодичностью автокоррекции. В системе управление периодичностью автокоррекции предлагается выполнить с учетом влияния сочетания дестабилизирующих факторов (температура и давление), информация о которых формируется на основе дополнительно введенного блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигналов управления периодичностью автокоррекции, что сокращает количество подстроек и позволяет существенно уменьшить динамические погрешности и обеспечить высокую точность работы системы воздушных сигналов вертолета в тяжелых условиях реального полета. Введение в систему блока пневмокоммутации 5 каналов полного давления и блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам позволяет существенно уменьшить погрешности измерения высотно-скоростных параметров вертолета, обусловленных неидентичностью (разбросом) и нестабильностью характеристик элементов струйно-конвективных измерительных каналов, что особенно важно в области малых скоростей полета. 5 з.п. ф-лы, 3 илл. The utility model relates to devices for measuring air signals of a helicopter. The helicopter air signal system comprises a multichannel aerometric receiver 1 having 2n full pressure tubes 2 and 2n static pressure receiving holes 3, the outputs of 2n full pressure tubes are connected by pneumatic lines 4 to the inputs of pneumoelectric converters with electrical measurement circuits 7. The outputs of electrical measurement circuits 7 are connected to multiplexer 8, whose output is connected through a series-connected ADC 9 and microprocessor 10 to an information display system 11, the output of which is the output of the systems of altitude and speed parameters. The system also contains a pneumatic switching unit 5 channels of full pressure, which is communicated at the inputs of the pneumatic lines 4 with full pressure tubes 2, and a unit 6 for generating primary informative signals for altitude and speed parameters and a signal for controlling the frequency of auto-correction, communicated at the pneumatic inlet with a pneumatic pipe 4 with 2n receiving holes static pressure 3, the first and second outputs of which are connected to the multiplexer 8, its third output - with the input of the information display system 11, and the fourth - with electric th input block 5 pnevmokommutatsii total pressure channels. The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the accuracy of measurement and expand the lower boundary of the operating flight speeds, which is achieved, firstly, by introducing a switching unit of 5 full pressure channels, which communicates 4 full pressure tubes 2 at the inlets of the pneumatic lines 2 due to which test signals are generated for each of the channels for converting the pressure drops p 1 -p 4 , p 2 -p 5 , p 3 -p 6 . As a result of this, the pneumatic signals at the inputs of the pneumoelectric converters are zeroed, which allows the output signals proportional to the additive error component to be generated at the output of the electrical measuring circuits of 7 pneumoelectric converters. Then these signals after passing through the multiplexer 8 and the ADC 9 are used in the microprocessor 10 to programmatically eliminate the identified additive error. Secondly, due to the introduction of block 6 for the formation of primary informative signals for altitude-speed parameters and control signals for the frequency of auto-correction, in which signals for altitude-speed parameters are generated, the process of auto-correction is performed and control signals for the frequency of auto-correction are generated. In the system, the control of the frequency of auto-correction is proposed to be performed taking into account the influence of a combination of destabilizing factors (temperature and pressure), information about which is generated on the basis of an additionally introduced block 6 for the formation of primary informative signals for altitude-speed parameters and control signals for the frequency of auto-correction, which reduces the number of adjustments and allows significantly reduce dynamic errors and ensure high accuracy of the helicopter air signal system yellow conditions of a real flight. The introduction into the system of the pneumocommutation unit of 5 full pressure channels and unit 6 of the formation of primary informative signals by altitude and speed parameters can significantly reduce the measurement errors of altitude and speed parameters of the helicopter due to the non-identity (scatter) and instability of the characteristics of the elements of jet-convective measuring channels, which is especially important in the field of low flight speeds. 5 cp f-ly, 3 ill.
Description
Полезная модель относится к авиационному приборостроению, а именно, к устройствам для измерения воздушных сигналов вертолета.The utility model relates to aircraft instrumentation, namely, to devices for measuring air signals of a helicopter.
Известны способы и устройства для измерения воздушных сигналов вертолета, работающие на основе аэрометрического метода измерения. В таких устройствах с помощью приемника воздушного давления воспринимаются статическое и полное давление набегающего воздушного потока, по которым определяются барометрическая высота, индикаторная (приборная) и истинная воздушная скорость (Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 392 с.) - [1].Known methods and devices for measuring air signals of a helicopter, operating on the basis of an aerometric method of measurement. In such devices, using the air pressure receiver, the static and total pressure of the incoming air flow are perceived, which determine the barometric altitude, indicator (instrument) and true air speed (Braslavsky D.A. Instruments and sensors of aircraft. M .: Mashinostroenie, 1970. 392 p.) - [1].
Для всенаправленного измерения составляющих воздушной скорости известно применение приемников воздушных давлений, установленных в набегающем потоке. (Патент РФ №2290646, МПК G01P 5/14, G01P 13/02, B64D 43/02 Система измерения воздушных параметров полета // Вождаев Е.С. и др., 2006, БИ №36) - [2]. Однако применение таких устройств на вертолете для точного измерения барометрической высоты и воздушной скорости возможно только при скоростях полета более 50…70 км/ч, когда приемники давления выходят за пределы вихревой колонны, создаваемой несущим винтом вертолета, то есть когда возникают необходимые условия для помехоустойчивого восприятия и преобразования давлений набегающего потока.For omnidirectional measurement of air velocity components, it is known to use air pressure receivers installed in the oncoming flow. (RF patent No. 2290646, IPC G01P 5/14, G01P 13/02, B64D 43/02 System for measuring air flight parameters // Vozhdaev E.S. et al., 2006, BI No. 36) - [2]. However, the use of such devices in a helicopter for accurate measurement of barometric altitude and airspeed is possible only at flight speeds of more than 50 ... 70 km / h, when the pressure receivers go beyond the vortex columns created by the rotor of the helicopter, that is, when the necessary conditions arise for noise-immunity perception and free-stream pressure conversions.
Для получения информации о величине и пространственном положении вектора воздушной скорости в скоростной системе координат, а также о барометрической высоте и скорости ее изменения в известных системах воздушных сигналов (СВС) вертолета применяют несколько проточных приемников давления, размещаемых симметрично относительно продольной оси вертолета (Козицын В.К., Макаров Н.Н., Порунов А.А., Солдаткин В.М. Анализ принципов построения СВС вертолета // Авиакосмическое приборостроение, 2003. №10. С.2-13) - [3]. В такой системе при скоростях полета менее 30 км/ч погрешность измерения угла скольжения достигает ±2°, а при скоростях более 70 км/ч, когда носовая часть фюзеляжа вертолета, где установлены проточные приемники, выходит из вихревой колонны, погрешность уменьшается до ±0,4°. Однако одним из основных недостатков такой СВС является ограниченный диапазон измерения, составляющий по углу скольжения = ±20°.To obtain information about the magnitude and spatial position of the airspeed vector in the high-speed coordinate system, as well as about the barometric altitude and the rate of its change in the known helicopter air signal systems (SHS), several flow-through pressure receivers are used placed symmetrically relative to the longitudinal axis of the helicopter (Kozitsyn V. K., Makarov N.N., Porunov A.A., Soldatkin V.M.Analysis of the principles of construction of the SHS of a helicopter // Aerospace Instrumentation, 2003. No. 10. P.2-13) - [3]. In such a system, at flight speeds of less than 30 km / h, the error in measuring the slip angle reaches ± 2 °, and at speeds of more than 70 km / h, when the nose of the helicopter fuselage, where flow receivers are installed, leaves the vortex column, the error decreases to ± 0 , 4 °. However, one of the main disadvantages of such SHS is the limited measurement range, which is equal to the sliding angle = ± 20 °.
