Echipamente de bord si navigatie aeriana.pdf

i, ItJ/t2

OdnvtuGRIGORE

ECHMPANffiNTE H}E BORD$[ NAVHG.{Tm ÂERIÂNA

r ÂpUc{! fl hrt&l dc hDrr& o

€

I,t

Jil,i

,l

Descrierea Clp a Bibliotecii NationaleOCTAVIAN GRIGOREEchipamente de bord si navigatie aeriana/Octavian GrigoreBucuresti;Printech 200 IP;cm.Bibliogr.tsBN 973-652-398_5

Referent stiintific:Prof.dr. ing. Stelian GaletuseProf.dr.ing.loan Aron

Editor Milica EcaterinaConsilier editorial Mihaela Toma

Tiparul executat la S.C.Medeea Company s.r.lTelefon 092 690g97

4104225

Copyright 2001@Toate drepturile acestei editii apartin autorului

Octavian CRIGORE

-t

Cuprins.''l

Prethln. '. ..........)__.

l. Structtrra aparatelor qi echipamentelor de la bordul aeronavelor. .. .. . . . .. ...7iI

L | . Elementc componente ale aparatelor gi transmitdtoarelor dc bord.... . .....9 -1

I. el

| . | .2. Cornponcntc clcctricc qi clcctrontcc ..., ... ljl r

I2. Elcmente fundamentale de teoria sistemelor. . .. .. ...2g\

2. L Clasificari ale sistemelor dinamice. ,...29 i2.2. Tcoria sistcmclor liniarc, stagionarc ai continuc... ......1 ll

2.2.1. Tcoria sistemelor liniare, stagionare gi continue in modelul i 'intrare - iegire. .......3 I l

2.2.2. Teoria sistemelor liniare, stalionare qi continue in modelul . r

intrare - stare - iegire. ........-+5 i

Aplicayii. .. .. -. . . . ...5 I1

3. Sistemul elecrroenergetic de bord... ...........59

3.1. Definirea sistemului elecrroenergeric dc bord... ......59,-,3.2. cerintcle tchnico-economice impuse sistemelor electroenergerice

]

de bord. ............(f3.3. Asigurarea parametrilor calitativi ai energiei electrice furnizate. ....62,--.

3.+. Rcgele clecrrice. ............6.1 '

3.4.1. Condipiile ce se impun rctelelor elccrrice. . 6-l i '

3.4.2. clasificarea rc[elelor clcctricc dc bord funclie dc tipul curcnrr- I

Iuice le strdbatc. .........6i3.4.3. clasificarea refelelor elcctricc dc bord functic dc tensiunca n'-

rninala de [unctionarc...... ...........6J t,

3.-1.-l- Clasiflcarca rctclclor clcctrice dc bord in lunctic de destinatia1or..... . ... ...(rS

3.-1.5. Clasillcar,:a rctclclor elcctrice dc bord in Functie dc stnrcrLrra l

II

I(

Il'

;l

i"|lli

II

i-l,lt'

topologica. ...... .... .69i.-t.6. Ctasificarca regelelor electrice de bord in funcfie de numirul

de_c_q0{!9_tq.q1e_gtit jza!epe.ntrutransportul.gidistr_i-b_u!iqeqeg

3.5. Sistemededistributieaenergieielectnce. .............7J

3.5.1. Sistemul centralizat de alimenrare cu energie electricd. ............743.5.2. Sistemul descentralizat de alimentare cu energie electricd.. ........-.....753.5.3. Sistem de alimentare cu energie mixr... ......i63.-5.-1. Sistem independent de alimentare cr.r energie electricd. ............77

Lut;rarea 7 - SndiuL aperatelor de proteclie a relelelor electrice de bord.....79

Mdsurarea presiunii la bordul aeronavelor. ..........83

-1. l. Metodedemisurareapresiunilor ......834.2. Construclia manometrelormecanice. ...........851.3. Transmilatoareledepresiune(manometreleelectromecanice). ......86

.l.rt. Erorile transmilitoarelor de presiune. ......,.....117

4.J.1. Erorile metodice. ,..,.........874.J.2. Erorile instrumentalc..... ..,...,.,...Uu

lvlisurarea innlf imii de zbor. . . ,. .... ,..9 I

5.1. lvle'tode de mdsurare a inalfimii de zbor. .........9 I

5.2. Teoria altimetrului baromerric. .,.......935.1. Construc[iaaltimetrclorbaromctricc. ,....,..,,.975.-1. Erorile altimetrelor. ........99

5.-1.1. Erorile metodice ale altimetrelor..,.. ....,...99

5.-1.1. Erorile instrumenttle ale altimetrelor.... ........,. l()2

Ltrt'rareq I - lvltisurarea inciltimiitle:bttr... .....101

Nlitstture lt vitezei de zbor. .... I 13

6 l. i\'lct<-rdc dc masurarr: I vitczci dc zbor. ......, I l56.1 Tcoria vitezometrclor aerodinamice..... ...... I I u6 --\. Constnrcliavitczomctrelorpentruvitczirindicata,..... .......1216.-l C'onstrtrctia vitezomctrclorpentru vitczit adcvlratir.... .......123

tLr"

tl

tl

r1

l,.i

)

il

I

!

i,,

;t

6

7

Octrviln GRI(;()li,l:

(r.-5. llrorilc l'itcz,.rnrctlclt)r....... .......... ll-i

(r.-5. l . ELorile irrstrunrentlle datoratc priz.ei dc presiurri.. .... . . . ...... 1 266.5.2. Erorilc dc'ntdsurare a prcsiunii... ..........126(r.-5.3. Erori mctodiccdatoratc prc'siunii gi tcmpcraturii.......... ........1:7

Ltt<'rurca 2 - ll'ldsurarco vite:ei de zhor... ............129

Mdsurarea vitezei verticale.. . . .. .... I -19

1.1 . Metode de nrdsurare a vitezei verticale de zbor. ......1397.2. Teoria aproximativd a variornetrelor...... ..........1391.3. Erorile variometrelor....... ......1..12

7.3.1. Erorile dinamice datorate iner{iei... .............1427.3.2. Erorile datoratemodificdrii temperaturii. ........143

Lu<'rarea 3 - Mdsurarea vitezei verticale... ... ... .....1-15

Mdsurarea turatiei la bordul aeronavelor. . . . . ..149

8.1. Metodc de misurare a turaliei la bord. . e.... . . . . 1498.2. Tahonretre nrlgnctoinductive.. .........149

8.2. I . Erorile tahometrelor masnetoinductive.. . . .. .. .... 153

8.3. Tahometre electrice. ........ l5,l

8.3.1. Tahonretre elcctrice de curent continuu. ........1548.3.2.'l'ahonlctrc clcctricc de curcnt al(enrltiv.. .........1-5-5

Mdsurarca tempcraturii la bordul acronavclor. .... I 57

9. I . Metoda dc mdsurare a temperaturii la borcl. ,........ .. ....... 157

9.2. Tcrmorlctrc cu tcnnorczistcntrl.. .,....1 5S

9.2. | . Schcrncle dc nrisurare a termonrctrclor cu tennorezistenla. .....1599.1.2. Erorilc tcrmornctre lor cu tcnnore zistcnlir. . ....... I 60

9.3, Tcrnronrctrc cu tcnnocuplc..,.... ......162

9.3. I . Caracteristicile termoelementclor... ........ l(r29.3.2. Construc[ia tcnnomctrclor cu tcrmocupluri.... ....1649.3.3. Erorile termometrelorcu termocupluri... ........16-5

9.

__'l

J

I trr't ttt't',t .i - ,l/,7.rtlrrll.!.t t.'illlt(,..tltu.n ,,. ,,. ...... | (r7

l(). i\listrlrrlcil c:.llltitillii ;i dcbitului dc corrrbustibil lir brrrclrrl ucronlvclor............l7-i

10. 1. lt4ctodcdcurirsurarcaclntitlitiigi dcbitrrlrri tlccorrrbrrstibir...I O.l. Litlonrctlc clcctronrccarricc cu llotorl

lO.l. l. ('lr:rctcristicil stilticir a litlttrrrctrului clcctrtlnrcctlric..l0.l.l. lirolilclitrornctrclorcluctr()nlccrrnicccu l'lot()t..

I ().3. Litronrctlc capacitive

( )e t:rvi.rt (;lil(lOlil:

PI{EFA'I-A

l)t'itt ct'cptcrcil tralrctrltti ucli:rrt ;i a conrplcxitirlii'nrisiurrilol calc rrcbtricscc\cctlt:ltc tic ilL'rol-lilvc a dL'r'cnit trcccsarir cclriparea accstonl cu srsrcntc llr:cltilliltttctttc dc bold dirt cc irr cc nrai pcr'lbrutantc din purrct dc vcrlcrc corrstr.ue tir

Astlel ctrrrtl;tinlcle' rclcritonlc ll tcoriu gi construeIil apirrrrclor 1rceltil.tittttctttclor.dc lrord s-uu constiLuit intr-un sisrcrn dc dorncnii 5tiirrtilice- lirrnrrirrrltttt ittrsalltbltr irrte'rdisciplirtar lvirnd nrultiplc inrplicalii in s;tiintl ii rchrrol,,qirrc()tltclllllori.ltra. Dirr accst punct dc vcdcrc gi-au gasit cu succcs aplicatii irnccliarc inlviotrica clc la bordul acronavclor nrodcrlc cclc mai rcccn(c cLrce'rili alc ptiirrrei.tchrlicii ;ii tchrrologici urodcrnc, ca: microproccsoarclc. lasclrl. liblclr'1rprrcc.Irolografi a gi intcligcnla arri fi ciala.

Cart!'a dc t'ati se adreseazd in gcneral studen!ilor din anul Ill-zi 9i l\'-serll aiFactrltalii dc lnqineric Aerospaliala ce frccventcaze cursul de Echipamcnrc- dc Btrrd 5i\lrr i-uit!it' .'\r--riana. cadrclor didacticc din invafamantul tchnic ac'rorrautic. cllr' .isJreciirli;tilor carc lttcrcaza in dotncniul acronauticii - ingincri, piloti. rrar i-uarorr

Dc asemetrea la fiecare capitol este prezcntatd o lucrare practica car!- s!-crcetttii la llcultatea amintiti t'uai sus gi, de asemenea, unele aplicalri re-prczcntrri\cirrtriInitc r.rztrul in dorne-niul avialici.

Structula cir[i i estc ururdtoarcir:

Capitolul I- Structura aparalelor Si cchipantcntelor tle lu honlul uerortttvclor.- cstc o prezcntare gcnerali a accstora, rcspectiv dcfinilii, clasificari 5i comllonc-pri

Cultitolul Il - Elernetttc funclutttetrtale clc tcoriu sistetne lor - lrL':inrat ttotitrttilt,clt'rtrttttut'e tlt lcrtt'irt :;islentclrtr Si uttcle apliculii irtttilnita u:ttul itr ut t(tttL,

Cultitrtlul III - Si.stctttul electroencrgetic de bord - cuprirrdc o prczcnturcqcncrald a accslttia, rcspcctiv dcfini1ii, tipuri, clasificari 5i componcntil. prccunr;i trIucrarc rcfcritoarc la dispozitivelc dc protecfie a rctclclor dc bord.

Cultitttlttl Il/ - lt4d.stu'urert 1tra.;itutii lu bonlul u(,t'onur)(,1()t' - rc l'Clr-'r'rj ll celerlllti ttzultlc lllctodc dc ntastrrarca a prcsiunii Ia bord, prccunt 5i llr tr.arlucroarclcI tllositc pclrtfu accasta.

Cupitrtlul ll - lvlusut'ut'cct indllimii clc zbor - cxplicitcazri rncrotlclc.traclttctoat'clc. aparatclc dc la bord pcntru dctcrnrinarca altitutlinii 5i o lucrarc cle

sirrrularc a lltitudirrii .

-1

J

-l I

I

l

l

)

--l

)

1lIII

-tI

J

I0..1. I .

10.3.2.10.-1.3.

Sclrcrrrelc constructivc alc. litrontetrelor clpacitivc........,...... I li-tCotnandn autoluuti a ordinii dc cousurrl a conrbustibilrrlrri. , ... , I S7Erorile litrometrelor cnpacitivc. ...... ltjg

I | . Dclr.r'rrrinalca tlirccliei de zbor. ........lg7

I l.l. N'tctodc de nrisurare a capului gi gisnrcntelor

ll.l.l. Metoda magnetici.....?... ...........199I 1.1.2. N,tc.toda inductiva.. ...........199ll.t.3. fr,lctoda giroscopicl. .........199' I 1.1..1: Nlctoda radiotehnici ........200I l.l .5. N,letoda astronomicd ........200

I I .2. Compasul magneric . . . .. .2()0

ll.2.l. Traductorul nlagnctic - acul utrrqncrtc..... ......,20211.2.2. Construc(ia aculuiungnctic..... ...........20311.?.3.. Elorilc compxsuln'nsnctic.. ..:..... ..,..,,.20-l

| 1.3. Conrpasul nragnctic dc inducfie clccrroura-enctici.. .,........201i

I l.-3.1. Erorilt'compasurilordc inductrc ....i....i......

I 1.4. Conrpasurile astronomicc

Lr r c rt r rc a 1 - lt I ti.s u r a rea u n.q I t i t r r i I o r tl t' u t i ! utl i n e

1

Bibliogratic

.21.5

'll

i.l

rl

r'

i.

I

ll

I'tI

I

(-tt1ti11tl11l ltl - AIi.;ttt'ut'L'u t'i!a:ci dc z.bttr - dcscric nrctodclc;i uparate-lc dc lalrrrrd pctttrtt (lclcnr)inlrcr vitczci cle'zbor, prcculr gi lucrarca dc cxpcrimc.nlilrc il(lctcn)lirrirrii litczci dc zLror.

Cultitolul l/ll - A'lti-surarca t'i!c:ci t'crticule - prczintl rnctodclc Ai aparatcle- clcllr [lordtrl ucrottavc'ltlr pcntru detcnrrinarca vitczci vcrticale' dc zbor qi lucrnrcacrrlcri rrrcrrtali l fcrcntr.

Cttltirrtltrl VIII - Misurarea turaliei la bortlul oeronavelor - descrie metodele.truductoarclc 5i aparatclc dc la bord folosite pcntru determinarea tura(ic.i grupurilorpropulsoarc'.

Capirolul IX - Masurarea temperalttrii la bordul aeronavelor - conEinemetodclc, traductoarele gi aparatele de la bord utilizate pentru determinareatc'mpcraturii fluidelor de aviatie gi a unor componente gi echipamente. De asemcneasc' experinlenteazi metodele de determinare a temperaturilor la bord.