Известны СВС вертолета со свободно-ориентируемым приемником давления типа Lassie, ХМ-143 и СВС-В1 (Kaletka J. Evalnation of the Helicopter Low Airspeed System Lassie. - AHS, 1983, 10, №4. р.35-43) - [4], которые позволяют получать информацию о параметрах вектора воздушной скорости вертолета и при скоростях полета менее 50…70 км/ч, когда приемник давления находится в створе вихревой колонны. Однако наличие подвижных механических элементов, установленных в кардановом подвесе, усложняет конструкцию приемника давлений, затрудняет съем первичных пневматических сигналов (давлений), снижает надежность работы и увеличивает стоимость системы.Known SHS helicopters with a freely oriented pressure receiver type Lassie, XM-143 and SHS-B1 (Kaletka J. Evalnation of the Helicopter Low Airspeed System Lassie. - AHS, 1983, 10, No. 4. P. 35-43) - [ 4], which allow to obtain information about the parameters of the helicopter airspeed vector and at flight speeds of less than 50 ... 70 km / h, when the pressure receiver is in the alignment of the vortex column. However, the presence of movable mechanical elements installed in a gimbal suspension complicates the design of the pressure receiver, complicates the removal of primary pneumatic signals (pressures), reduces the reliability and increases the cost of the system.
Указанные недостатки в значительной мере уменьшены или практически отсутствуют в системе воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многоканального (многофункционального) проточного аэрометрического приемника (преобразователя) и струйно-конвективных (термоанемометрических) измерительных каналов (преобразователей), взятой в качестве прототипа (патент РФ №55145, МПК G01P 5/00 Система воздушных сигналов вертолета // Бердников А.В. и др., 2006, БИ №21) - [5]. В основу построения такой системы воздушных сигналов положена обработка массива первичных информативных сигналов-давлений, воспринимаемых многоканальным проточным аэрометрическим преобразователем (приемником), выполненным, например, согласно патента РФ (патент РФ №2042157, МПК G01P 5/16. Многоканальный аэрометрический зонд // Порунов А.А., 1995, БИ №16) - [6].These shortcomings are significantly reduced or practically absent in the airborne signal system of a helicopter based on a fixed multichannel (multifunctional) flow-through aerometric receiver (transducer) and jet-convective (hot-wire) measuring channels (transducers) taken as a prototype (RF patent No. 55145, IPC G01P 5/00 Helicopter air signal system // Berdnikov A.V. et al., 2006, BI No. 21) - [5]. The basis for constructing such an airborne signal system is the processing of an array of primary informative pressure signals sensed by a multichannel flow-through aerometric sensor (receiver), made, for example, according to the RF patent (RF patent No. 2042157, IPC G01P 5/16. Multichannel aerometric probe // Porunov A.A., 1995, BI No. 16) - [6].
Система содержит проточный многоканальный аэрометрический приемник, полости дросселированного статического давления и 2n - трубок полного давления которого, подключены ко входам пневмоэлектрических преобразователей, электроизмерительные схемы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выход которого является выходом системы по высотно-скоростным параметрам полета вертолета. В ней использованы n дифференциальных пневмоэлектрических преобразователей, пневматические входы каждого из которых подключены к трубкам полного давления, расположенным на одной оси в противоположных направлениях. В качестве пневмоэлектрических преобразователей могут быть использованы дифференциальные термоанемометрические преобразователи расхода газа. Применение дифференциальных термоанемометрических преобразователей для преобразования массива давлений, воспринимаемых трубками полного давления многоканального проточного аэрометрического приемника в электрический сигнал, позволяет существенно упростить конструктивное и аппаратное исполнение системы воздушных сигналов вертолета, вдвое уменьшив количество пневмоэлектрических преобразователей при сохранении ее метрологических характеристик и повышении ее надежности.The system contains a flow multichannel aerometric receiver, chokes of throttled static pressure and 2n tubes of full pressure of which are connected to the inputs of pneumoelectric converters, the electrical measuring circuits of which are connected through a series-connected multiplexer and analog-to-digital converter to a microprocessor, the output of which is the system’s high-speed output helicopter flight parameters. It uses n differential pneumoelectric converters, the pneumatic inputs of each of which are connected to full pressure tubes located on the same axis in opposite directions. As pneumoelectric converters can be used differential hot-wire anemometric transducers of gas flow. The use of differential hot-wire anemometric transducers for converting the pressure array perceived by the full-pressure tubes of a multichannel flow-through aerometric receiver into an electrical signal can significantly simplify the design and hardware performance of the helicopter's air signal system, halving the number of pneumoelectric transducers while maintaining its metrological characteristics and increasing its reliability.
При работе системы воздушных сигналов вертолета воспринимаемые АМП давления pi с помощью пневмоэлектрических преобразователей преобразуются в электрические сигналы Ui, подаваемые затем в вычислитель для обработки. Алгоритм обработки массива информативных сигналов определяется спецификой угловых характеристик соосных трубок полного давления, расположенных в противоположных направлениях и подключенных ко входам дифференциальных пневмоэлектрических преобразователей.During operation of the helicopter air signal system, the perceived pressure AMP p i with the help of pneumoelectric converters are converted into electrical signals U i , which are then supplied to the computer for processing. The algorithm for processing an array of informative signals is determined by the specifics of the angular characteristics of coaxial full-pressure tubes located in opposite directions and connected to the inputs of differential pneumatic-electric converters.
Сигналы на выходе дифференциальных пневмоэлектрических преобразователей являются знакополярными. Полярность сигнала определяется угловой ориентацией каждой из трубок полного давления относительно направления вектора воздушной скорости. При этом знак положительный при встречном направлении по отношению к вектору воздушного потока или отрицательный при совпадающем с направлением вектора воздушного потока. Для выходных сигналов дифференциальных преобразователей введены следующие обозначения: U1, U2,…, U6. При этом для полученных информативных сигналов U4, U5, U6 справедливы следующие соотношения: U4=-U1, U5=-U2, U6=-U3.The signals at the output of the differential pneumatic-electric converters are signpolar. The signal polarity is determined by the angular orientation of each of the total pressure tubes relative to the direction of the airspeed vector. In this case, the sign is positive in the opposite direction with respect to the airflow vector or negative if it coincides with the direction of the airflow vector. The following notation is introduced for the output signals of differential converters: U 1 , U 2 , ..., U 6 . Moreover, for the obtained informative signals U 4 , U 5 , U 6 the following relations are true: U 4 = -U 1 , U 5 = -U 2 , U 6 = -U 3 .
Недостатком такой системы воздушных сигналов является низкая точность, обусловленная наличием значительных аддитивных и мультипликативных погрешностей, связанных с изменением климатических условий по высоте полета, что ограничивает эффективность и безопасность выполнения полетного задания, особенно на переходных режимах полета, и эффективность применения винтокрылых летательных аппаратов, оснащенных этой системой воздушных сигналов.The disadvantage of such a system of air signals is the low accuracy due to the presence of significant additive and multiplicative errors associated with changes in climatic conditions along the flight altitude, which limits the efficiency and safety of the flight mission, especially in transition flight modes, and the efficiency of the use of rotary-wing aircraft equipped with this air signal system.
Технический результат, на достижение которого и направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении точности измерения и расширения нижней границы рабочих скоростей полета.The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is to increase the accuracy of measurement and expand the lower boundary of the operating flight speeds.
Технический результат заявленного устройства достигается тем, что в системе воздушных сигналов вертолета, содержащей многоканальный аэрометрический приемник, имеющий 2n трубок полного давления и 2n приемных отверстий статического давления, выходы 2n трубок полного давления сообщены пневмопроводами со входами пневмоэлектрических преобразователей с электроизмерительными схемами, которые подключены к мультиплексору, выход которого через последовательно соединенные АЦП и микропроцессор подключен к системе отображения информации, выход которой является выходом системы по высотно-скоростным параметрам, новым является то, что она содержит блок пневмокоммутации каналов полного давления, который сообщен на входах пневмопроводом с трубками полного давления, и блок формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции, сообщенный на пневматическом входе пневмопроводом с 2n приемными отверстиями статического давления, первый и второй выходы которого соединены с мультиплексором, третий его выход - со входом системы отображения информации, а четвертый - с электрическим входом блока пневмокоммутации каналов полного давления.The technical result of the claimed device is achieved by the fact that in the helicopter air signal system containing a multichannel aerometric receiver having 2n full pressure tubes and 2n static pressure inlets, the outputs of 2n full pressure tubes are connected by pneumatic pipelines with the inputs of pneumoelectric converters with electrical circuits that are connected to the multiplexer the output of which is connected through a series-connected ADC and microprocessor to an information display system, which is the output of the system in terms of altitude and speed parameters, new is that it contains a pneumatic switching unit for full pressure channels, which is communicated at the inputs by a pneumatic line with full pressure pipes, and a unit for generating primary informative signals for altitude and speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction, communicated at the pneumatic inlet by a pneumatic line with 2n receiving openings of static pressure, the first and second outputs of which are connected to the multiplexer, its third output - with the input of the information display system, and the fourth with the electrical input of the pneumocommutation unit of the full pressure channels.
Блок пневмокоммутации каналов полного давления состоит из 2n автономных каналов электропневмоклапана, выходы которых сообщены между собой, а электрический вход электропневмоклапана является управляющим входом блока пневмокоммутации каналов полного давления.The pneumatic switching unit of the full pressure channels consists of 2n autonomous channels of the electro-pneumatic valve, the outputs of which are interconnected, and the electrical input of the electro-pneumatic valve is the control input of the pneumatic switching unit of the full pressure channels.
В системе воздушных сигналов вертолета блок формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции состоит из пневмомодуля формирования первичного сигнала по плотности и электронного модуля, состоящего из схемы автокоррекции и схемы управления периодичностью автокоррекции, при этом пневматический вход блока формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции является входом пневмомодуля формирования первичного сигнала по плотности, первый выход по плотности и температуре и второй выход по температуре которого соединены соответственно с первым и вторым входами схемы автокоррекции, первый, второй и третий выходы которой соответственно являются выходами по высоте, вертикальной скорости и режиму работы, а четвертый выход по плотности соединен с первым и вторым входами схемы управления периодичностью автокоррекции, выход которой является управляющим выходом, и соединен с третьим управляющим входом схемы автокоррекции.In the helicopter’s air signal system, the block for generating primary informative signals for altitude and speed parameters and the auto-correction frequency control signal consists of a pneumatic module for generating the primary density signal and an electronic module consisting of a self-correction circuit and a control circuit for the auto-correction frequency, with the pneumatic input of the primary informative forming unit signals for altitude-speed parameters and a signal for controlling the frequency of auto-correction is the input mon in the module for generating the primary signal in density, the first output in density and temperature and the second output in temperature which are connected respectively to the first and second inputs of the auto-correction circuit, the first, second and third outputs of which are respectively outputs in height, vertical speed and operation mode, and the fourth the density output is connected to the first and second inputs of the autocorrection frequency control circuit, the output of which is the control output, and connected to the third control input of the auto rerections.
В блоке формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции пневмомодуль формирования первичного сигнала по плотности содержит двухтактный микронагнетатель, пневматическим входом которого является вход по статическому давлению пневмомодуля формирования первичного сигнала по плотности, который управляется генератором привода нагнетателя, и соединен пневмопроводами с измерительным и компенсационным анемочувствительными элементами, которые включены в свои электроизмерительные схемы, выходы которых соответственно подключены к первому выходу по плотности и температуре и второму выходу по температуре пневмомодуля.In the block for generating primary informative signals by altitude and speed parameters and a signal for controlling the frequency of auto-correction, the pneumatic module for generating the primary signal for density contains a push-pull micro-blower, the pneumatic input of which is the input for the static pressure of the pneumatic module for generating the primary signal for density, which is controlled by the generator for driving the supercharger, and is connected by pneumatic pipes with measuring and compensating anemosensitive elements, which are included in VOI electrical circuit, the outputs of which are respectively connected to the first output of the density and temperature, and the second outlet temperature pnevmomodulya.