Cctltitttlttl X - fuldsurarea cantitdlii Si debitului de combustibil la borcfitlucntttttt'clor - sc rc-f-erd la metodele, traductoarele gi aparatele de la bord utilizatc'pclttru dL'tenlinarea cantitafii de combustibil existent la bordul aeronavelor. SeprL'zin(i qi o lucrarc de misurarea a cantitefii dc combustibil la bordul acronavclor.

Capitolrtl Xl Dcterminarea direcliei de zbor - conline nletodclL-,tlaductoarc'lc ;i aparatele dc la'bord utilizate pentru determinarea direclici de zbor.precum gi o lucrarc de laborator de determinare a unghiurilor de atitudine alcacrotravei.

()t lrrviurr (iR l(;Oltl:

t. sTrrucTURA APARAI'ELOR $t ECIilpAI\tENTELOR DE LABORDUL AERONAVELOR

Aparatelc de bord sunt acelc dispozitivc (cchipanrc-ntc) dcstinate' nrisuririi.coltversici transmitcrii la distanfd gi afigarii mirinrilor fizicc care caracterizeazecvoluf ia acronavelor gi a agregatelor de bord.

Transmildloarele indeplinesc acelcagi funcliuni ca gi aparatele de bord. maipu;in afigarea, precutn gi elaborarea unor semnale electrice necesare de obicei ininstalaIiile automate dc'la bord.

Pornind de Ia definiliile precedente, atit aparatele de bord, cdt 9itransmiEdtoarele pot t-r considerate dispozitive dinamice, care asigurd conv'ersiamdrimii dc mdsurat, numiti mdtinte de intrare - x(t). intr-o alti.mdrime fizicd -mdrimea de ieSire - -1'(r), care poate fi perceputa de ont prin organele de sim1, sau carepoate fi utilizatd direct in procesul complex de comandd a aeronavei sau a agregatelorsale. Pentru a aduce mdrimea de intrare (de mdsurat) la o formd accesibild omului saudispozitivelor de autouratizare este nevoie de o serie de transformdri succesive redatdin schema structuralA din Fig. l.l. in afara semnalului uri x(t) - presiuni. remperaturi.vitezd etc. - asupra dispozitivelor mai acfioneazd gi senutale penurbatoare 4(t)(zgomot e ),^care cauzeazd aparigiaeroriloro Intre aceste mdrimiexistd relalia:

),( | ) = F( | ).\(t ) + Fl | )tl(t )

unde F(t) Si F(t) sunt functiile dctransfcr ale aparatului(transrnilitorului) in raport cusemnalul util x(t) gi, respectiv, inraport cu zgonrotul sau

pe'rturba(ia t1(t). De asemcnea,lirnclionarca accstora poilte fiinflucnfatri 5i dc paranr..-trii ((t) ai

nre'cliului arnbiant gi ailrltcrac!il.ulll cr.r aeronava,paramctrii carc provoacl gi ei la rdndul loraparilia unorerori de misuralc..

l'otalitatca conrponentclor unui aparat de bord (transrnildtor), care contribuic larnirstrrarcir ntlrinrilor llzice, se numesc in gcncral elenenlc de nttisurare. Nuurirul 5i

nzltura acestora poatc fi mai mic sau mai marc in funclic de mctoda 5i principiul de'

rnisurarc adoptatc. Dirr accstea fac partc:

- elctrtentele settsibile - ES:

lreductoercl(, - T:

Fig. l.l Schcml structurulir n npirlrtclor r5i

transnrilitolrelor dc bord

Tronsnriltrtorul

IStrrreltrnr:rir:llrlcl(rr'fi cr:lri|r:rnrcrrtchrrtlul;rlrorrlulircrorrrrvt'ltrl

-- | | t \'('t r t t i.\ t t t t' I c J <, I t'tt t t.t t u i,t i t' \\ t,tt t t I i i I I I i (.t t'c,'

- .sr'ltttttt'lt' dc tttti.sttrut'c' -.Sll.'tli:;1ttt:itivt'lt' <lt' oJiSut'c - DA:c( ) t t t' t, t'l ( r(l r( c I et'ti'i t' c - C E.

l)r.'obicci.:lccstc clcnlcntc'dc lulisunrrc sun( spccilicL- nrdrinlii tizicc lnulizltc;ii dcpirrtl. c\ i(lcrt(. dc l'clul iii rlilturil cchipllucn(ului de la brlrdul unci iler()ulvc.

f)c rtce'clt \'onl litcc o clasificarc a ccltipfl,t,etrlclor dc hord. curc in uurrcrlrirsu fit I uuc trtr i cct u I capi to I c I tl r unllit toarc :

. dultit crir(riill fu,rcliotrol: - de ltilotaj: - vitez-onretrul;

- altinretrul;

- varionrctrul;

- centl'ulele aerodi ni.rrrricc;

- giroorizontul;

- giroverticalul;

- pilotul automat.

- dc nut'ig,t1it'.' - ccasul:

- busola;

- sistenrul de curs:

- sistcmclc de radionavigalic;

- sistcme dc tip ine4ial;- sistcmclc spccializate dc rravigaIir.

(calculatoarele de navigafic).

- pen!'ru cottrilndo, ntonilorizarea Si aulomctlizureusistctttclttr uu.\iliare ale aerottavei ( se nulncsc auxiliare nu in scnsul importanle.i. ciin se'nsul problcntaticii cc trcbuie rezolvati la bord; la bord sc rczolvd in gcnc.ral douiproblcurc': cca de pilotqj gi cca de navigalir.): - sistemul de propulsie:- nlanoulerrc:

- Iitrohctre:

- dcbitmetrc:

- ternlontctrc:

- tahonrctlc.

- voltnrctrc:

- amperntcLrc:

- watlnctlc;

- fi-nrctlc.

- lnall0lilctrc.

- nlanontclrc:

- [cilllonlclrc.

dupii rtutura sennslului lt icsire:

- sistcmul energetic:

- sistenrul hidraulic:

- sistemul pncunlilticgi dc condigionarL-:

- altc sisteme.

- ittdic'atoare: - viz.ualc:

( )t t:rr i:rtr a;lt l( ;r )ll I

-I t'(t I| | tII IIu It )u t'1,

- lu.rrllti\c:

- llil\tc.

- clcctr.icc:

- nlcci.rntec:

- lridraulicc:

- optrce:

- combinate-.

. ilttpi ltrtttctltttl ile (iSarc u rc=ttltutalttr: - lrralogicc;

- llurnc;lcc:

- ima_cini grafice su-gcsti\ L':

- analo,e - nunrerici:

- scntnalizatoare:

- aparatc directoarc

. rlttpti distanla la carc sc transmilc ittformayia: - aparate dc bord:

- transnlltitoarc.

I.I. I'LEMENI'E COI\,IPONENI'E ALETII.ANS}I I TATONNNIOR DE BORD

APARATELOIT $l

I.I.I. CONIPONENTELII I\IECANICI'

Ce-le' nti.ri utilizat,.' in constluclia aparate lor 5i trausurilatoarr-lor dr- bttr cl sunlconrDonentc n)ccan lcc :

. elcntcntele scnsibile elasticc;

. nlccallisnrcle de transmisie gi multiplicarc;

. dispozitivclc dc ghidarc a ntiScdrrr;

. anrortizoarele.

in acc'st capitol sc vor prczcuta doar caractcristicilc Ai particularitagitc. accstortr,lrroicctalca lor putind fi gasita in litcratura dc spccialitatc [2,7].

I.T.I.I. ELI.,[IIiNl'E SIiNSII}ILE ELASI'ICE

Elcrttr'lttclc se-nsibilc clasticc lac partc din catcsoriJ nrai larga a ttrt'trrilrtraclicir a r'lc'tncntclor pcntru acurttullrca cncrgici gi asamblarc clastica. Arcurilc sccaractcrize-azlr prin dclbrmatii cllsticc mari sub influcnla unci acliurri cxrcrioarc(fo4ii, cuplu);i carc. dupa incctalca accstcia rcvin la fbrma iniliala. In cazulclcrncntclol scnsibilc clasticc. actiunca cxtcrioari cs(c un lluid sub prcsrunc.

I

L

rl

L Strrrclrrr':r lllrirtcl(rr gi cclrip:rrtrcnlclor tlc lu h()r(lul alcr(rrlll\L'lol' Octuviirrt Cil{.1(i()Rt:

I

IiI

Irll'i,

(i.lr

I'l

Itl-,

fi1.,

i

II

{,lt,

t'I

l"iI

ilt1tl

"lflt,1

.l{r

I--l

Ilr'Li

II

('urlrcturisticilc clcnrcrrtclor scnsibilc cllrsticc carc irttcrcscuzir sunt:

- ltlrta dczvoltatir tlc clcnrcnttrl clastic - /; :

- sirgcatl sr.ru dclilrrnalin clirsticir -./:- scrrsibilitrtca clcrrcnlului clasric - S = L, .S = I,l: l,

- rigiditatca, care csre invcrsul sensibilitd!ii - C = l:'s- (aroct(nsttca elentctrtului elastit' - dcpendcnla dc-fornralici in funclic

dc nriirinrca de intrarc (prcsiunc, forla, cuplu).

Principalele tipuri de arcuri fblosite in domeniul aeronautrc sunt:

arc'urile ntanometrice (numite Si tuburi Bourdon), sunt tuburi cu pere[i subgiricare, in general, au forma din Fig. 1.2. De reguld, o extremitate a tubului estefixati rigid de corpul aparatului, iar cealaltd esteliberd 9i se deplaseazd sub acgiunea presiuniiintcrioarc (presiunii de m6surat). Prin calcrrl sc' vauntrali si se stabilcascd o dcpcndcnla intrcsageata/gi presiunea fluidului introdus in tub 7r.

burduJurile sau silftsanele sunt tuburi cilindriceprcvdzutc cu n gofraje transvcrsalc pc suprafa{alatcrala. Elc sc' caractcrize'azd printr-o nrilrescnsibilitate gi prin liniaritatca caractcristiciistaticc. Dcfonna(ia silfonului sub acfiuncaprcsiunii sc culcgc pc dircclic axiald (Fig. I .3).

rrtetnbranele ,ri capsulelc ondttlalc foarterispanditc in construc!ia aparatelor de bord datorita oblinerii unor sigefi mari ftrtrdcfonnarca rcrnancntd a capsulci, oblincrii unor caractcristicc aproape liniarc.posibilititii dc a schintba caractcristica prin varia[iainril 1i mi i go frcuri lor.

Ectra{ia caractcristicii p(wt)) a unei rncmbrane ondulatecs [c:

/, R' = Af I_rL )* ,,f -lo )'. ( r: r .)Eh' l.trJ [r,,J

unde: A gi B sunt coeficicnli dc material;R - raz-a capsulei;h - grosimea materialului capsulci;E - modulul dc elasticitatc.

Fig. 1.2 Arc munonretric(tub Bourdon)

Fig, 1.3 Burdul' goli'lt(sillbn)

l)irr prrrrct dc vc.dcre;ul lbrnrci golrcurilor sc tlcrrscbcsc clrpsulc ctt orrt'ltrlltlii

si'rrsoirlllc, circularc. trapczoidirlc gi ascu!itc-. Pe'trtru a sc otrlinc o sitgr.'uti tttli ntulc

sc lclr.lrr in paritlcl prin lipirca pc contur mai ntulte clpsule.

FurrcIic dc nrodul cunr nrisoari prcsiunea. capsulcle pot li cllsilicltc in (Fig.

I .-l ):

i)t'ctlt.sule ntanometrit'e (deschise) la care fluidul de misurat sc' introducc in

intcrior gi dc fapt se mdsoard o

difcren{i dc presiune, P - Po,

rcspectiv cea din interior P gi cea

din exterior;ro;ii) capsule aneroide (inchise) la care

in interior se realizeazd o "vidare"(pdnn la 0,3...0,1 mm Hg), deci se

mdsoard presiunea p0 din exterior.

. ttt't'urile bintetalice sunt elemente

clasticc obtinutc pritr sr'tdare'a sau lipireaa doud bare executate din materiale cucoc'ficien1i de dilatare diferili. Bara din

ruraterial cu coeficient de temperaturd cr2

rnai mic se nume$te element pasiv sau

ittt'r!, iar cealalti cu cocficient dc

tcnrperatur5 cr1 mai mare - element

rlcriv. Prin incdlzirc, datoriti tcndinleidc dilatare difcrita, rezulta o curbare sprc

face sprc bara activd (Fig. 1.5).

Datoriti acestei proprietiIi, arcurilebirnctalice au o intrebuinfare largd inaparatcle qi instalaliile dc bord, atdt ca

traductoare pentru mdsttrarc ai reglare

ilutomat5 a te ntpcratttrii, cit 9i ca

!

b)l

Fi-c. 1.4 Capsule ondulutea) cnprulc manomclricc: h) crpsulc ancroidc

stratul pasiv, iar la ricire curbarea

dispozitiv dc conrpensarc a infltrenfei temperaturii'

1.1.r.2. lvlECANlsi\lE DE TnANSNIISIE $l I\tuL't'lPLlCARE

Fig. 1.5 Arctrri binretalice

tl

Ot trrr i:rrr (;lil(;( )l{l:llllelc\eilr.l ,lolrI r'clrrliilc cincttruticc. lclicir clcpcrrrlcnlu rrrlrr.ipriitlc ic5rrc

tlc rlirirrrclr rlc irrtrrrlc / slru rr,. l.cspccti' r.ap.r.rrrl rlc rr.rrsrrisic I =:.!.1_.tlrr'

I\t IiCAn.. I Stt U t, t]t IILA - I\tA N | \,ti l.A

.li rrrr,lc tcztrltlt r:tpottttl tlc ltlttlstttilctc:

tla t-1lcos/a- dP r-?!..,r/-fil

,- \r /

*'=('-asi'(a-an)-@. (t.2.)

Se por distinge cdreva cazuri particulare,ca de exemply d = 0 sau d o = 0 etc. DeasL'nlcnca. dacd rr.' << a. a << b, cl << a, b << crczult6 formula liniarizatd aproximativd:

r,,=asin(a-au)= a(a _a) tr.l.l

Iv,lc.can ismul exarninat reprezinttr unelenrenr amplificator neliniar, neliniaritatea luifolosindu-se uneori pentru a le compensa pecelelalte provenite de la alte componente aleaparatelor de bord. .

Sc inrroducc in lanful cincmatic atuncicdnd, din anumite motive, apaiatele de bordtrcbuic si aiba o scard atenuatl. Atatrrririmca de intrare p, cAt gi marimea dcicpirc a sunr unghiuri. Rolul nrecanismuluicste dc la o variatie neliniari a lui a inraport cu F. Cu notafiile din Fig. 1.7 seobline:

I

I'cntrrrP-0,i-trc

| --rI

('l+ -'

r

sau , dacd << l,

undc ! <l.Daci fi=!r2 rczulta i = -l

-. ilrr' 'cnrru

/t n.

r+[! ]\r )

I.I.I.2.3. NIECANISMUL DUBLU TANCEN TIAL

Se intdlncgtc in construclia vitczonrctrclor pentru corcclia de. altitudineLegatura cincnraticd dintre trja gi pinion se mcnIinc cu ajutorul arcurilor clicoidalctFig. 1.8). Pinionul se poate deplasa fali dc pozilia ccntrald pc disranla r spreelcrnentul condus. Se obline relalia aproximativd: "

( I.5.)