Схема автокоррекции содержит дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен со входом по плотности и температуре, а второй его вход соединен через первый вход ключа со входом по температуре, при этом второй вход ключа соединен с имитатором, причем дифференциальный усилитель последовательно соединен через фильтр нижних частот с первым входом корректора мультипликативной погрешности, второй вход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, а выход связан с четвертым выходом по плотности и с первым входом схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности, выход которой соединен через компаратор со вторым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с генератором счетных импульсов, первый выход реверсивного счетчика соединен через цифро-аналоговый преобразователь со вторым входом схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности, второй выход является выходом по сигналу, отражающему режим работы системы, а первый управляющий вход реверсивного счетчика соединен с третьим управляющим входом схемы автокоррекции, с которым также соединен вход коммутатора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, причем выход схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности соединен с устройством обработки и формирования выходных сигналов системы, выход которого является выходом по высоте, и соединен со входом дифференциатора, выход которого является выходом по вертикальной скорости.The auto-correction circuit contains a differential amplifier, the first input of which is connected to the input in density and temperature, and its second input is connected through the first key input to the temperature input, while the second key input is connected to the simulator, and the differential amplifier is connected in series through a low-pass filter with the first input of the multiplier error corrector, the second input of which is connected to the first input of the differential amplifier, and the output is connected to the fourth output in density and to the first input the residual additive error correction, the output of which is connected via a comparator to the second control input of the reversible counter, the counting input of which is connected to the counter pulse generator, the first output of the reverse counter is connected through a digital-to-analog converter with the second input of the residual additive error correction circuit, the second output is the output by a signal reflecting the mode of operation of the system, and the first control input of the reversible counter is connected to the third control input of the auto-correction circuit and with which the input of the switch is also connected, the output of which is connected to the control input of the key, the output of the residual additive error correction circuit connected to the device for processing and generating the output signals of the system, the output of which is the height output, and connected to the input of the differentiator, the output of which is vertical speed output.
Схема управления периодичностью автокоррекции содержит дифференцирующий и масштабирующий преобразователи, входы которых соответственно подключены к первому и второму входам по плотности, при этом выходы дифференцирующего и масштабирующего преобразователей подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства, а второй его вход соединен с задатчиком предельно допустимой скорости изменения погрешности, причем выход сравнивающего устройства соединен со входом генератора управляющих сигналов, выход которого является управляющим выходом схемы управления периодичностью автокоррекции.The autocorrection frequency control circuit contains differentiating and scaling converters, the inputs of which are respectively connected to the first and second density inputs, while the outputs of the differentiating and scaling converters are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the first input of the comparing device, and its second input is connected to the master the maximum permissible rate of change of error, and the output of the comparator is connected to the input of the control signal generator s whose output is the control output of the frequency control circuit of auto-correction.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1, 2, 3. На Фиг.1 показана структурно-функциональная схема системы воздушных сигналов вертолета, Фиг.2 - схема блока пневмокоммутации, и Фиг.3 - схема блока формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции. Здесь: 1 - многоканальный аэрометрический приемник (АМП); 2-2n coocно расположенных трубок полного давления; 3-2n приемных отверстий статического давления; 4, 12 - пневмопроводы; 5 - блок пневмокоммутации каналов полного давления; 6 - блок формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции; 7 - блок формирования первичных информативных сигналов по модулю и направлению вектора воздушной скорости вертолета; 8 - мультиплексор; 9 - аналого-цифровой преобразователь; 10 - микропроцессор; 11 - система отображения информации; 13 - запорный электромагнитный пневмоклапан; 14 - пневмомодуль формирования первичного сигнала по плотности; 15 - двухтактный микронагнетатель; 16 - пневмопровод; 17 - измерительный АЧЭ; 18 - компенсационный АЧЭ; 19 - электроизмерительная схема измерительного АЧЭ; 20 - электроизмерительная схема компенсационного АЧЭ; 21 - генератор привода нагнетателя; 22 - дифференциальный электромагнитный магнитофон ДЭМШ-1А; 23 - схема автокоррекции; 24 - имитатор; 25 - ключ; 26 - дифференциальный усилитель; 27 - фильтр нижних частот; 28 - корректор мультипликативной погрешности (делитель); 29 - схема коррекции аддитивной погрешности; 30 - устройство обработки и формирования выходных сигналов системы; 31 - генератора счетных импульсов; 32 - реверсивный счетчик; 33 - цифроаналоговый преобразователь; 34 - компаратора; 35 - дифференциатор; 36 - коммутатор; 37 - схема управления периодичностью автокоррекции; 38 - дифференцирующий преобразователь; 39 - сумматор; 40 - сравнивающее устройство; 41 - генератор управляющих сигналов; 42 - масштабирующий преобразователь; 43 - задатчик предельно допустимой скорости изменения погрешности; 44 - электронный блокThe essence of the utility model is illustrated in Figs. 1, 2, 3. Fig. 1 shows a structural and functional diagram of a helicopter air signal system, Fig. 2 is a diagram of a pneumocommutation unit, and Fig. 3 is a diagram of a block for generating primary informative signals for high-speed parameters and signal control the frequency of auto-correction. Here: 1 - multi-channel aerometric receiver (AMP); 2-2n co-located full pressure tubes; 3-2n static pressure inlets; 4, 12 - pneumatic pipelines; 5 - block pneumocommutation channels of full pressure; 6 - a block for generating primary informative signals for altitude and speed parameters and a signal for controlling the frequency of auto-correction; 7 - a block for generating primary informative signals modulo and direction of the helicopter airspeed vector; 8 - multiplexer; 9 - analog-to-digital Converter; 10 - microprocessor; 11 - information display system; 13 - shutoff electromagnetic pneumatic valve; 14 - pneumomodule of the formation of the primary signal by density; 15 - push-pull micro-supercharger; 16 - pneumatic pipeline; 17 - measuring AChE; 18 - compensation AChE; 19 is an electrical measuring circuit of the measuring AChE; 20 - electrical measuring circuit compensation AEC; 21 - generator drive supercharger; 22 - differential electromagnetic tape recorder DEMSh-1A; 23 is a diagram of auto-correction; 24 - simulator; 25 - key; 26 - differential amplifier; 27 - low pass filter; 28 - corrector of the multiplicative error (divider); 29 is a correction scheme for an additive error; 30 - a device for processing and generating system output signals; 31 - counting pulse generator; 32 - reverse counter; 33 - digital-to-analog converter; 34 - a comparator; 35 - differentiator; 36 - switch; 37 is a diagram for controlling the frequency of auto-correction; 38 - differentiating Converter; 39 - adder; 40 is a comparison device; 41 - a generator of control signals; 42 - scaling Converter; 43 - adjuster of the maximum permissible rate of change of error; 44 - electronic unit
Система воздушных сигналов вертолета содержит многоканальный аэрометрический приемник 1, имеющий 2n трубок полного давления 2 и 2n приемных отверстий статического давления 3, выходы 2n трубок полного давления сообщены пневмопроводами 4 со входами пневмоэлектрических преобразователей с электроизмерительными схемами 7. Выходы электроизмерительных схем 7 подключены к мультиплексору 8, выход которого через последовательно соединенные АЦП 9 и микропроцессор 10 подключен к системе отображения информации 11, выход которой является выходом системы по высотноскоростным параметрам. Блок пневмокоммутации 5 каналов полного давления сообщен на входах пневмопроводом 4 с трубками полного давления 2. Он состоит из 2n автономных каналов электропневмоклапана 13, выходы которых сообщены между собой, а электрический вход электропневмоклапана является управляющим входом блока пневмокоммутации 5 каналов полного давления.The helicopter air signal system comprises a multichannel aerometric receiver 1 having 2n full pressure tubes 2 and 2n static pressure receiving holes 3, the outputs of 2n full pressure tubes are connected by pneumatic lines 4 to the inputs of pneumoelectric converters with electrical measurement circuits 7. The outputs of electrical measurement circuits 7 are connected to multiplexer 8, whose output is connected through a series-connected ADC 9 and microprocessor 10 to an information display system 11, the output of which is the output of the systems by vysotnoskorostnym parameters. The pneumatic switching unit of 5 full pressure channels is connected at the inlets by the pneumatic conduit 4 with the full pressure pipes 2. It consists of 2n independent channels of the electro-pneumatic valve 13, the outputs of which are interconnected, and the electrical input of the electro-pneumatic valve is the control input of the pneumatic switching unit of 5 full-pressure channels.