( r.6. )

( 1.8.)

Fig. 1.6 Nlc.canism bicLt - rnanrr cla

I

A+x,rgc = rg ", + fi(te f - tg lt,,\

T.L.I.2.2. MECANISI\TUL CU I\{ANI\/ELA $I CULISA

t-ea=tga,, +[r *f..l(,ep-fll

to4'l'c t-o t,

(1.7 )

_n:^-- v. ldtIn particular, daca a o= F.o

gi p sunt mici rczulti:

Fig. I.3 Mccanisnrul dublu tang.-nrial

o=(,*+rV\ ,t lMccanisnr cu nrarrivclir gi culisi

(t.4.)

3

i'I)

flII

tl{'

li!r

ll

tlri

I

rj

ilI

flL

I

l. Sltttclttr:t:ll1.lr;ttL'ltrt'Si culrrplttttcrtlcl6t r['llr I'trttltrl ltctrrtlltrclrtt'

t.t.t.l.J. I\il.t(',\Ntsi\ttit. Ctt tto't't t)tN't'A't'ti

I)irrtrc clclllctltclc dc trartsrnitcrc clircctir a rni5clirii. aluturi dc lo!ilc cu liicliurrc'sc trtilizcazir ;i rrrrr:rcua-iclc cu roli din!atc dc toatc tillurilc. Caractcristic pcntfucottslruclir.t upunttclor dc bord cu clcnrL'ntc clasticc cstc angrcnajul lbrrnirt dirr sccttlr'dinlat qi roata diulati cu diarnctrul r/. lilarte rlic in l'itp()rt cu diunrctntl /) irl sectorului.

Se'oblinc, astfi'1. urr rirport de- trirnsulitcrc i=4 tbrrt" urarc. Dantura angrenajelor'd

lblositc in aparatcle'dc borcl cstc in cvolvcnti. Pcntru dctalii de'calcul'sc rcconrandiliteratura dc spccialitutc [7j.

1.I.1.3. ELEMENTE PENTRU CHIDAREA Mt$CARtl

Elementcle pentru ghidarea migcdrii sunt acclea care asiguri migcarea relatit,alde rotalie sau translatie) a doud piese intr-o anumitd direclie, numitd cale de ghidure.

Dupd neltura nrigcirii pc care o asiguri gi dupn tbnna suprafe{clor in contact.ghidajele pot fi:

. dc rotafie

e cu suprafele sferice;

- cu suprafcle conrce. r

. dc translagie': - cu suprafclc cilindricc;- cu suprafclc planc;

In funclic dL- natura frecarii dintrc partca mobilit gi cea fixir a aparatclor.lagdrele cu elernente de ghidare pot fi:

. cu frccare de alunecarel

. cu frecare de rostogolirc;

. cu sr.rspcnsic clastici;

. cu frccarL' r'iscoasf,;

. cu suspr-nsic elcctrostaticS;

. cr.rSuspcnsieelectromagnctici.

Itrin c'ttroc'ttt'i.stic'ct unui lagdr sc inlclcgc clcpcndcnln nrontc-ntttltti dc frccitrc irt

lirrrctic dc grcrrtat.'. lbrrrra gi dirncnsiunilc lui gcornctrice. Mai trebuic avutc in vcderc

suprasnlcirrilc. r'ibrlliilc gi alli factori. Calculul lagarclor constil in dctcrntirtat'citnronrentului clc ll'ccarc dat dc:

it

[,I

fr

'lI

M, =1v R,Q, ( r.9.1

turrde p estc coc.ficicntul dc lrccarc, p sarcina pc lagar, iar R, raza clc contact irttrc l'rrs

5i lrgar.

ll

Oe tur irrrr (ltilG()t{E

l.t.t.{. t,:t.t,tt\iliNl't,l Ai\toR'l'tzoARti

Sunt introdusc pcntru a clirnina oscilaliilc c-chipanrentclor nrobilc alc

lprrutclor. Forlclc (rcspcctiv cuplurile' dezvoltntc dc anronizorre) sunt proporlionalccu r,ite'za Iiniarir. rcspcctiv de'rotatic a cchipanrcntului mobil. Caractcristica staticl a

runtri anrortizol cu nriqcarc de trauslalir'a echipamentului nrobil estc dc lbrma:

F'= F(V)'

iar a arrrortizonrlui cu tnipcarc dc rotnlic:

Mo= M(a),

rndrimi care se considerd pozitive dacl se opun migcdrii.

Panta cara(tcristicii staticc a unui amortizorantorti--are gi se exprirni cu relaliile:

( l. t0.)

(r.il.)

reprezinti coeficientul de

(1.r2.)

De obicci, in construcfia aparatelor gi transmilatoarelor dc bord. se folosesc

Iurortizoare cu carircteristici statice Iiniare de tipul:

Fo= krVi Mr= kr'a).

r.t.2. coNTPoNENTE ELECTRICE $I ELECTRONICE

(1.r3.)

Componcntclc clcctrice gi clcctlonice carc intri in componcnla aparatclor 9i

transrnilatoarclor dc bord sunt: traductoarcle gi convertoarele clcctricc, schemele clc

nrisurare. siitcnielc dc transmisic la distanla, schemele d,e 'ccimpensare etc. Cttnr

ilccsteil se intilncsc irrtr-un numdr nrarc ;i l'ariat, in continuarca sc vor prczenta ccle'

tttu i le ;lI'r'zen tnti vc c()|ltpoltL'l1tL'.

, i-r.,,.,

t.i.z.t. 1't{ADuc'[oAIrE gl coNvEllro.\ltli El,ECTItlcE

Convcrtoarclc sunt dispozitivc care asigurd convertirr-'a nrlrintilor fizicc in alte'

rniirinri nL'cL'sarc in prttccsul dc nrirsurarc. Traductorul este tot un convcrtor, dar cstc

plasat irr gr.ncral la itttrarca irlstalalici dc masurarc sau dc autolllntizarc.

o" = {Frau, respectiv,r, =#

-5

l. :ilIrrctur.l ltl)llrittcl()r \it ccllinitnlurrtcl(rt.(lc llt lr0rtlrrl itcl()nit\ct()l

I

Octrvian GRICORE

l)rrpi s111111-1 urirrinrii dc ic;;irc sc disring:

- L'ttdtt(lt)drc getti'ntltxtrc (<'ncrgetice) - sunt acelc tl-ilducto.rc cur.c, s.l)llcliunL'il nriritnii dc intrarc. gcncrcazir r.rn scrnrurl dc ie.;irc clcctric (cucxcnrple dc' accste tip: te rnrocrrplc'lc, rracluctoarelc piczou.lec.tr.icc crr:.):

Duptr lbrr'a scnrnalului (crectric) oblinut traductoarerc sc irnparr in:

- traductoare analogice, ra care semnarul produs variazit contir.l.l cr.rmdrimea de intrarc;

- traductoare numerice, semnalur de iegire variazi, discontinuu dupd urranumit cod.

Dupd numdrul de transformiri efectuate gi modur dc i'tcrconccrare sc potdistingc:

- traductoare simple; .,

- traductoarc contplexe: - traducloare dderenliale;- traductoare sttccesive;- traductoare cu cotnpcnsare.

Traductoarelc frecvent utilizate in construcfia de aeronave sunt:

- rezi.stiye, care pot fi: - reostatice (potenliometrice);

- funcfionale;

- tensiometrice - sc bazeazd pe var.ialia rczistenlciunor mdrci tensionrctricc lir.. .dcforrnarea elasticd a lor:

M=sÂ/,R "tu

- cu rczistenfa dc contact - la care rczistcn{a dccontact R. variazd cu forta 1. soupresiunea p dc apasare:

t.R" =R,, +I;

I

- traductoare electrolitice la carc rczistcntaelectrolitului dinrre doi sau nrai

I6

elecrrolirului. A aria electrodului 5idl este distanpa elementara dintrcelectrozi:

- traductoare piezorezistive - se bazcazd pe variatiarczistcnlei unor rezistoare mctaliccsau semiconductoare in funcgie devariagia de presiune Ap:

R = Ro (l + artp):- traductoare termorezistive:- traductoare fotorezistive;- traductoare magnetorezistive se bazeazd pe

efectul de varialic a rezistentei unormateriale in functie dc intensitareacdmpului magneric.

inductive - funcgionarea lor se datoreazd variagiei inductanlei dispozitivuluisub acliunea mdrimii de mdsurat. Dupd cum se cunoa$te inductivitatea uneibobine cu N spire cu miez de fier fErd dispersie, avind R. reluctanlaechivalentd in raport cu latura bobinati, are expresia:

,tl I2-"-=N:A

R.

unde A cste pcrmcanta circuitului magnetic. Pc fenomenul de induclieelectromagneticd se bazeazd, urmdtoarele tipuri de traductoare:

. traductoarele ferodinamice: funcgioneaza pe principiulinducerii unei t.e.m. intr-un cadru mobil plasat intr-un campalternativ;

. traductoarele de induclie: se bazeaza pe inducerea unei t.e.m.intr-o bobind in cazul deplasdrii acesteia in cimpul magnctic alunui magnet permanent.

cttltctc'itiv'c - funcfioncazi pc baza transformarii marimilor dc intrarc(dcplasari sau cupluri) in varia(ia capacitalir unor condensatoarc. Dcoarccccapacitatca unui condensator estc fi.rnctie de [orma armaturilor gi dcpermitivitatea e a dielectricului, adicd:

multi electrozi variaza datoriti I

deplasarii relative a electrolitului. 1: J

i'l

I

I)

I

-t{

i

rl

{l

R

l{

Ll

I

,-l

r{.

'l(

iI

li(

II

tr

l'I

I

itliI

I

It

I

f,lrt..

Ii

tI

tr

l. ,

tl[' .

I

tf.r

I

llI

I

II

t

i. Structur'i ap:iratciur;r cehrpamerrtciur ric rir bvtdui i.lct0tla\ciof

rezultd ca se obgine o varialie a capacitalii dacd se modificd:. geometria condensatorului - A Si /;

. natura dielectricului - e :

. starea de defbrmatie mecanicd a dielectricului existent.

.qe,'teratoere - sunt micromagini electrice, care furnizeazd o tensruncclcctricd, cc este propo4ionald cu viteza de deplasare (pentru migcarea de'

translatic), sau viteza de rotatie (pentru migcarea de rotalie):

d=k,rn:U=Blv.

l. 1.2. 1. 1. T RAD UCTO.\RE POTETIO NIETRICE F UNCTIONAL E

Caracteristica staticd a unui astfel de potenqiometru nu esteimpusi prin modifi carea:

i1 pastrltti de bobinure, menlinindu-se raza spirei constante, R*n= const. (Fig.

R,O

^ BC -; R,o dR /1,toH=.....'..-=Z= -----i-= I +- CD P p d.r

2

t?" tlt

P = (J I\ ' (l' 14.)

d.r

l{clrlia '(1.14.7 ne pcrmitedctcrnrinarea pasului gtiind R,,, 9iprolilul. Problcma sc poatc punc Ai

R,,, sc ptxrte determina profilul (din

Fig. 1.9 Cirrrcteristicu (pnrfilul) unuipotcnIiometru funclionul

invcrs, cunoscind dc accastil datit pasul p yi

t. t4.):

,.R., = f -!-1.r. (1.15.)

'i, I)

ii) ntolilit'ut'eu sec'titrttii cercesei - din accst punct de vcdere, potcn[iometrclcftrnctitrnalc protilatc pot ti: .sirrretrice 1i trc.ritnetrir;c (Fi-e. l.l0).

ci ea estc

Octrvirn GRIGORE

Plecind tot de la ( 1.14.):

R,o -dR.p d.r

9i daci scriem rezisten{ei unei spire pe unitatea de lungime:

R,o = R4X /ro

l,p=2 (v + a)

atunci:

a) b)

Fi g. l. I 0 Caracteristica potenf iometru fu nqional :

l) - simetricci b) - nesimcrice. ... c

dR. 2Rofu+a)dr p

zp dR.f=---u,' Ro d.r

rclalie care determintr tocmai profilul reostatului. Dacd trebuie determinatiproblema inversi, care este caracteristica reostarului gtiind profilut I =,f (r).atunci se integreazd invers (1.16.), obfinindu-se:

R, = 2Ru jra.r*..r.

(l.r6.)

( l. 17.)

iii) moclificarea curburii carcasei,la aceastd categorie se pot deosebi doua categorii:

. re()stctt linittr - la carc variafia curburii carcasei este prezentata in Fig. l.ll.'boca

se noteazd cu R., - n x Rrp rcza ladistanga -r pi n = A numdrul de spire.P

atunci ( l. 14.) se Poate scrie:

O('ll\ i:ln CRICORE

$unlarea unei porliuni din reostat - seface dupd schema din Fig. 1.13. Iegireaunui astfel de traductor este:

LI,", = ktr,

AUrf nde k =- este Danta caracteristicii

:Axreostatului. Dacd se inlocuiegtecaractcristica cu corzi I c corcspunzetoarc

ficcdrci porfiuni, atunci k = I = tg 0, .

o-rProblema carc trcbuie rczolvata este sa

se gAseasce rczistenfele de gunt R,; astfel

( I .l-1. t

Fig | .14 Potcn!iometruldc sirrus gi cosinu:

/1. :R='ll) it

<J tp.

q,

-:l

i

i

'f-\

tv)

Urct

AUr

AUr

Fig. l. I 3 Reostat cu po(iune luntati I

incat sa oblincm caracteristica de iegirc dorita:U;', = f ('r)'

r.r.2.r.l.l. POTENJ'TOMETRELE DE SrNUS $r COSiNUS

Potcn[ionrctrele de sinus gi cosinus sunt reprezentativcpcntlu grupa porcn[iomctrelor functionalc. Acestea aucaracteristicile, la nrersul in eol. de lbnna:

U.ot = Kosina, Uo: = K6cosd,

unde K0 cstc o constantA carc dcpindc dcpotcntiomctl'ului, iar a cstc un-shiul dc rotalici altttai burr:i nproxiuratic a rclrliilor (1.21 ) sc

llotcnfiornctrul dc forrnir plata dirr Fig. 1.14.

(t.24.)

construcllaperiei. Cca

obIinc cu

o{p

l. Strusnlrx aparatelor gi echiprmentclor dc lir bordul aeronavelor

(r.ts.)dR' =

R'n .

dm

Daca lungimea elementard a curburii carcasei drn este:

dnt=

atunci ( l. 18.) devine:

l0

t

ii'

'

Il,

Ii

l. Stnrcturr :rnaratclor $i cchipanrcrrtclor de. l:r b.rdul ircronuvc.ror

SCIIEME DE TUASUNNITEIT FOI,OSITEAERONAVELOR

Oct:rviln CRIGORE

- prin cornparalic succcsivd: prin calibrare cu dispozitivcimecanice:prin calibrare cu dispozitive

electrice.- tnetode indirecte - se aplicd acelor mlrimi pentru care nu este posibild, sau nu estc

realizabild prin proccdce practice avantajoase, comparafia directi cu o mdrime dcrcfcrinfd apa4inind aceleiagi clase. ca urrnare, pomind de la o relalie dcdcpenden{d, consecinfd a unor legi fizice intre o astfel de mdrime gi alte marimidirect mlsurabile, misurarea indirectd constd dintr-o serie de mdsurdri directe,ulrnate de operafiile de calcul corespunzdtoare acestei rela;ii. Caracteristicilcrnctodelor indirecte de mtrsurare sunt condilionate in primul rdnd de forma relalieidc dependenfd pe care sebazeazd. gi care determind separarea lor in doua grupe:

- metode indirecte bazate pe relalii explicite;- metode indirecte bazate pe relalii implicite.

Metodele de mdsurare constituie ele insele criterii carc definesc categorii demdsurdri. Existi insd multe alte elemente ce diversificA mdsur[rile gi care pot fi legatede mdrimile mesurate, de particularitefi ale procesului de misurare, di oblinirearezultatului mdsuririi, de performanfele care se ob1in, de domeniile de aplicaiie etc.Dintre acestea, mai importante pentru o clasificare principiald a masurariloi, upu,urmdtoarele trei:.

e

. regimul cle varialie al mdrimilor de m,asurot,care conduce la impi4irea in:mdsurdri statice;mdsurdri dinamice;

- mlsurdri statistice.. ntodul in carc este oblinut ;i pre;entat rezultatul mdsurdrii, care permire

separarea in:' - mdsurdri analogice;- mdsurdri numerice.

. specificul rtnor dontenii largi de aplicare, determinat de conctiliile pe carele ofcrd Si perfornnnlele core Ie solicitti, dctermind gruparea in:

- mdsurdri dc laborator (acrodrom);- mlsurlri in zbor.

r.t.2.2.r. Dtvlzotrul, Dlt l.liNsl UND

Este ttnul dintre cele mai sirnple circuite de misurare folosite gi in aparatele dela bord gi carc foloscsc, de obicei, ca indicatoare de mdsurd, logonretrclcllllgrlctoclt'ctricc (Fig. l.l5). Cadcrca dc tensiune pe rezisten[cle R1 gi R., delirnirlrcdc pcrie pc potcntiomctru, sc aplicd pe bobinelc logomctrului. Indicaliilc acestuiastrrrt lirrtclic clc raportttl cttrcnIilor i1 qi i2 cc strtrbat bobilrclc, raport cc poatc licxprimat cu ajutorul schcmci dupd curn urmeazi:

LA BOITI)t'I

Pcntru ntisurarca nlSrirnilor clcctricc, carc au rczultat prin convcrtireantiirimilor ncclcctricc cu ajutorul traductoarclor, sc utilizcazii mctodclc gi circuitct.:lblositc in dotncniul ntisurdrilor electricc cu particularitililc irrrpusc dc spccificulrrrdri m i lor nrdsurate. Dintre acestea ami nti m:

Prin nretode de mdsurare se infelege ansambrul de principii gi mijroace pe carese bazeazd efectuarea

-unci.misurdri, cu icopul ca rczultaiul oufinut sd reprezinte cdtmai torect valoarca mdrimii mdsurate gi sd.satisfacd cerinfele a.'utitiror..

Metodclc de mdsu.rare cuprind o problematicd rargd, legat. de aspcctercconsrrucriv-functionarc are aparateror gi iraductoarcror, d"e'aleierea gi forosireaetalôanclor, dc asigurarea condiliiror dc experimentare iccvatc oblincriiperforman [clor optimc.

traductoarelor generatoare.n lect

cuii lor

de me fi,Tfiil:,'#;T,f:,ff['r"J::::::"J"T:::i:HXi:rAndul de grupare ale diferitclor catcgorii de misurdri.1ic cu unitatca fiind cscnfiali in proccsul clc nriisurarc,

ntodalitatea de realizare a acestci opcrafii repre'zinti principalui critcriu dc clasillcar.ca nretodelor dc misLrrarc. Din acest punct de

'cdcre, o primi inrpa(irc este:- tttel()de directe - se caractcrizcaz-ra prin accca ci valoarca rrririrlii nrrjstrr-utc sce'xprrmil rrcrrlijlocit ca rcztrltat lrl corrrpirralici cu un ctalon aparfiniincl acclcilr5i

clasc, llra a rccrlrgc la relalii in funcfic dc. rnirirni dc alta nature fizicd, Accstcmetrde pot tl: - prin conrpara[ic sirnurtanir: - nrctoda diferentiarir;

- ntetoda de zero;

- ntetoda conrparaliei;- mctoda substitulici;

- ntetoda pctmutarii;

- nrctodlr <lc adilionarc;

- nretoda de raport,

!-1

I Stn:,:tttr:t itp:lrnlL'l()l ll serlrl'dlrr!rtlei(,1 (ll i{i l'()lUtll ilclOllilvcl(}l (Je ti.t\ l:tn (;Rl(iO[tl:I

(Kl)- A: i1 + ir = i.r * i:i(Kll) - l: ir l{1 = i r ll., l(Kll) - ll: i1 ll; = i: R.. .

Prin elinrinarca curcnlilor intcntrcdiari rr gi qdin (1.25.), sc oblinc condi{ia dc dimcnsionitrc adivizorului dc tcnsiunc:

Pcntru crcstcrca sensibilitilii schcnrc-i, dc- fapt Fig' l'15 Divizorul dc tcrrsiunc

cste gi o condilic dc dinrcnsionarc, rczistcnla Re >> l{1 + R2.Pentru a vcdca in ce condilii schema divizorului dc tcnsiune esre compcnsate

cu temperatura, fie R1 = R X.r, iar R2 = R x (l - r), unde x este deplasarea cursoruluipotenliometric, iar R rezistenga lui. Dacd se mai considerd gi fajtu cd R : k x R.atunci raportul curenfilor din cadrele logometrului sunt:

i, _ R, R,+ Il"i, R, R,*R.' (t.26.)

=O'

-t.

=@

jll

-=tl

Compensarea totald a schemci cu temperaturadepindc dc R (care este funcfie de ternpelaturd),particu lare a lc cursorului potengiometnrtui ;

se oblinc cdnd rela!ia (1.27.) nudeci pentru urnri(oarele. pozilii

x=0 =

.r=0,5+

x=l :+

1.1,2.2.2. DIVIZORUL DE CURI'NT

il

t1

L

:-I,

,'l:-

Di'izorul dc curent are scherna prczcntati in Fig. 1.16, undc ca gi in cazulprecedcnt' scltcnra alimcnteazd un indicator dc tip logometric (cu doua cadrc clerczistcnli R.). Scriind Teorcnta a II-ct a rui Kirctr{ipc buclclc I gi ltsc oblinc:

Br:

(Kll) - l: U = i1 ltl + i1 lt,(Kll) - ll: U = i1 l(1 + i, It.

ll,csltcctiv raportul curcnlilor din cclc doud cadrc estc:

ir _Rr+R.i2 Itr+ R.

;;i rapoltal la l pozilia cursorului potcnqiornctric:

La carc se observd cd o compcnsare totald se obline doar pentru x = 0,5.

r.r.2.2.3. PUNT|T,E DE M^SURA

Punlile de misurd, funcgie de curentul cu care sunt arimentate, pot fi:. de c.a.:. de c.c.

Dupa modul de lucru se deosebesc:. ' purlli eclilibrate sau putrli care lucreazd in regim de contpen.sare;. putrli nccchilibrate sau punli care lucreazd ini-egint tle d)viatie.

. Dintre punfile echilibrate sd amintim puntea wheatstone echilibrata folosita dc

obicei pentru mdsurarea rezisten{elor (Fig. l.l7). Pentru determinarca caracteristiciipunlii, scricm tcoremclc lui ' A

Kirchoff:

(KI) -A: i2+i-o=ir.i(KI) - B: i.r + ir = i.r ;

(KII)- ABC: i;R; + i,R* -- i;R3 = Q'

(KII)- CADU: i 1R1 + i2R1=

=U;(Kll,1- CBDU: i.rlt.r + irlt.r =

= [f. (1.3t.)

Daca din (1.31) sc climinacurcntii intcrmcdiari i I gi 13 seoblirrc:

( | .li.i. r -lI

)

I

I

II

(t.27 .)

(t.29.)

( 1.30.) t7

Fig L l6 Divizorul dc curcnr

Fig. l.l 7 Puntea Wheatstonc echilibratj in rctirn dccompcnsarc automat

a1li

I

it'

I

I,

lil,I

fliI

,i

It.i

i.

lllI'iI-l

II

lur

Ilr

[',

l. Stnrctura aplrltclor $i cchipanrcntclor dc lr horrlul ncrorurvr.lorOclavirn GRIOORE

Da:!votttctiul indicatoarelor logonretricc, estc legitura dintrc stabilitatealirrrclionirrii indicatorului gi unghiul dintre cadrc.

Puntca este autoechilibratd dacd curentul prin bratul opusrcspcctiv dacd este indeplinitd condilia:

este 0,

( 1.33.)

b)

Fig. Ll8 Indicaroare logomerrice

= k, i,B,(a)

= k. i,r9,, (o + y\

_ Irr construcgia aparatelor de bord se utilizeazd o gamd variatd de dispozitive dernisurat, cum ar fi: magnetoelectrice, electimagnetie:, fcromagncticc,clcctrodinarnice, de inductic ctc, Totugi ccle mai utilizatc su]rt indicatoarelc din clasattragnctoclcctricd, numitc si logotnctre, deoarece este inlocuit proceder"rl mecanic deproducere a cuplului antagonist- resortul - cu un alt cadru suplimcntar. F";;g;;;;1rrrodul cunr este construit logometrul, putem avea variantele: ;

' R'Ro- RzR, = 0 <+

I.I.2.3. APARATE INDICATOARE

ctt cadre ntobile - in acclagi cimp magnctic (Fig. L tg a);- in cdmp magnetic diferit (Fig. I . lg b);

la aparifia unui curent f; inca I al 2-lea, acesta reaclioneazdcu c$e B, respectiv B1 sau 811 (inca

Ir, = k, i,B(a)

lM, = k, i,B(a + 7)

respectiv petrtru logonretrul.cu cadre mobile in.cdmpuri diferite:

{u,lM,

. (tt lrlCtgtlel perntA,lCntl.t8c).

aobil Si cadre fixote .sub utt ctnrtmil cunr cadrele mobile sunt solidarc, cere doud cupluri din (1.3a.) gi (1.35.)trcbttic sa fic cgale, de undc rczultd caracteris!ica staticd a logontetr:tirri, in cele douisitualii:

A vu n t oj u I fi t I o s i r i i i nd i c tt t o a re I o r I o.e o t ne t r i c. e sum..

se' rnl-rsoarl un raport dc curcnti clcctrici, dcciindicatorului nu dcpintlc- de tcnsiunea de alirrrenrare:r Ilc.\rstcn!a rcsortului, dcci cl iminarca unci componcntc rilccan icc;gabaritul mic;dorncniul dc nrasurarc sc poutc cxti.dc fu'c!ic crc unghiuldintrc cadrc y;caractcristica indicatorului sc poate proiecta funclic dc forrna magnctulrripcrmanent.

funct iorralca/; \

a= fl r I-ti. l

"i i, 'l

a=Jl . I(', i

-'(t.34.)

( 1.3s.)

( r.36.)

( r.37.)

Pcntrtt cleternlinarea gamei dc md.;urare a logometrulrri considcrdm prinrul caz,cclclllte. ficitndu-se prin analogie, clcci:

Sluctu taptl co-ii cc ll) ttctCO (e illl0ttlU iL.o Vc()

0 rtotirtr cu Bt - Il (0), iu pentrg G = 6g,u"* notil.l cg

( )t'l:tr irrrr (;l( l(;Ol,l t :

2. EI,EI\I ItNTli l-UNDr\NIEn-TA LE DE TEORIA SISTENI ItLO R

Tcttriu si,s!enrelor cstc o disciplina tchnici a ntatr-tnaticilor aplicatc clre-flllulizcaza din punct dc vcdcrc al rrrodclului matcntal.ic conccptul dc sistcrn.

Sistemul cstc o colcclic dc clcmcntc fizicc (obicctc fizicc) carc intcracIioncaziintrc clc. De obicei in definirea unui sistenr dinanric aceste elemente fizice suntinlocuitc cu modelele lor matcmatice, respectiv o fomruld sau un sct de ecualiidifcrcn;ialc valabilc in anurnitc condilii sau ipotczc dc lucru.

Dirr punct dc vcclcrc al arici tcntaticc tcoria sistcmclor sc ocupd cu attuli:.rtaccstora, al cIrui rezultat estc matcrializat sub forma unor performanle alcproprietdlilor sistemelor, li cu sinteza (proiettarea), parte prin care se sintetizeazd dinobiectul fiz-ic inilial unul modificate astfel incdt ci corespundd cerinfelor dcfuncIionarc.

Si.stenul dirtcurtic cstc o subcatcgoric a sistcnrclor a ceror variagic a

parametrilor estc funcfie de timp, deci practic oricc sistcm este un sistem dinamic.

2.I. CLASIFICARI ALE SISTEMELOR DINAN{ICF

In ge neral un sistem dinamic poate fi reprezentar prinrr-o depcndcnld

16-_ IlQt + i,)

Daci pcntru a :=B(4r.,,), atunci:

-1Il

I

I

r(o)= a(/)"'I'"4

F(*u,". -y1= ,-4:- .

Dcfinim funcfia g ca raportul:

sau altfcl spus, gama dc mdsurd a logometrului cste cuprinsi intrc:

0 < a<Zy,

adici intre 0 gi dc doui ori unghiul dintre cadrele logomctrului.

tr=+- B(z)r(a,"". -r)- { t pentru v=d,',,,.

F2 r,n. -lr penrru/=o (l'38.t

ceea ce ne arate ca ( 1.38.) are un maxim pentru 0 < y < orn,",, egal cu:

Y,=W*#ff9ft;4=' =) v=ry ( 1.3e.)