Блок 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции сообщен на пневматическом входе пневмопроводом 12 с 2n приемными отверстиями статического давления 3, первый и второй выходы которого соединены с мультиплексором 8, третий его выход - со входом системы отображения информации 11, а четвертый - с электрическим входом блока пневмокоммутации 5 каналов полного давления. Блок 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции состоит из пневмомодуля 14 формирования первичного сигнала по плотности и электронного модуля 44, состоящего из схемы автокоррекции 23 и схемы управления периодичностью автокоррекции 37. Пневматический вход блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции является входом пневмомодуля 14 формирования первичного сигнала по плотности. Первый его выход по плотности и температуре и второй выход по температуре соединены соответственно с первым и вторым входами схемы автокоррекции 23. Первый, второй и третий выходы схемы автокоррекции 23 соответственно являются выходами по высоте, вертикальной скорости и режиму работы, а четвертый выход по плотности соединен с первым и вторым входами схемы управления периодичностью автокоррекции 37. Выход схемы управления периодичностью автокоррекции 37 является управляющим выходом, и соединен с третьим управляющим входом схемы автокоррекции 23.Block 6 of the formation of primary informative signals by altitude and speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction is communicated at the pneumatic inlet by a pneumatic line 12 with 2n receiving holes of static pressure 3, the first and second outputs of which are connected to the multiplexer 8, its third output to the input of the information display system 11 and the fourth - with the electrical input of the pneumatic switching unit of 5 channels of full pressure. Block 6 of the formation of primary informative signals by altitude and speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction consists of a pneumatic module 14 for the formation of the primary signal for density and an electronic module 44, consisting of a self-correction circuit 23 and a control circuit for the frequency of auto-correction 37. Pneumatic input of block 6 for the formation of primary informative signals according to the altitude and speed parameters and the control signal for the frequency of auto-correction, it is the input of the pneumatic module 14 for the formation of the primary s drove by density. Its first output in density and temperature and the second output in temperature are connected respectively to the first and second inputs of the auto-correction circuit 23. The first, second and third outputs of the auto-correction circuit 23, respectively, are outputs in height, vertical speed and operation mode, and the fourth output in density is connected with the first and second inputs of the auto-correction frequency control circuit 37. The output of the auto-correction frequency control circuit 37 is a control output, and is connected to the third control input of the auto-correction circuit tion 23.
Пневмомодуль 14 формирования первичного сигнала по плотности содержит двухтактный микронагнетатель 15, пневматическим входом которого является вход по статическому давлению пневмомодуля 14 формирования первичного сигнала по плотности, который управляется генератором привода нагнетателя 21. Микронагнетатель 15 соединен пневмопроводами 16 с измерительным 17 и компенсационным 18 анемочувствительными элементами, которые включены в свои электроизмерительные схемы 19 и 20. Выходы электроизмерительных схем соответственно подключены к первому выходу по плотности и температуре и второму выходу по температуре пневмомодуля 14 формирования первичного сигнала по плотности.The pneumatic module 14 for generating the primary signal for density contains a push-pull microcharger 15, the pneumatic input of which is the input for the static pressure of the pneumatic module 14 for generating the primary signal for density, which is controlled by the generator drive of the supercharger 21. The micropressor 15 is connected by pneumatic pipes 16 to the measuring 17 and compensation 18 by anemosensitive elements, which included in their electrical circuits 19 and 20. The outputs of the electrical circuits are respectively connected to the first the course of density and temperature and the second temperature output of the pneumatic module 14 of the formation of the primary signal by density.
Схема автокоррекции 23 содержит дифференциальный усилитель 26, первый вход которого соединен со входом по плотности и температуре, а второй его вход соединен через первый вход ключа 25 со входом по температуре. Второй вход ключа 25 соединен с имитатором 24. Дифференциальный усилитель 26 последовательно соединен через фильтр нижних частот 27 с первым входом корректора мультипликативной погрешности 28, второй вход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя 26, а выход связан с четвертым выходом по плотности и с первым входом схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности 29. Ее выход соединен через компаратор 34 со вторым управляющим входом реверсивного счетчика 32, счетный вход которого соединен с генератором счетных импульсов 31. Первый выход реверсивного счетчика 32 соединен через цифро-аналоговый преобразователь 33 со вторым входом схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности 29, второй выход является выходом по сигналу, отражающему режим работы системы, а первый управляющий вход реверсивного счетчика 32 соединен с третьим управляющим входом схемы автокоррекции 23. Вход коммутатора 36 также соединен с третьим управляющим входом схемы автокоррекции 23, а его выход соединен с управляющим входом ключа 25. Выход схемы коррекции остаточной аддитивной погрешности 29 соединен с устройством обработки и формирования выходных сигналов системы 30, выход которого является выходом по высоте, и соединен со входом дифференциатора 35, выход которого является выходом по вертикальной скорости.The auto-correction circuit 23 contains a differential amplifier 26, the first input of which is connected to the input by density and temperature, and its second input is connected through the first input of the key 25 to the input by temperature. The second input of the key 25 is connected to the simulator 24. The differential amplifier 26 is connected in series through a low-pass filter 27 to the first input of the multiplier error corrector 28, the second input of which is connected to the first input of the differential amplifier 26, and the output is connected to the fourth output in density and to the first input residual additive error correction circuit 29. Its output is connected via a comparator 34 to the second control input of the reversible counter 32, the counting input of which is connected to the counter pulse generator 31. The first output of the reverse counter 32 is connected via a digital-to-analog converter 33 to the second input of the residual additive error correction circuit 29, the second output is an output by a signal reflecting the operating mode of the system, and the first control input of the reverse counter 32 is connected to the third control input of the auto correction circuit 23. The input of the switch 36 is also connected to the third control input of the auto-correction circuit 23, and its output is connected to the control input of the key 25. The output of the residual additive error correction circuit 29 connected to a device for processing and generating the output signals of the system 30, the output of which is the height output, and connected to the input of the differentiator 35, the output of which is the vertical speed output.