5,1=/[rr]

unde tr esle ntcirimea de connnrlri, .1, este

ntute tilatic carc facc Icgatura intrc y gi rr. Deascnlenca reprezentarca graficI a lui (2.1.)cste rL^datd in Fig. 2-1. Fala dc'mirimilccxplicitate mai sus in fi_eurd mai apar: ru

este ntdrinrea perturbatoare, carc aparechiar dc' la modclarea nratcmatica a

obiectulrri fizic, .r - sterea sistetttuluiditnrrti<', nrarimc carc facc Icgatura intremdrirnea dc intrarc ai mdrimca dc icgire(cunr sc va ardta la capitolclc antcrioarc) gi

lig.2.1 Rc'prczcntarca gcncraLi a

unui sistenr dinunric

marimeu de

i

alc

(l' l't

iar / este tttoclelttl

tt'

J trn indicc dc calitatc dupa care sc facc analiza sistcmului.

Astfcl cxplicitati structura unui sistcm sa dcfinim critr'riile de clasificalcalccstoril:

29

res u'e,

-/ calirr Strtrcu

llt

i-iI

I

II

I

'It:

ll

I

I

!

[.I

[,

i

tlL,

I

Il,

t

t'Ii,t-n

fti

L,

III1,. ,

ri

l

l. Elcnrcnte funthrrre.ntllc dc ttoril sistctnclof

tlttl>it ttrolificurca s!ruclttt'ii itt litttp (tuttlclrtl tnutcttrutic.ctl s!ru<.!trri,y' sc pot clct'idouit tipuri dc sistcrnc:

- .si'sreme sralionare - sunt acclca la carc procesur sc cxccuti idcntoriunde pe axa timpului;

- .risrcnte nesralionare - acelca care au o structura variabila in tiprocesul depinzind atdt dc timp, c6t gi dc conditiile initiale.

- dupci fortna operatorilor care definc.sc' .\tt'uL'!ura sistatttitlttisistenrelc pot li cu:

- pperatori liniari - numindu-se in acest caz si.rteme liniare la carepoate aplica principiul suprapunerii efectelor. Aceste functieformalismul care descrie modelur matematic al obiecturui tl(funclia/) pot fi la rdndul lor impdrlite in:

- sisteme finit dintensionate tn tinlp la care modelulexprimat in formal ismul ecuaf i i lor di ferenliale ;

- sisteme infinit dinrensionale ce utilizeazi formalismecualiilor cu derivate parfiale.

- operator-i rteliniari _ sistenre neliniare.

- dupd fortna informaliei vehiculatd prin si-stent:

sisteme continue: mdrimea de intrare gi cea de ieSire sunt mirimic-pot lt reprezentate prin funclii continue;

- sislente discrete: mdrimile vehiculate (atAt de intrare cdt gi de iegiresunt discontinue;

- .ri.tteme digirale: mdrimilc carcsunt mdrimi Iogice.

apar la intrarca gi icairca sistcrnului

Dintre toate sistemele de mai sus cele nrai des intdlnite suntsisterrre/e uelittiarisi ne.rtaliottar-e. Dcoarece nu existd o teorie specificd de abordarea a acestora. in cazul'cchipatncntclor gi aparatclor dc bord sc abordcazd merocla liniarizcirii in prirtrtpt'o-tittrctlic. Respcctiva mctodd presupunc studicrca sistcrrrului neliniar gi ncstaliolintr-un intcrval nric dc_ timp- astfcl incdt pararnctrii sistcnrului sa se rnodificc pulin $astfcl sistcrnul poate fi studiat cu metodelc de Ia sistemc stalionarc. Dacd analiza nrtntcrvalc ntici dc tirnp ptrnc in cvictcnfir fapttrl ca structuru sc nrocliljci uturrci scslrunc cir si.rtctrtttl e.rte aproalie stalionar.

Octavirn CRICORE

2.2. TEORTA STSTEMBLOR LINIARE, STATTONARE Sr CONTTNUE

Sistemclc liniarc, stalionare gi continue sunt cele mai dcs utilizate in practica,de' accca tcoria de rezolvare a acestora este fundamentatd incd de la inceputul anilor'60.

Analiza acestor tipuri de sistenre presupune aplicarea a doud tipuri de modele:

modelul intrare - iegire;modelul intrare - stare - iegire.

2.2.r. TEORTA STSTEMELOR LTNTARE, STATTONARE gr CONTINUEiN tuoonlul, INTRARE- IE$rRE

in acest model orice sistem dinamic se definegte prin 3 mArimi: '

[u] e U e R'- vectorul cle intrare sau de conrandd (vezi Fig. 2.1)care aparfine unei mdrimi de intrarea U;[y] e y e Rr -,yeqtontl de ieSire care apa4ine unei mdrimi de iegireY;

- / legdtura dintre [u] Si [f], care poate fi scrisl in timp ca:

trl= t/trrll.

DacI se trece de la reprezentare in timp la domeniul de variabil5 complexi s ==c + io prin transformarea Laplace se pot despd4i setul mdrimilor de intrare gi iegireastf'el:

lU(s)l = f[rr(r)]' IY('s)] = fb'(r)l

ftf (rll = J /(r)e-"dt = F(.r),

ilr ruodelul intrare - icgire poatc fi .*,1'r,,r,u, direct:

[ ]'(.r)l = [F(s)] [U(,r)]

cu: tlinr[U]= nr, dinr[4 = p gidim[fl - pxm.

AI doilca mod de abordare a rczolvirii sistenele neliniare pi ncstatioparc esraplicarca trretodci linictrizdrii itt leoria pcrtttrbaliilor nici, respcctiv elirninarettcltttiaritatilor printr-o dezvoltarc in scric gi rc'lincrba tcrrrrcnilor dc orclinul L irr accscrz dacir tirrlpul clc analiza cstc binc alcs sc l)oatc spunc cir nrode-lul dc analizl cstccolcclic dc rnodclc care acopcrd zona dc studiu.

330

Nlatlicclt:

.1. lilctrrcntc Iuilrlilntcillitlc (l(' lc(rr It ristctrrr.lol. ()elirvi:rrr C;lt lC;C)l{ l1

n.(r)=#=# ll Cu )' = -Yt + )': + ...* .r'n.

dcfinitc ca o noui intrar-e- qi

rcspcctiv o noui ic$irc.Yi=FrUi=FrUy=Zyi=UlFi

Y snl'".fr,p =]= Ll;vi

- cu reaclic (Fig. 2.4) (cuFig. 2.3 Conexiunea in paralcl a sistcnrclor

Isc nunlcgtL't,t.rri&,de trutt.rft,r, cor.L* practic cslc raponul a d'ui p0lino.n]c pt.r) si

o(,t) cu grad Q > g.ld P pcntru rcalizarc fizici, iarcrci'c'tr'rcsnlc /.,,(.r)= y' (t).

'r., u,(.t)nrrrnescflrc I i i dc lran.sfer.

I(rdicinilc polinonrului dc la nunritor (pcntru carc e1.r,) = 0) se nuurcscTro/r, icclc ale polinornului dc la numdritor (pcntru care p(s) = O) zerotu-i.

2.2.r.r. coNEcTAltEA SISl.IiMELOR. REAC1.rA NECAI.IVA

Fie doud sisteme (Ai, Bi, Ci), xi €R ni, i: 1,,..,n cu intririle l, gii=1...,,n gi funcliile dc transfer F;, i = 1,...,n.

Vonr spunc cd sistemele sunt concctate in:

- se rie (Fig. 2.2) daci:4n+ I = -'l'n

AAcr.r !, = ut, y = 1'n, dcfinitc ca o noud intrarc Ai rcspcctiv o noui iegirc.

sistcmul al doilca plasat pc calea de rcaclic) dacS:

u1=lS'"*uuz= )l

-)' = yl

\2 s.) u(2.6.)

(2.7.)

cu a gi _),ca o noud comandi gi

rcspectiv o noud iegire.Semnul + in (2.5.) definegteconexiunca in reac{ic pozitivd,reaclia negativd.

e

Fig.2.4 Conexiunea in reacf ic a sistemelor

iar semnul - in aceiagi relalic dcfincate

Ur=U !Yzi

Y= Fr.ur= F, eYi;'!i, w + F:.I,) <+

e Y' (l+F; F:) =Ft.[J = F".h,. =j=-+t

Aceasta din urmd concxiune a fost realizata pcntru cre$terca amplificariiunui sistem, in cazul folosirii schenrei cu rcacfic pozitivd, sau pcnrruobgincrca stabilitalii sistemului, in cazul schcmei cu reac[ie negarivi. Prinraaplicalic a fost folosita pcntiu prima datd la cregrerea amplificariisenrnalului telefonic transmis prin prinrul cablu transatlantic. De exemplupentru F1 = l0 $i F2:9/100, rezultd o arnplificare totald pcntru schcuta curcaclie pozitivd de:

4.r'., =

-5 = ;5 = JL! = 1ss,

dcci o crcatcrc a amplificariidc l0 ori l'a[a de sistcnrulobignuit.

3-3

'=sil n l+ttt-tFig.2.2 Conexiunea in seric a sistcmclor

+ !t"!z*..."L =Jo = p-

ur a2 an ut -ccr's

4.r,,. = fl4i

purolcl (Fig. 2.3) daca:A

ll1 = 11r= .,,= lln = ll

I

._fI

I

II

'l

II

l

II

f,

l'I,I

L

2. Lle rrrcntc i'urrdlrncnllrlc dc tcor.iu sisrcrrrclor

2-2.r.2. R^SPUNSUL in rtntp Ar, srs'r'rirlrnl,or{ LA MiRrMr DliINTRARE STANDARD

^ llt accst paragraf vom punc in evidcnla unclc particularitili alc rispunsuluifo4at al sistemclor liniare la mdrimilc dc intrarc standard.

Semnalul de intrare poate fi scris in trei variante:

- intrdri arnonice de tipul:

u(r)=40l[eo sin ao(g)+no cosaro (r)]

- intrdri polinomialeae tigiutl

,(r)=I[,,*.AoO] :

(unde 6^1r) este funclia Dirac.

r(r)=2fr,o.nrQ))

(2.8.)

(2.9.)

(2. | 0.)

unde lta( t)este func[ia Heaviside.

Dcoarecc avcm dc a [acc cu siste'e lirriare se poate aprica principiulsuperpozilici, dcci nu arc rost a se calcula rdspunsul sistemului la orice mdrinrc cleintrare, ci numai la cele standard, provenite din cele trie sernnale de mai sus.

Sc inlclcgc prin intrdri standard semnarere sinat, flt) gi /r(4, rispunsulsisremului numindu-se rdspunsul in frecvenfd al sistcmului, rlspuns Ia impuls Dirac,respcctiv rdspuns Ia trcapta unitatc.

2.2.1.2.1. RASPUNSUL UNUI SISTEM MONOACES LAINTRAREA DE TIP IMPUI,S $I TREAPTA

Tettrettrct 2'l: un sistem de dimen.siturc oer(c(tre sc poare de.sc'rsttrltutte ittsi.sle tne de ordinul I Si II.

I)e-monstrarc accstci tcorcmc sc bazcazii pc.clcsconrptrncrca polinoarnclrlr crrcoclrcicn(i.rcali in polinoamc dc ordinul Igi II cLr cocficicnIi rcali.

Confortn tertrcntei 2./ inscamnl cI studiul rispunsdlui unui sistem se reduce lastudiul raspunsului sistcntclor dc ordinul I gi II, urmand ca pcntru celelaltc cazuri sdsc apl icc principiul supcrpozilici

3{

Ocloviln CRlOOliE

1'ylgtsr{u tr..ttrcticii tlc ob1in,,'rc a ritspunsului la se'mnnlc'lc standnrd cstc aplicarcndat gi trasarca calitativi a graficului de'

rsi gi mctoda directd dar aceasta este maie pot apdrea. Prin aplicarea transformateirece func[iile se transformd practic invd a rlspunsului in timp al sistemului se

operalional.

Teorema 2.2 (Teoremavalorii iniliale): tim/(r)= lim s'F(.s), unde F(s) =tJO r-r@

=ff@.

Teorenta2.3 (Teoremavaloriifinale): tit/(r)=1,$t aG)' unde F(s) =

=ff(t).

. Teorema 2.4 (Tararwdoilfuiionginaluhd): ff'(t) = s 'fflt). :

Amintim cd teorentele 2.2 Si 2.3 sunt adevdrate cAnd limitele din partea dreaptd

existd, cu alte cuvinte cind sistemul este stabil.

2.2.I.2.I.I. SISTEMELE DE ORDINUL I

Dcfininr un sistenr dc ordinul I cu ajutorul funcliei de transfer

I

F, (.s)= k, r = o

' I s+bJ+-f

(2.1 l.)

unde k1 estc o constantd rcali, care sc nume$te conste,tta de transfer a sistetnului,toconstantd strict pozitivd numiti cons!anla de tintp a sistentului, a gi b sunt constantccc nu au o scnrnificalic fizici, elc dau fonna ccuafici.'

Trcbuir.'subliniat dc la inicput ctr tot ralionnrncntul cc unncazil ponte'fi fitctrtnumai dacd sisternul indeplincgtc condigia de stabilitatc.

2.2.1.2.r.1.t n,TSpUNSUL SISTEI\IULUI DE ORDINUL II,A II\{PULS DIR,\C

in acest caz semnalul de intrare este impulsul Dirac:

tt(t1= 6(t) care transforrnat in Laplace revine ln Ul(,r) = l. (2. 12.)

l-5

l. l:lcrrrcrrtc I un(llrncnlllc dr, tcrlr.iu si.slcnrcltrr

Crrrrr:

kl

.l'1(.r)= F, (s).U, (')= F, (t)= l; (1.l.t.lI

"*;rczulti ci rdspunsul sistcmului la irnpuls Dirac cvidcnfiazi cSiar dinamica sistc'ruluierr..!q Jrr19rrtut ul

ffiil'.,":::::::g:n:il Dar semnificalia fizicd a'accstuia nu ," pou," oblinc in::::]j,':':, *::.:::: . 1ll,

p:nct d: vederc tchnic i mpu [;i ;i ;.'; ; $";;; iln"practic. ci nunrui un puls cu anrplirudinc ntarc irrLr_uit tirrrp scurt.

f'J5'r', (';=

kl

lim ;', (r)= lim s .-I; = 0:ti€ s+0 It*;

'krlim y', (r)= lim s2 ? - -t lO r-+€ Ir*;

Ceea ce practic inseamni cdinrpuls Dirac este reprezentat in Fie.

,t(t)

I

Totta rclitttului t zotra rbgitttuluilrauzitoriu I stabilizat

Fig, 2.5 Rdspunsul in timp a unui sistc,rudc ordinul I la irnpuls Dirac

L:rplflcc lnvcrsd, pcntru a aducc funcfia (2.1l.) la variabilii tirtrp:

., Totu$i pcntru oblincrca calitativi a conrportirii in iinrp a sistcnrului dc ordinulI la inrpuls sc aplicd cerc trei.teoreme (2.2,2.3 gi z.+y pr"r"not. *liru, obfindndu_seastfel punctul de plecare, sosire gi p"niu,

kr

Iims. r =kl's+-lT J+-I

I

rdspunsul in timp a sistemului dc ordinul I Ia2.5. r(,

-16

()ct:rvi:rn (;lllGORE

./,(r)= R'. (2. l.l. r

Lrr accasta considcriln cI prccizia dc2"/o sc atingc cdnd anrplitudinca scadc la2n/udinvaloarc inilia16, rcspcctiv pentru 5% la 5Y" din valoarca inigiali, oblindndu-se rimpiide- rispuns:

-lr

I

A=_ +

2(ll, =T.ln20=3t (2. 15. )

-lt 4A'c I :2V"6=!'- :+

50

Dc ascmcnca, pc diagrama din Fig. 2.5 sc punc in evidcnla doud zonc, carc scintirlrrcsc in mod frccvent in donreniul r.linamicii:

- Zona regintului tanziroriu este acea zoni cuprinsd intre 0 gi t, al sistemului.Avdnd in vedere domeniul srudiat, respectiv aviafia, sistemele dinamice auo cvolufic dcstul dc rapida, fapt pcntru care aceastd zond trcbuic dcpdgitaintr-un tin]p foarte scurt, de ordinul secundelor.

- zotll regimului stabilizat - acea zond pentru care r > t, gi practic in care scdiscuti tofi parametrii calitativi ai unui sistem dinamic.

- ' .

2.2.I.2.I.I.2. ru+SPUXSUL SISTEMULUI DE ORDINUL II,A TREAPTA UNITATE

Seurnalul de intrare este treapta Heaviside:

u2(t) = lt(t) carc tr.ansforntat in Laplace revine la lJ7(s)=

Rispunsul lr trcapta unitatc cstc:

kl

yr(s)=r.(s) urft)=i + (2 rs )

.t *;

Aplicdnd acelaSi ra(ionantcnt ca la raspunsul la impuls Dirac, se oblinc pupcrulde' plccare , sosirc 5i panta, aplicand cclc trcl tcorctnc:

(5Vc)

(2%)

A'e =5VoA

rr=r.ln50=4r (2. I6.)

(2.11.t

.-1I

I

I

I

37

t-I

II

ilrI

t".llll

i)

ttlil

{;lrl..l

I

I

iti.l

I

Il.i

I

t

l

I

ril,I

I'iltr

tlIL.

I

iil

I'l-jl

t

l. lilcrrrcrttc lirlrlirrtrr'n luic tlc tcoril sistr'rue.lor

2.2.1.2.1.2. SISTEMELE DE ORDINUL II

Un sistem de ordinul II se poate studia in doud variante:

i) fira zerouri, a cirui funclic de transfcr estc dc tipul:

Octrrvi:rn CRIGORE

2.2.1.2.1.2.1. SISTEME DE ORDINUL II FANN ZEROURI

Sc caractcrizeazd prin funcfia de transfcr (2. | 9.), undc:

kr este constanta de transfer a sistemului (asimilatd cu sensibilitateaaparatul ui, echipamentului de misurd);

( - factor adimensional care se numegte/ac tor de antortizare Si trebuiesi fie cuprins intre 0 9i l;

cr1 - avdnd dimensiunea (timp)-' se numegte pulsalia naturald este

pozitiv (r,l > 0) gi se calculeazi cu relafia oln = oJl - (2 ;

ro - pulsalia proprie a sistemului.

2.2.I.2.I.2.I.1. RASPUNSUL SISTEMELOR DE ORDINUL IIFARA ZERoURI LA IMPULS

Semnalul de intrare este impulsul Dirac:

\,tlt/-u,,tt.'.r:..,tt(t) = 61r,; care rransformar in Laplace revine la Ilr(s) - l. (2.21.)

Astfcl mdrimea dc iegire este:.

X2 (s) = Fro (r). U1 (s) = F2q (s) = k2s2 +2(con r+c,ll

(2.22.)

Pcntrtr oblinerea calitativa a comportirii in tirnp a sisterrrului de ordinul II firazcrotrri Ia inrpuls sc aplici celc trci teoremc (2.2, 2.3 gi 2.a) oblindndu-se astfelpuncttrl dc plccarc, sosirc Ai panta:

krI

lirrt r'. (l)= linr .s.1. f , = 0:rJtt'-' r+F .r I. .r*;

I'il,", (r)=iim s2

.f+-f

Fig.2.6 Rdspunsul in timp a unui sistenrde ordinul I la treaota unilate

IJ+-t

Ceea ce practic inseamnd , cdrdspunsul in timp a sistemului de ordinul Ila treapta unitate este reprezentat in Fig.2.6.

$i in acest caz pe diagrama din Fig.2.6 se pune in evidenlE cele doud zone,zotla regintului tranzitoriu gi zonaregimului srabilizat.

orl

I;r,,(s)= k,s2 +2(un.t + ol

cu spccificafia ca pcntru a avca un sistcur dc ordinul II 0 < ( < l,altfcl polinomul de la numitor ar avca radicini rcalc pi deci s-ardcsparti in doud polinoame dc ordinul I, dcci doui sisrcmc dc ordinui

cu tut zero, care are functia de transfcr:

ol (.' + a)

lipr 1'r(r)= linr.s.k" ---4- . =0,trtt re@ .s- + 2(ton s + to;

r' / \ r.llnl \'r V/= llnr.r. K",+- JJU

ol=0:

s3 + 2(orn .t + ,ltol

F2, (s)= k2s2 +2(ton.t+,ol

1tl , '' fr)= ]1':.'2 k.

.sl + 2(<on .t + ,l = k:oi .

39

,l)f . lllcrlcntc lirrrtlurnr.rrtulc tlc tcorilr sistcrtrcltlt

Oclur iarr GRIGOIf E

('cca cc pr'ctic i'scaurnii cir riispunr-ul i. tiurp a sistcnrului dc oldinul ll liilirzcr'()un la irnptrls Dirac eslc rcprcz,cntat inL-:., . ? l'r(,Fig. 2.7.

rrndc r" = + sc nunrc$tc cott.\tan!a cle titrrp echivtlctttd.!(o n

\2lo\ rar..-ithr =2o/oA=! = ,, =;L.ln50=4r", (?.21 .\50 (co n

Tot la fcl, pc diagrama din Fig. 2.7 se evidenliazd cclc doud zone, zotr.rcliitnttlui !ratri.itoriu gi :orrn rcgimului stultilIzat.

Arrr aritar in 2.2.1.2.1.1.1. cirirspunsul sistcnrului la impuls Diraccvidcnliazi clriar dinarnica sistemului, decir-ispunsul in tinrp a unui sistcm dc ordinul lltiri zcrouri sc poirrc afla dircct aplicincltrlrrs[onnata Laplacc invcrsl sistcmului(2. I 9.), oblindndu-se:

zona rcgitttuluilranziloriu

(,)3

=#"-(.",sin(on1r-9

Q23.)Fig.2.7 Rispunsul in timp a unui sisrcm

Din (2.23.) funcfie de factorul de de ordinul II ftrrd zerouri la impuls Diracantortizare ( sc pun in cvidcnfi doud rcgimuri limitd:

- peEtru ( -.0, caz in care oscilaliile nu se amorti zeaze,solufia (2.23.)deviner

yz?) = o:t sin(al'r) (2.24.)

2.2.I.2.I.2.1.2. RASPUNSUL SISTEMELOR DE ORDINUL IIFARA ZEROURI LA TREAPTA UNITATE

Semnalul de intrare este treapta Heaviside:

(2.28.)

(2.29.\

v,rO=e-rfrr

]=r+arl

adicd apare un regim oscilant avAnd pulsafia egali cu cea naturali;- p-rr]tlu ( = l, apare a$a-numitur reg,n aperiodic critic,,care rczultd(2.23.) ca fiind:

tu2(t) = h(t) carc transformat in Laplace revine la U2(s) =

Mdrimca de iegire cste:

a

,:. YrG)=Fr(r).u2(s)=ur;6r_fi;";41

Perltru oblinerca.calitativl a comportirii in timp a sistcmului se aplica celc treiteoreme (2.2,2.3 SiZ.! oblindndu-se astfel punctul.,di plecare. sosire 9i panta:

lim r', (r)= lim + .k" -_---5-- ^- = O;rro - - " s+-' r:(r2 *re:,r*.1)-"'

,tTf )'z (r)= lT'' tr -T z--p_-,t= kz ;r+u s.ls'+2(oon.s+af,)

li,qr t": (r)= lim .r' . k, ---3.--=-- = O.. ,r(, r_)oq s.\.r.+2(ors+to;J

Rispunstrl in tirnp a sistemului de ordinul II flrd zcrouri la trcapta unirare csrcreprezentat in Fig.2.8 unde s-au pus in evidenti unniroarelc caractcristici dinar,icr.(carc in afhra dc tinrpul dc rdspuns su't specifice sistcurclorde ordinul II):

- tm - titrtltul ,,ro,-/, este tirnpul dupa care se atingc prinra datit lTyo din valoarcafinala (stabilizata). Accst timp cstc dcstul de imponant dcoarcce in rnrcn.alul 0-:t,,,nu sc pot facc dctcrnrinari datorita in spccial incrtici sistcnrului:

- tt- tit,tpttl de inrar:ierc, timpul dupd care sc atingc prima data 50rh dit yaloarcafinala:

(r)

Yu(r)= in e-'nt-0.@

(2.25.)

' in Fig" 2'7 se defrncate o noui caractcristici. dinarnicd a .sistcmului o, fiindT::,'::t:rj']1_t]::Telorde.ordinuI rr, numiti supraregraj,""r" r.p;;;;;;;;;#;maximi a scmnarurui faga de varoarea stabirizatd rrinuiil- p.nt* gasirea ci sicalculcazi nririmca scmnalurui in punctul undc sc anur"aze pii,ru outa derivata. ;Pcnrru dcrcnninarca timpurui de resRylls.c aprica acci"ri ;;d";"#., ui-rlcapitolul prccedcnt, respectiv pc funcfia'(2.22.) in variabira'ii.p ,. considerd cdprecizia dc 2%o se arin-ee c6nd ampritudinca scadc Ia 2% drn varoarc iniliara, ipcfrtrr 5% la 5o/o din varoarca inigiara, oblinindu-sc ti'rpii dc ,arpunr,

40

(5Vc) 4-.-(ont =5vcR =a t

20 =) t.=$"'|n20=3r..

.4

dirtir 9ti9o din valoarca flrll u,(t)llnirli (in convcrrtiu

- |

I

.lI

{li"il

tl

I

ii

t1.,,1

I

ir,1r.

I

I

il'lll-.1

I

tliirt( -..1

I

I

Itllr

i

ItlllL-.

i'

u

I

ilI&J

2. l:icnrcrrlc lirndunrr.ntuL. dc tcoril sistcnrclor

- 1. - !ittt1t1ll d( (t'ei\!er( ul .l)ontului rislxtnsului, tinrpul dupi carc sc atingr- prit.pil

prccizici de 2c/") sau 9-5%(in convcnfia prccizici dc5Vc):

t, - linpul de rdsputts,timpul dupi care se atinge98% din valoarca finald (inconventia preciziei de 2oh) t.OZXsau 95% (in conventia k1

preciziei de 5Vc); 0.98kr

o - suprareglajul, abatereamaximd a semnalului fate o'5k2

de valoarea stabilizata. I

Dacd in sistemul (2.29 0,l k

I

sistemului urmdregte intrarea Fig. 2.8 Rdspunsul in timp a unui sistem de ordinul Il(s-a dat ca intrare treaDta fErd zerouri la treapta unitate

sc pun in cvidcnli doui rcginruri limitd, funclie dc factorLrl dc anrortizarc (:

unitate gi la iegire valoarea stabilizatd este l) caz in care sistemul se nume$te sistetrtostatic,

$i in acest caz dacd afldm rdspunsul in timp a sistem dc ordinul II fE a zerourila treapta unitate. aplicdnd trhnsformatd'Liplace iriveiie sisti'in'uiiii 1z.2al,'sc obtinc::

Tona regiutuluilraniiloriu

kl( l'ft- so"t;

carc oscilaliilc nu sc arloflizcazir, solulia (2.30,)

-),1(/)= I -cos(q,.1). (1.-1 l.)

- pentru ( = 0, caz indcvcrrirrd:

dcci aparc un rcginr oscilant avind pulsaIia egalri cu cca naturala;pentru ( = l, apare reginwl aperiodic c'ritic,care rczulti din (2.30.) ca fiincl:

Ii]

I

it

t1

-\'2(l) = I - e-'n'(l + on r).

A1

Oetuvirtn CRICORE

2.2.1.2.1.2.2. SISTEME DE ORDINUL II CU ZEROURI

Sistcmclc' dc ordinul II cu zcrouri au func{ia de transfer:

F21ft)= k2r,rl (s + a)

s2 +2(on s+ol

Folosind deja metoda clasicd sd construim rdspunsul acestei funcgii la impuls:

t'1; rz (r)= lT' . n'

lim y, (r)= liq r. t, -- =03-G.o)-- =kz,,it-@ - s+0 -s'+2(COnS+rOf

ar"2 (s + a)ttJl r', (r)=lim s2 .kz

s2 +2(con r+rl

ol(s+a)s2 +2(con s+to3

= kzorl;

=€

Reprezentare grafici a rlspunsul in timp a sistemului de ordinul II cu zerouri laimpuls Dirac este ardtatd in Fig. 2.9.

Compardnd graficul din Fig. 2.7 cucel din Fig. 2.9 se pot trage urmdtoarele,concluzii:

- forma semnalului este

dar translatati cu kzc.,inscamntr cI timpul denu se rnodificd;

- sc rnodifici valoarcasenrnal ul u i:

- sc . nrodificirsctnnalului.

_ E.")

Fig. 2.9 Rdspunsul in timp a unui sistenrde ordihul ti cu zcrouri lu intpuls Diruc

Tona regimuluilranzitoriu

Tona regimuluislabilizal

aceeagr

ceea cerispuns

finali a

suprarcglajul

k:o)

krc

2.2.I.2.I.2,3. ITASPUNSUL iN TII\IP ALE SISTEI\,IELOIT DEORDIN SUPERIOR

Confornt Tcorcmei2. 1 cnun{ata anterior un sistem dc ordin superior admite odcscolnpunet'e itr sisteme scrie sau paralel de ordinul I gi II echivalentd, funcfia detntrrsfcr fiincl clc' tipul:

2. ll|t.rtrcnlc I urrclirnrcntulc dc lcor.itr si \lctnclot.