Схема управления периодичностью автокоррекции 37 содержит дифференцирующий 38 и масштабирующий 42 преобразователи, входы которых соответственно подключены к первому и второму входам по плотности. Выходы дифференцирующего 38 и масштабирующего 42 преобразователей подключены ко входам сумматора 39, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 40, а второй его вход соединен с задатчиком предельно допустимой скорости изменения погрешности 43. Выход сравнивающего устройства 40 соединен со входом генератора управляющих сигналов 41, выход которого является управляющим выходом схемы управления периодичностью автокоррекции 37.The control circuit for the frequency of auto-correction 37 contains differentiating 38 and scaling 42 converters, the inputs of which are respectively connected to the first and second inputs by density. The outputs of the differentiating 38 and scaling 42 converters are connected to the inputs of the adder 39, the output of which is connected to the first input of the comparator 40, and its second input is connected to the set point of the maximum permissible error rate 43. The output of the comparator 40 is connected to the input of the control signal generator 41, the output which is the control output of the auto-correction periodicity control circuit 37.
При работе системы воздушных сигналов давления, воспринимаемые АМП 1, преобразуются в расход воздуха по каналам, содержащим анемочувствительные элементы пневмоэлектрических преобразователей, включенных в электроизмерительные схемы 7, с помощью которых формируются электрические сигналы, пропорциональные давлениям, которые проходят через мультиплексор 8 и АЦП 9 и поступают в микропроцессор 10. Микропроцессор 10, обрабатывая поступившие сигналы в соответствии с разработанными алгоритмами, формирует выходные сигналы по величине воздушной скорости Vв, углу атаки и углу скольжения. Сигнал статического давления рн, формируемый АМП, связан с плотностью воздуха ρH на высоте полета уравнением состояния газа ρH=рH/gRTH (где обозначено: g - ускорение свободного падения; R - универсальная газовая постоянная; ТH - температура воздуха на высоте полета) и преобразуется с помощью блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции в электрический сигнал, пропорциональный плотности ρH. Обрабатывая этот сигнал в соответствии с уравнением состояния идеального газа, устанавливающее связь плотности ρH и барометрической высоты Н, полученного на основе зависимости (до высот Н≤11 км, Боднер В.А. Приборы первичной информации - М: Машиностроение, 1981, с.) - [7], на выходе микропроцессора можно получить выходной сигнал по барометрической высоте полета Н.During operation of the air signal system, the pressure sensed by the AMP 1 is converted to air flow through channels containing anemosensitive elements of the pneumoelectric transducers included in the electrical measuring circuits 7, with the help of which electrical signals are generated that are proportional to the pressures that pass through the multiplexer 8 and the ADC 9 and arrive into the microprocessor 10. The microprocessor 10, processing the received signals in accordance with the developed algorithms, generates output signals in the amount of air V velocity, angle of attack and angle of slip. The static pressure signal p n generated by the AMP is related to the air density ρ H at the flight altitude by the gas state equation ρ H = p H / gRT H (where it is indicated: g - gravitational acceleration; R - universal gas constant; T H - air temperature at altitude) and is converted using block 6 the formation of primary informative signals for altitude and speed parameters and the control signal for the frequency of auto-correction into an electrical signal proportional to the density ρ H. Processing this signal in accordance with the ideal gas equation of state, which establishes a relationship between the density ρ H and the barometric height H, obtained on the basis of the dependence (up to heights H≤11 km, Bodner V.A. Primary information devices - M: Mashinostroenie, 1981, p. ) - [7], at the output of the microprocessor, you can get the output signal by the barometric altitude N.
Реализация алгоритма обработки массива первичных электрических сигналов и получение информации о величине и пространственном положении вектора воздушной скорости в скоростной системе координат, а также о барометрической высоте и скорости ее изменения выполняется аналогично прототипу.The implementation of the algorithm for processing the array of primary electrical signals and obtaining information about the magnitude and spatial position of the airspeed vector in the high-speed coordinate system, as well as the barometric height and speed of its change, is performed similarly to the prototype.
Вычисление составляющих вектора воздушной скорости и определение высотно-скоростных параметров вертолета в режиме 1 (полет на малых скоростях до 50-70 км/ч) производится согласно уравнениям:The calculation of the components of the airspeed vector and the determination of the altitude-speed parameters of the helicopter in mode 1 (flight at low speeds up to 50-70 km / h) is performed according to the equations:
В режиме 2 (полет на скоростях более 50-70 км/ч) реализуются следующие зависимости:In mode 2 (flight at speeds of more than 50-70 km / h), the following dependencies are implemented:
где Vx, Vy, vz, - составляющие вектора воздушной скорости вертолета на оси связанной скоростной системы координат; βBK и αBK - углы скоса вихревой колонны в плоскости рыскания и в ортогональной к ней плоскости; a р и а α - коэффициенты связи боковой Vz и продольной Vx составляющих вектора воздушной скорости вертолета с углами скоса βBK и αBK вихревой колоны несущей системы вертолета в плоскости рыскания и в ортогональной с ней плоскости в области малых скоростей полета; a p - коэффициент связи вертикальной скорости Vy со скоростью изменения дросселированного статического давления рCT; Н, VB, α и β - барометрическая высота, величина (модуль вектора) воздушной скорости вертолета, угол атаки и угол скольжения; R - газовая постоянная воздуха; Т=Т0+τН - температура наружного воздуха; τ - высотный градиент температуры; р0 и Т0 - статическое давление и температура на уровне земли; pн - статическое давление, воспринимаемое ортогонально расположенными проточными многоканальными аэрометрическими приемниками.where V x , V y , v z , are the components of the helicopter air velocity vector on the axis of the associated velocity coordinate system; β BK and α BK are the bevel angles of the vortex column in the yaw plane and in the plane orthogonal to it; a r and a α are the coupling coefficients of the lateral V z and longitudinal V x components of the helicopter air velocity vector with bevel angles β BK and α BK of the vortex column of the helicopter carrier system in the yaw plane and in the plane orthogonal to it in the region of low flight speeds; a p is the coupling coefficient of the vertical velocity V y with the rate of change of the throttled static pressure p CT ; N, V B , α and β - barometric altitude, magnitude (vector module) of the airspeed of the helicopter, angle of attack and glide angle; R is the gas constant of air; Т = Т 0 + τН - outdoor temperature; τ is the altitude temperature gradient; p 0 and T 0 - static pressure and temperature at ground level; p n - static pressure, perceived orthogonally located flowing multi-channel aerometric sensors.