.t+u.j

'.(,)=#=f .rrqG|, (sistcnt scr.ic)

(sistenr parale l)Br.r+C,

lt\s- + ZE a,s+ rllt,

2.2.r.2.r.2.4. pRoBLEMA STABTLTTATTT FoLOSTNDI\{ODDLUL INTRAI{E _ IBgrnE

- . in generat un sistem S care este scos dintr-o stare de echilibrustabilitdlii se poate pune d_oar in,jurul unei pozilii a.-".iiiiU.lcomportarea sa in timp poate fi:

- asintptotic srabil, dacd el revinc la starea inifiald de echilibru;- sintplu stabir (srabir), dacd rdmdne in jurur stdrii de echiribru dar ra odistangi finita dc accasra;- in'rtabil, dacr sc indcpirteazi ra o distanfi indefinit de mare de starea deechilibru.

.nrqr.r".,|-di-rF,ti\i nlrrJ,.F,ilt,-t t;. lt ts :^,r,..: " -:.., .ii , . r. l. ,r rrresupuncm un sisrcm cu. func1ia de transfer dati dc (2.33.) m<

lt,::Uld ]tlnsformara Laptace inveria se afld uurintiuln ii;;;';".:'j::lj$::: :,J *:T^:", lTll, j",::", *i da ri. dc (2. 3 3.) rnoder u I pa ra I e I

trrnp a modclul intrarc _reglre, carc este de fonna:

r(r)=In, po, (r)e-"', *Io, pp,Q)e-'l sin(o, t +e). (2.3.1.)J

Definiyio 2.1: modelul intrarea _ iesire (2.34.) e.ste:i) asiutptotic stabil, clacd si, s1 > 0 (e pet*ru t)@,:,(i) = 0l;' ii) stabit, dacd cel pulitt una dirt s;, s1 = 0 (e.petttnt r_)@, \.( t)_

t.ott st. );iii) ittstobil, dacd cel pulitt una din s;, s, < 0 (e pe ,rru t)*, ),(t)

=*.).

. cunr -'r,, -.! sunt ridacinire porinornurui dc ra nunritor din (2.33.), e(st= (l(pcrtt'u r = -'fi,sr r =_-r.r.), numili poti (t'czi Capitolul 2.2.r. rdalia(2.2.)), aturrcip'nca aplicabila a Dcfinilici 2.r p.ni* dcicnnrnarca srabirititii estc:

Def nitia 2-2: $tiind polinomur e(s) :0 ar moderttrui intrare - ii,sirc da./itrit crcfunclia de tonsfer (2 33.), atuilci .siste tttul este :

Octlviln CRIGORI:

(problenrafuncfic dc

i) o.sitnptotic stahil, duc'd par!cu rauld u polilor estc tttg,trit'ti,ii)la lintittt dc stahilitate (stahil), tlut'd eristti ccl putitt ttn pol ctt

pdrlca reald egald cu iero:iii) in.stabil, daca e.ristd cel pulitt un pol at partea reala po:itiva.

in gcneral problc'rtta stabilitalii sc rczolvd dcstul dc conrplicat in situalia candpolinontul dc la numitor are gradul mai mare dcc6t trci. in astfcl dc situalii se poarctotu,si afla stabilitatca fira a calcula polii lui Q(s) = 0 prin:

criteriul Iui Huntitz: tnodelul inrrore - iesire dat prin funclia de tran-sJ'er

r/_\ p(r) an .rP + tn-1 sP-l +... + ar .t + a(,,'t.t/= ---- = estc

0(t) bn sn + bn-r rn-l + ... + b, s + bo

asimptotic stabil dacd gi numai dacd:i) polinomul Q(s) nu esle lacunar (are toate puterile

lui s) Si coeficienlii b,...bo au acelasi semn;ii)nwtricea Hurwitz:

000Or.-, O

. :

LkL" 2p-3 " 2 p-.1 'l p-n

000b0

\.2.2.2:) TEORIA SISTEI\IELOR LINIARE, STATIONARE gr- CONTINUE iN MODELUL INTRARE - STARE _ IE$IRE

Slare urttti -ristet,t cstc rcprczcntata de un sct dc variabilc intcrnc carc pcrn.lrtdcfirrirea in totalitatc a trecutului sistcmului (rcpiczinti o conditic iniliala coerentapcrrtru cornportarca sistcinului). Sau alitel spus dacd linem cont dc Teorctttct luiCauchr (e-ristri intoldeQuna un sel dc cctrctlii diferenliale cctre.satisfac c,ondiliilcitti!iale) starca ttntti sistcm putcm spunc ca estc o combina!ic liniard a conditiilorin itialr. 5i a dcrivatc.lor accstora.

Daca sc evidcngiaza ca miritnc interna un vcctor [x] rczulta cd rnodclul intrarcicSirc poatc fi scris ca:

este pozitiv deJinitd.

1

/

l

[[.t]=[n{x]+[n{,r],,o, fi=er+IJrrll'l= [.X*] (+

1, =.*.( 2.-l-5.1

a/

4rJ

l. Iile rrrcntc lirnrturrre.ntulc dc. lcorit sistcnrckrr

Apl icdnd si stemului (2.3 5.) rransformata Laplacese obline :

..,.,"?i'i.'"iJfffi"îl:l?;:ilTr:iiiabirerc in domeniu comprex sicu ritcre mici

fxgl = Y1t1,faQ) = 9151;fyQ) = Y7.s1;

Sc dcfincgtc rnatricca de transfer a unui sistcm dinarnic ca fiind:

F(r)- IQ :' n(')\ / u(.,) - O(i (2 -lfi')

:ffilli1;:,e:re rlportul a cloui polinoamc p(.r) ei e(.r) cu gract e > grad p penrru

undc r ;;iy surrt 'cctori a unor spalii riniarc (cuclidicnc) finit dinrcnsionale, iar A. Ir.gi C sunt matricc constanlc dc dirncnsiunc corcspun zdtoare.Mai exact, r e R n

esteliXill;,,1'''',,'i*:':X?!!{!!i^!::::::: a"^'t,',11/.'i ;': "" n

",," mdrir'ca:misrrrarz'i (rnirirnca dc iceirc) ,i "";;rp;;;;; {'O',,'.';':1,, Jl,.1ri,.,TJ:::,ff:';,":€R"^nr cslc nratriceu de c.omana, si'c-.'R.,,i,, "rr" ,rr;;;;;;;. icqire. Sistenruldinarnic (2'35') se nrai intatneqtein rii.ritr-.r'pi notar sub forma (A.B,c)

,

DcJinilia 2.3: Se nunte;te sistem liniar tut tripler (A, B, C) cu A e€Rno,,, C e Rro, ce se e.upliciteazd prin;

{t=o x+Bu .r(o)=ro

[.v = C.r

1r.x(s)= n.X(.r)+ n u(r)Ir(')= c x(,)

L

I

I

i-_

i

t.tLi

I

[,

t."I

t

J6

Daca sc notcazi ctr:

(2..12. )

Rcamintim ci rddacinilc polinomului de ra numitor (pcntru care e(s) = 0) se

lrl.rf'rfcsc poli, iar cclc alc polinonrului dc la numardtor (pcntru care p(.s) =i) zeroiu.i.

Pentru a afla practic funcfia de transfer pentru modelul intrare - srare - icgire in(2.38.) ti a gdsi o legdturi intre acest model 9i cel definit anterior (modelul intrare -ic5irc), sc climind marimile intennediare (starea X(s) in cazul nostru) ob[indndu-se:

(.sl - A) .X(s) = B.U(s) =) X(s) =(sI -A)-rB.U(r)Y(s) = lY1t1

F(s)=ffi=.,,t-A)-'!B=ffi#

Octuviun CRIGORE

(2.3e.)

Problema inversd (ddndu-se funcfia de transfer a unui sistem, deci modetulintrare - iegire, sd se gdseascd sistemul (A, B, c) care o satisface) are mai solulii.

Definilia 2.4: Ddndu-se o funclie ralionald strict proprie F(s), se nume;terealizare (a lui F(s)) orice sistem (A,B,C) pentru care C(sl - A)-tB )= F(s).

Presupunem cd:

F(.r)= 4t=4d - an sp + ao-, sP-r + "' + at s + a0

u(s) O(s) bn sn + bn_r rn-t +... + b, s + bo(2.40.)

i,

fI ,,," B €

(2.36.)

cu grad Q(s) > grad P(s/ <+ rr ) 7r, atunci lornn Corttpanion:

o=f9,-,."-i----to-'."----l e =f9r-,,"'l ^-l^-L -b;-ilb;-.-b;-;.j "-L--f--j L=raort "'op

cstc o rcalizare a lui (2.40.).

' in (2.a0.) se trece in tinrp polinoamele p(s/ li p(s,) nordndu-se cu r!, mirimcadc faza:

.\' = nrlrln) * an- I n'tP- l) +...+ ar li, + aolr,

lr'= bnrrJ")* bn- t\\,tn-l)+...+ bl ri, + bsrl

j. l:tcilt!.trte liln(l.ililciltitlc (lc tcoilil sistctttcl0t

Daci b.

ll =lt':

.i'1 = ti'=.1, '

i'r .= fi'= .1'.,;

.i'.1 = ii; =.1'.r '

. 1,,'fn-l = ll""

't',t ='11'(n)

= I atunci

(2.13.i

,u (2.41.)

rlx2

Inl

In

0

I0

:

9I

I

I

.l

0i----frl-oo I

adici exact rcprezentare Compa

2.2.2.1. STABILITATEASISTEMELORLINIARE

.

conform (2'39.) orice sistem liniar (A, B, c) are o n.ratrice cre rrarrsf.cr:

F(.r) =c(,rt -A)-'B' cG't-n)* t =

P(r)det(.rI-A) 0(,r.)'

deci s-a oblirrut tocmai un m.odel intrare - iegirc. Pentru a putca dctcr'ina stabilirare-aacestuia purcm aplica considerentelc de Ia Capito lul2.2.1.2.1.2.4.Introducem: p'linonmr caracterisric nr irtr'nuiranturui .ri.srertturui A pri,:

1(.r) = Q(.s) = det (.fl _ A). (2.45.) B) esta controlqbllci dac'ti St

()et:rr'irrn GRI(;OIlli

I)cliniliu 2.-f: Si.r/t,lrrrl littiur (A, R, C) <'u polinottrtt! tttrttt.tt'ri.rri(.X(.r.) = dct(.sl-A)=0 c.rte:

i) a.tit,tl)totic .stabil, ctacd partea reald a polilor lui y\s) e.stencgutivd;

ii)la lintitadc stabilitate (stabil), dacd exi.stti cel pulitt utt ltctl u luiX$) cu parlca reala eguld cu zcro;

iii) itt,stabil, daca existd cel pulin un pol a lui 7$) cu partca realilttt:itiva.

Dc ascnrcnca sc poatc aplica gi critcriul dc stabilitatc asinrptotici I-lurw,irz.

2.2,2.2. PROPRIETATT STNUCTURALE

2.2.2.2.I. CONTROLABILITATEA

Proprietatca de controlabilitate opereazd cu perechea (A, B).

Definilia 2.6: Un sistem se nltme$te controlabil dacd adnite un ser de contenziu ce permit aducerea lui fitn orice stare in slarea iniliala.

Fie rnatricea:

(2.46.)

numitl tttatrice de contrctlabilitatc, unde'p = n - m. )

Teore nta'2.5: O pereclte este conrrolabila daca Si nuntai dacit.

rattg Co = tt

sctu, echivalettl, tuatt.icea Co cste eoica.

\/our spune ci sistcmul (A, B, C) estc controlabil daca

(1.17.)

pe-rcchca (A. B) cste

sttirile este cotrrplet

controlabili.

Tcrtrenw 2.6: Un .sil;te ttt liniar c.otttt.olubil pcunttrolabil.

7'aorcnto 2.7 (criteriul lui Hqutu.s).-O perechc (A,ttutttcti duca Il2J

tOulQ

I lllcrucrrtc lirntlunrcntirlc dc tcorilr sistcnlcl()r

' trr.q[.r',/ - rl I n]= n. V.r, e o(A) (2.-tri. )

ctr ajutortrl Teorctrtci 2.7 sc pot dctcnnina carc uroduri sunt controlabilc ai care1lt,t.

2.2.2.2.2. OBSERVABILITATEA

IJtt si's!ent liniar se nunte;re cotttprct observabir dacd din oricetttdrinte de icsire mdsuratd se poate determina unic vectorur cleslare.

Fie matricea:

Ob=

rang Ob = n

C

CA

CA'

(2.4e.)

l.f

I

It

nurnitd ntatrice de ob.sen,abilitate, und€i = n _ p. ;':': ---- ':':t, r i,,

Teorema 2.8.- O pereche (C, A) este obsevabitd dacd 5i numai clacd;

(2.50. )

sctu, echivalent, matricea Ob este ntonicii.

Sistcrnul (A. B. c) estc observabiri dac5 perechea (c, A) este obser'abiri,

Tettrctnq 2.9 (c'riter_iul aodal);o pereche (c, A) este olxevabilii ctacii si titttncti. (tucci I I 2J :

f .s,l - Afrcttsl-----l = n, V.r, e o(,,t) e.st.l

De ascmertea cu ajutorul Tcoremei 2.9 se pot detennina care nroduri sunt sfl.rru obscrvabile.

.s0

/- a__:^rr_\g lrutrni r)

Ottlvirn GRICORE

Anlicatii:

t) Sc dd si.slcttttrl tlittantic':

Sd se deterntine:

i) Matricile A, B Si C;ii) Schema echivalentd a sislemului;

. iii) Stabilitatea sistemului;iv) Conlrolabilitatea Si obsemabilitatea s istemului ;

[o r o'l fo 3ltttli) A=12 -r ol, r=lr ol' c=[ 2 rlL0 0 -u L0 0.J

ii)

,o--\,[.'00.l [o I 0l[.s -r oliii)( st-zr\ lo .' ol-lz -l o l=l-2 s+t 0 |L-/ l" .,' ' | | | |

L. - .sJ [o o -lJ lo o s+tlI --t-:=:9:-

î-X, = dt'r( s I -A[p 1.s+ I )r.r - 2(.r+ / ) - (.r+ I Xs]+.s - 2) = (.s+ I ) (.s -l ) r s+2 )\--p.-=-1' = .S,rr.{=(-2,-1,+l) ,+ sistt'trrul csteirr.stabil.

ir'/ Corttrolctbilitatea: avent radacini sintple deci pute,ttt aplica criteriultttttclttl (<'rireriul ltti Hautu.s), ,nnglr,l - A i B)=3 '

l. l:tctilcilrc Iuil(jiilucilt:tlc tlc tc0t[t stslcnlr.l(rl

nrl| 0l= J =+111a1!111 (st( 1.()ttt,..,lul)il:

001

l_r _,i.0 0 3lIt = -l : ronsl _ :___0__i_g__l___0

l = 2 + tturlul (st(, n(,(.()ntfttlubil:

L o---o-io- o-?j I

orl; f,]=

3 +nodul est( ('ottlr0tubil'

Verificare: p=rl-.tn=3-2=l

fo ' olfo 3l f r o'lA.B=lz -t o ll r ol=l_r al

lo o -rJl_o o.J lo rj

'l

[o I olc.A=lt z \z _r o l=[4

_r

Lo 0 _tJ

lz _r olc.rrz=lr 2 tl-r 3 ol=[_2 5

L0 0 r_J

co=IB, û]=fl ; i

], :l =+ rang co =2*3lo oi'o,oJ

v)

-tJ

0

- rl^J

o'l

:l

52i;I t,tt.:til '-.'-

t,!"'1..-1,''.':*,, l,i

sa <'trl<'rtleuzttfitttclio tlc trutts.flt.F(.r) = C(.rl - A)-,8- C(r I- e)-'Rdet(r l- A )

()etavi.ur CRIGOIit:

sd .se determine /unclia de transfer a sistenului prin trei procedee;

a) sc scriu eruatiile dilbrenliale dupd schema:

)' = -2xq-t.l = 13

*l=-2xl -3-ra -x,j'z = rt-t'r =-4xr -5x, *u

[c'l [r 2 rlott=l_il-l=l o -t -ll = rangob=3 =

L.;:1 l-r s ,l= sislcrrrul cslc olrsc.rvabil.