Повышение точности в заявленном техническом решении достигается, во-первых, за счет введения блока коммутации 5 каналов полного давления, сообщающего попарно трубки полного давления, за счет чего формируются тестовые сигналы по каждому из каналов преобразования перепадов давления p1-p4, p2-p5, p3-р6. В результате пневматические сигналы на входах пневмоэлектрических преобразователей обнуляются, и это позволяет сформировать на выходе электроизмерительных схем 7 пневмоэлектрических преобразователей выходные сигналы, пропорциональные аддитивной составляющей погрешности. Затем эти сигналы после прохождения через мультиплексор 8 и АЦП 9 используются в микропроцессоре 10 для программного исключения выявленной аддитивной погрешности. Во-вторых, за счет введения блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции, в котором формируются сигналы по высотно-скоростным параметрам, осуществляется процесс автокоррекции и формируются сигналы управления автокоррекцией.Improving the accuracy in the claimed technical solution is achieved, firstly, by introducing a switching unit of 5 full-pressure channels, which reports full-pressure tubes in pairs, due to which test signals are generated for each of the differential pressure conversion channels p 1 -p 4 , p 2 - p 5 , p 3 -p 6 . As a result, the pneumatic signals at the inputs of the pneumoelectric converters are zeroed, and this allows the output signals proportional to the additive error component to be generated at the output of the electrical measuring circuits of 7 pneumoelectric converters. Then these signals after passing through the multiplexer 8 and the ADC 9 are used in the microprocessor 10 to programmatically eliminate the identified additive error. Secondly, due to the introduction of block 6 for the formation of primary informative signals for altitude-speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction, in which signals for altitude-speed parameters are generated, the process of auto-correction is performed and auto-correction control signals are generated.
Существенным вкладом в повышение точности является реализация адаптивного управления периодичностью автокоррекции.A significant contribution to improving accuracy is the implementation of adaptive control of the frequency of auto-correction.
В заявляемом устройстве управление периодичностью автокоррекции предлагается выполнить с учетом влияния сочетания дестабилизирующих факторов (температура и давление), информация о которых формируется на основе дополнительно введенного блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции, входной величиной которого является плотность воздуха выражения (13), (14)), а выходной напряжение, определяемое в соответствии с зависимостью (15). В заявляемом устройстве учет влияния характера изменения дестабилизирующего фактора, а также оценка эффективности устранения аддитивной погрешности осуществляется с помощью сравнивающего устройства, работающего в соответствии с неравенством:In the claimed device, the control of the frequency of auto-correction is proposed to be performed taking into account the influence of a combination of destabilizing factors (temperature and pressure), information about which is generated on the basis of an additionally introduced unit 6 for the formation of primary informative signals for altitude-speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction, the input value of which is density air expression (13), (14)), and the output voltage, determined in accordance with the dependence (15). In the claimed device, the influence of the nature of the change in the destabilizing factor is taken into account, as well as the effectiveness of eliminating the additive error is assessed using a comparing device operating in accordance with the inequality:
где Uρ - напряжение по плотности; К - коэффициент, определяющий долю скоростной составляющей в суммарном сигнале.where U ρ is the voltage density; K is a coefficient that determines the proportion of the velocity component in the total signal.
Процесс автокоррекции и управление ее периодичности осуществляется следующим образом. В пневмомодуле 14 формирования первичного сигнала по плотности формируются выходные сигналы, пропорциональные плотности и температуре (измерительные сигналы), и сигналы, пропорциональные температуре (корректирующие сигналы). В режиме измерения информативные сигналы с компенсационной 20 и измерительной 19 ЭИС поступают на дифференциальный усилитель 26, далее на фильтр нижних частот 27, корректор мультипликативной погрешности (делитель) 28, а затем после схемы коррекции аддитивной погрешности 29 сигнал поступает на устройство обработки и формирования выходных сигналов системы 30. Кроме того выходной сигнал корректора 28, несущий информацию о барометрической высоте по плотности, подается на параллельно соединенные дифференцирующий 38 и масштабирующий 42 преобразователи. Выходные сигналы этих преобразователей поступают на входы блока сумматора 39, выходной сигнал которого сравнивается устройством 40 с сигналом полученным от задатчика предельно допустимой скорости изменения погрешности 43, в случае превышения заданного значения, определенного по результатам предварительных расчетов допустимых погрешностей, сигнал с выхода сумматора 39 поступает на вход генератора управляющих сигналов 41, который вырабатывает сигналы, управляющие блоком пневмокоммутации 5 каналов полного давления. Этот генератор через коммутатор 36 приводит к срабатыванию ключа 25, в результате чего ЭИС компенсационного АЧЭ отключается и на вход дифференциального усилителя 26 подается эталонный сигнал от имитатора 24, который воспроизводит эталонное значение измеряемой величины, соответствующее предполетному положению ЛА.The process of auto-correction and management of its frequency is as follows. In the pneumatic module 14 of the formation of the primary signal by density, output signals are generated proportional to density and temperature (measuring signals), and signals proportional to temperature (correcting signals). In the measurement mode, informative signals with compensation 20 and measuring 19 EIS are fed to a differential amplifier 26, then to a low-pass filter 27, the multiplier error corrector (divider) 28, and then after the additive error correction circuit 29, the signal is fed to the output signal processing and generation device system 30. In addition, the output signal of the corrector 28, which carries information on the barometric height in density, is supplied to parallel-connected differentiating 38 and scaling 42 converters Is. The output signals of these converters are fed to the inputs of the adder block 39, the output signal of which is compared by the device 40 with the signal received from the adjuster of the maximum permissible rate of change of error 43, in case of exceeding the set value determined by preliminary calculations of permissible errors, the signal from the output of the adder 39 is fed to the input of the generator of control signals 41, which generates signals that control the unit pneumocommutation 5 channels of full pressure. This generator through the switch 36 leads to the activation of the key 25, as a result of which the EIS of the compensation AEC is switched off and the reference signal from the simulator 24 is fed to the input of the differential amplifier 26, which reproduces the reference value of the measured value corresponding to the pre-flight position of the aircraft.
В результате на выходе дифференциального усилителя 26 возникает напряжение, пропорциональное остаточной погрешности, которая после коррекции в корректоре 28 поступает на вход схемы коррекции аддитивной погрешности 29, на второй вход которой поступает сигнал с выхода цифро-аналогового преобразователя 33, на вход которого подается последовательность импульсов с реверсивного счетчика (PC) 32. Кроме того, генератор управляющих сигналов 41 подает управляющие импульсы на реверсивный счетчик 32, на счетный вход которого поступают импульсы генератора счетных импульсов 31, а также сигнал разрешения от компаратора 34, реализующего функцию .As a result, the output of the differential amplifier 26 produces a voltage proportional to the residual error, which, after correction in the corrector 28, is fed to the input of the additive error correction circuit 29, to the second input of which there is a signal from the output of the digital-to-analog converter 33, to the input of which a sequence of pulses with a reversible counter (PC) 32. In addition, the control signal generator 41 supplies control pulses to a reversible counter 32, to the counting input of which the pulses are generated and counting pulses 31 as well as an enable signal from the comparator 34 implements a function .
Таким образом, повышение точности достигается за счет того, что устройство работает в двух режимах: режим автокоррекции, когда осуществляется подача тестового пневматического сигнала по каналам полного давления в виде нулевого перепада давления, и режим измерения, при этом в микропроцессоре 10 осуществляется алгебраическое сложение текущего значения сигнала с сигналом коррекции, пропорциональным аддитивной составляющей погрешности.Thus, an increase in accuracy is achieved due to the fact that the device operates in two modes: the automatic correction mode, when the test pneumatic signal is supplied through the full pressure channels in the form of a zero pressure drop, and the measurement mode, while the microprocessor 10 performs algebraic addition of the current value signal with a correction signal proportional to the additive component of the error.
Основным источником погрешности является изменение температуры при изменении высоты, которая определяется зависимостью (Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 392 с.):The main source of error is a change in temperature with a change in altitude, which is determined by the dependence (D. Braslavsky. Instruments and sensors of aircraft. M .: Mashinostroenie, 1970. 392 p.):
где τ - высотный температурный градиент; Т0 - температура на уровне земли; Н - барометрическая высота; T - температура наружного воздуха.where τ is the altitude temperature gradient; T 0 - temperature at ground level; N - barometric height; T is the outdoor temperature.
Причем скорость ее изменения связана через градиент высоты:Moreover, the rate of its change is connected through a height gradient:
Известно, что высота связана с барометрическим давлением, которое входит в уравнение состояния газа:It is known that the height is associated with barometric pressure, which is included in the equation of state of the gas:
где g - ускорение свободного падения; R - универсальная газовая постоянная; ТH - температура воздуха на высоте полета. Отсюда следует, что плотность является интегральным параметром, зависящим как от давления так и от температуры.where g is the acceleration of gravity; R is the universal gas constant; T H - air temperature at altitude. It follows that the density is an integral parameter that depends on both pressure and temperature.
Тогда барометрическую зависимость плотности по высоте можно представить следующим образом:Then the barometric dependence of the density along the height can be represented as follows:
Получение информации о высоте можно осуществить на основе зависимости:Obtaining information about the height can be carried out on the basis of the dependence:
продифференцировав которую по времени, можно получить информацию по вертикальной скорости Vy=dH/dt. Обозначено: ρ0, T0 - соответственно плотность и температура на уровне земли; γ, b0 - паспортные параметры пневмоэлектрического преобразователя, соответственно коэффициент анемочувствительности и начальное значение коэффициента рассеяния мощности АЧЭ пневмоэлектрического преобразователя.by differentiating which in time, one can obtain information on the vertical velocity V y = dH / dt. Designated: ρ 0 , T 0 - respectively, the density and temperature at ground level; γ, b 0 - passport parameters of the pneumoelectric transducer, respectively, the anemosensitivity coefficient and the initial value of the power dissipation coefficient of the AChE of the pneumoelectric transducer.
Реализация этого алгоритма осуществляется с помощью введенного блока 6 формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции.The implementation of this algorithm is carried out using the input unit 6 of the formation of primary informative signals for altitude-speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction.
Таким образом, введение в систему блока пневмокоммутации и блока формирования первичных информативных сигналов по высотно-скоростным параметрам и сигнала управления периодичностью автокоррекции позволяет существенно уменьшить погрешности измерения высотно-скоростных параметров вертолета, обусловленных неидентичностью (разбросом) и нестабильностью характеристик элементов струйно-конвективных измерительных каналов, что особенно важно в области малых скоростей полета. Применение схемы управления периодичностью автокоррекции сокращает количество подстроек и позволяет существенно уменьшить динамические погрешности и обеспечить высокую точность работы системы воздушных сигналов вертолета в тяжелых условиях реального полета.Thus, the introduction into the system of a pneumatic switching unit and a unit for generating primary informative signals by altitude and speed parameters and a control signal for the frequency of auto-correction can significantly reduce the measurement errors of altitude and speed parameters of the helicopter due to the non-identity (scatter) and instability of the characteristics of the elements of jet-convective measuring channels, which is especially important in the field of low flight speeds. The use of the auto-correction periodicity control scheme reduces the number of adjustments and allows one to significantly reduce dynamic errors and ensure high accuracy of the helicopter air signal system operation in severe conditions of a real flight.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131540/28U RU112436U1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131540/28U RU112436U1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112436U1 true RU112436U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011131540/28U RU112436U1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112436U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651315C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-04-19 | Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА") | Helicopter air data system |
-
2011
- 2011-07-27 RU RU2011131540/28U patent/RU112436U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651315C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-04-19 | Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА") | Helicopter air data system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2434296B1 (en) | Airspeed sensing system for an aircraft | |
| CN102360088B (en) | Air data computer and realization method thereof | |
| CN106249744B (en) | A kind of small-sized rotor craft height control method based on second level complementary filter | |
| CN105675901A (en) | Method and device for estimating the airspeed of an aircraft | |
| RU2382988C1 (en) | Strapdown inertial reference system on "coarse" detecting elements | |
| RU112436U1 (en) | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM | |
| RU168214U1 (en) | Strap-on integrated inertial heading vertical | |
| RU2426995C1 (en) | System to measure helicopter flight low speeds | |
| RU2487318C1 (en) | Platform-free inertial attitude and heading reference system based on sensitive elements of medium accuracy | |
| RU2518871C2 (en) | Helicopter air signal system | |
| RU127473U1 (en) | VORTEX SENSOR OF AERODYNAMIC ANGLE AND TRUE AIR SPEED | |
| RU2396569C1 (en) | Method of determining aerial parametres in flight tests of aircraft flying at high angle of attack | |
| RU2307358C1 (en) | Helicopter air signal system | |
| RU2307357C1 (en) | Method for measurement of helicopter air signals and system for its realization | |
| Reeh et al. | In-flight investigation of transition under turbulent conditions on a laminar wing glove | |
| Efremova et al. | Models of Signals, Algorithms and Errors of Instrumental Channels of the Air Data System Based on the Vortex Method | |
| RU2592705C2 (en) | Onboard system for measuring parameters of wind velocity vector during parking, takeoff and landing of helicopter | |
| RU58719U1 (en) | HELICOPTER SPEED METER | |
| RU2426133C1 (en) | System for determining air flow parameters | |
| RU55145U1 (en) | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM | |
| RU94346U1 (en) | HELICOPTER SMALL AIR SPEED MEASUREMENT SYSTEM | |
| RU68701U1 (en) | HELICOPTER SPEED METER | |
| Soldatkin et al. | Panoramic Sensor of the Aerodynamic Angle and True Airspeed with the Fixed Receiver and Ultrasonic Instrumentation Channels | |
| RU55479U1 (en) | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM | |
| RU2336533C2 (en) | Aeromechanical method of measurement of air-speed parameters of flight trajectory and device for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120728 |
|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2011131601 Country of ref document: RU Effective date: 20140610 |