- se calculeazd natricile sistemului A, B Si C:

-51

Sa dd si.stemul suh fonna schenci;

sr (.s + 2)+

s(.r + 2) +X

-.t

-I

jl

',1

itirtl

il

irI

I

rIt_

Itl

[.,

I

IITJ

5'l

I

I l:lcrrrcrrtc litrtd:rntc'tttrtlc tlc tcot i;.r si:lcrrrclt'r C)ct.rviiur CltlCOl{E

(sl - A)T =

s+4 -l 0

5sl0 0 .r+2003

(r-sr.) (: s.r.;

\i - -2ii - -2.tr

-- -2j - 3i'+ 2.r'

.,,,t,"1

(tf')- r..{,u)

(2s )

relayia (2.60. ) poate fi araniatd sub fonna:

\'ov) + 6j; + l6y +22y +l1y =2u

(r.s{.) (2.57.) (:.ss )

= 4.i'. + 6i'.r + 2i, , - .- 21 - 3i' + 2-i'' =- (2.i2.)

(sl-A) = X -2'ft = 4.r., +6.'to *2i', trir.l2i'-3i+(2.57.)

(z.sl.)

ti: -

(2.61.)

3s

3)"0

0

r2 (r + 4)+ 5s

(.r+a)r+5

(r.ss.) (2.56.) (2.5e.)

- -2'j; -3j+2*, - -z'y -3.tr-8.r1 -10.11 *2r rr;r.12'i'-

- 3.t - 4y - 8i -tzi - si - l0.i -r5y + 2u (2.00.)

F(s)=

(r sr.) (2 5r ) (2 sr )

)' = -21q - -2.tt =

r+2i,+3y^1 --2

(s+rt ++s[s2 +2s+3)

@="t *fut*rfut *22r*15

tooo

b) ctt funclia dc uansfer F(s) = +,(t),, =

(257 )

4.t., + 6.ro + 2x2 , - .- 2 j'- 3-r,+ 2.r, =- f1 s])

transformatd in operalional (aplicdnd transformata Laplace lui (2.61.)):

su'y(s) + 6 .s3.Y1.r; + l6 s2.y(s) + 22 s.r(s) + 15.Y(s) = Z'IJ(s') (+

(+ (sa+6s3+ 16 s7+22s+ !5)'Ks)=2'U(s), ' t l. ).' 1t1,'

U(t) sa +6s3 + l6sl +22s + 15

cl nrin transforntdri succe.sive ale schenrei dale:

sc inlocuiesc mdt'inile Si operaliile ce intervin cu trailslortnatelc Luplaceecltivalertte:

se inlocttie.sc treptat elementele de schemd folosind fornulelc de Ia

((,n ( cte reu s i.st etnel or :

. e lcmcnlcle ntarcatc sun! conectdri cu reaclic curc sC lrunsJbrntd itr:

m d r i m i I o r i n t e r m e d i a r e (s t d r i I e x !J:Jl_{txr)_ttt_1lI&l]4rl

- 3.r., - xt

- 5.r'2 * rr

(2.5r) (r5r)i = -2.i'r - -2.t1 =)

y

(z.sz.)

(z.s:.)

(z.s+.)

(2.s5.)

(z.sa.)

(2.s7.1

(z.ss,)

.i-i

f . lllcrnr'rttc l'urrtlirrncnlrrlc dc tcoril sistcnrclor'

l.ls+4 J

. se inlocuiesc elementele cu reaclie in:

ftu)

. schema finald oblindndu-se prin inlocuirea conexiunilor in serie:!i, j.,..rti.li \t' r'!.^ \ . r _::.i :- ;,\ ,",',

. lunclia de transfer este:

ttfj, =l ---l-x (- r)x"._J.-----:-" (- z;1e,,

Ls'+4s+5 s'+2.r+3 J

F(.;) =.l

(.r2 ++s*5l.tt +2s+3) .ra +6sl +16.12 +22s+15

-1 ) Se dd sistenrul cufunclia dc transfer:

5(r

Octaviirn GRICORE

Sd .se dctenttitte:i) Marric'ilc A, B Si C;ii) Stubilitatea sistcnului;iii) Sa .re dasc'rie conq)ortarea dittanici si.stetnului.

lvlatric'ilt' A, B ,si C ,se dctermind ut ajutontl .formei Contpottiotr, a.stJtl'

c=f2 -3 I ol

i i ) S tg!, Ulglgq ; ls_! e!!14 ly! 19 _9Q1 er m i n d.. cu aj u I o ru I r dd d c i njl ot p p I i i om-u I u iQ(s):

QG) = (s2 +2) (s2 +4) : 0 - sr,z= !iJ);Jr:'r= t2i'

Cum rddacinile au partea reald egald cu 0 rezultd cd sistemul este stabil:, . | \ {. :. .il I t '

iii)Trebuie sa aJldm rdspunsul sistemului la impulsul Dirac, prin aplicareateoremelor valorii ittiliale, finale Si derivarii originalului.

u(t)=flt) + tJ(s)-I:

,/ \ (s-lXs-2)Y(s) = P151 s1s,) = F(s)=

Gt;i.* A;

IJ

E-.I1I

I

iJ

'lJ

-lI

_!

-tII

r,g, r,(r)=,11,1, fffi=o, )

rirn.r o=iTl, fffi=.,fgr', (,)=lT:,'ffifr=,;

Cu acesle determindri rezultd comportarea dinanticci cctlitctlivd asi.slemului pt'czenlald in fgura dc nnt sus.

l. Iilcnrcrrtc iirrrrllrrrctttulr tic lctrriu sistcrricltlt

J ) St ul i ul :; t u hi I it itlii si.s tt'tilu I u i :

)J,,,t + 4t,f,r/ + I,l,r + I t. _ tt = 0

Pcnlru a putca aplica tcoria sislcmclor lrcbuie sd transJbnndrn ecttulia :

dilercnliala in sislem de ecualii diferenliale introducand patru nrdrimi destare intennediare (egale cu ordinul ecualici dderenliale), astJ'el:

-xt-4x1*u

se delermind ntatricile A, B Si C:

c=[ o o]

.se calculeaza pol inomul caracterislic:

+ t)=g=

,$t =-4: .S:,t=ti.

Cuttt e.ri.std cel pttlitt o rdddcina cu pdrlc realci egald cu zcro re:ttl!d ctisistetnttl dqt este stabil (la lintita de .stobilitole).

I

I-

I

I

i'

nol.

-l' = -tl ,

not.i,-;:/-^l - ^2,

not

y=il=*2 = x3i

-v=rlit=x2-tz = x3

i3 = 4x3

r -l 0

X!)=det[.rt-A]= O .r -t =s2(s+a)+4+ r.=(r++{rl' .1 I .r+4

I

I

t_II

II

L. l

ilil

:llll

faI rt

O(trr\ irit CRI(;ORE

.1. SISTEIVIUL BLECTROBNERGETIC DB BORD

Daca la inccputurile avialiei, in epoca romanticd a acesteia, nici nu se punea

problcma unui sistem electric la bordul avionului, odati cu evolu[ia aeronauticiisistemul electroenergetic a devenit indispensabil, acesta evoludnd in ultimele decenii,rrjungind sI fie comparabil cu o uzind electricd de capacitate medie din punctul devedere al puterii furnizate (300 KW - I MW). .t.r.-Il-.

Primul sistem electric utilizat la bordul avionului (1930) a fosr cel de curenrcontinuu cu relea bifilara cu o tensiunede24 V. Cerinfele tot maimaride energie labord, datorate cregterii complexitdlii misiunilor aviafiei, a performanfelor de .zbor,precum 5i a numlrului consumatorilor de bord, a dus la o evolulie diversificatd 9irapidd a sistemelor electroenergetice. Astfel, puterea tuturor consumatorilor decnergie electricd de la bordul unei aeronave moderne este de 100 - 400 KW, iarpentru aeronave grele cu misiuni speciale poate atinge I MW. Lungimeaconductoarelor refelei electrice de bord poate atinge 300 km, iar masa intreguluicchipament electric de la bord poate sd ajungi la 5 t.

Avdnd in vedere aceste considerafii, s-a crescut tensiunea relelei de bord la28V pentru sistem electroenergetic de curent conrinuu, respectiv la 200/l l5 V pentrucel de curent alternativ. Mai mult, prin cregterba sigiranlei in'funclionare' gi asccuritalii echipajului gi a pasagerilor, la aeronavele modeme a fost gencralizatsistemu I'electroenergetic de curent altemativ.

3.I. DEFINIRBA SISTEMULUI ELECTROENERGETIC DE BORD

Instalalia electricd de bord reprezintd ansamblul surselor gi copvertizoarelordc cnergie electrici, sistemul de transrnitere 9i distribulie a energiei, gi consumatoriielectrici.

Si.rterirrrl elcc'lroenergetic de bord sru .sis!cttutl de elinrcntare <tt energicclectric'it cstc alcituit din accle componentc alc irrstalaliei clc'ctricc ale urr.-i aeronavcc'arc asigurd produccrea (sursele electrice), conversia (convertoarele), transmiterea gidistribulia energiei elcctrice (refelele clcctrice).

Relaauo eleclricd cuprindc ansamblul surselor dc curent gi a consumatorilorcorlccta!i la un punct de distribulie principal (conducte electricc, aparatura dc.comLrta(ie. control qi proteclie, dispozitive de montare pe avion). . . t

59

I

!

.:

--]. SistcnruI elcctrocrrtrgtlic dc hortl

('rtrts,,,,rr,,rr,'ii tlc cnergie elccrricd sunt cchiplnrcnrclc qi a-rrcgatclc dc la b.rd.silt'l oricc ilnsanlbltl ftrnc[ional carc ncccsitd pcutrrifrrnc[ronarc,,,i

"onr.,,.,.r dc clcr-tir,

cleictrici'i:

Ocllvirrrr CRIGORE

. Clo'sd P. Acclc acronavc Ia carc o picrdcrc tcnrporarl a alirncrrtitrii cu cncrqiccle'ctrici poate'ducc la dczastre (aeronavclc la carc controlul priurar al zboruluicstc bazat in totalitatc pc curcnt clcctric). Pcntru accasti clasi. sc rccomandaconcctarca consutttatorilor in doud sau mai multc sisternc clcctrocncrgcticc. astl'clincdt ccdarca unuia dintrc clc sd nu afcctczc capacitatca de zbor a acronavci. Dc-ascn'lcnca, acestc sisterxe trebuie sd fie indepcndcntc, atAt din punct dc r.cdcrcelectric cit gi nrccanic, astfcl incdt un evcniment la unul dintre ele sd nu ducd lapicrdcrc totali a cncrgici clcctricc (gi in accst din urmi caz sc poatc prcvcdca unil-qrc!,at, lbrlttat,ditltr-un gcncrator cuplat la o turbini acrodinarnica, cu o purcrcstrficicttti pcntru a asigr,rra controlul acronavci in timpul cobordrii qi atcrizarii incaz dc urgcnld)

. Clasd B. Aeronave care pot fi controlate aerodinamic in cazul pierderii totale saupa(ialc a sistcmului clcctrocncrgctic, dar carc nu-gi mai pot conrinua in dcplinisiguranfi misiunca.

o Clasd R. in aceastd clasa intri acele aeronave la care o pierderc temporara aalimentlrii cu energie electricd nu afecteazd in mod direct misiunea. dar Doateafecta siguranla zborului.

La aeronavele din clasele Q si R, se recomandd construirea sistemuluiclcctrocncrgctic prin divizarca sa in sistem principal gi sistem(e) secundar(c). pcsistemul principal sunt prevdzu{i consumatorii vitali pentru funclionarcaaeronavei, iar pc ccl(i) sccundar(i) rcstul consumatorilor gi in special sistemclc dc

, ,dubl31e 9i triplare, calg- 3:igule rcomandq 9i ' controlul zborului. in acesr caz la'apari!ia unor iJcfeiti intr-unul din disteme, zborul poate fi continuat acceprindu-se ipoteza de ne-coincidenld in timp gi spatiu a defectelor pe acela'i sistem

' Clasd S. Acelc acronave care in cazul pierderii pa(iale a energiei electrice sunrcapabile sd-pi continuc misiunca in deplina siguranla.

Fala dc modul dc transformare a energiei de intrarc in energic de iegire, surscle.por fi:

' prinrure, atunci cand transformd o encr-eic ncclcctricd (mccanica, tcnlica.chimici, hidraulicd etc.) in encrgie elcctricd. in ccle mai multe cazuri. pcacronave. sistcmul primar de alimcntare estc gcncratorul de bord aclionat dcnrotor:

t prinare'- cttt.riliare, atunci cdnd gencratorul estc actionat dc o instalalic de for-riauxi I iard;

t sacundarr'. conlpuse din dispozitive electronice sau electronrecanice cirrcgonvertesc r'llergia clcctrica a sistemului prituar tot in(r-o energic clectrica. dar lualti paramctri e.lcctrici;

' lar!iQre, care au rolul dc a converti din nou cncrgia furnizatd de sistcmul sccunrlarin cncrgic to( elcctricd, dar cu alli paramctri elcctrici. Spre excmplu, dacd sisternulprinrar cstc dc c.a. cu frccventd variabild, iar sistcnrul secundar de alimcntare estcdc c.c. oblinut prin blocuri dc transfbrmare redresare, atunci alinrcntarea in c.a. culiccvcnld coltstanti sc rcalizcaz-ir cu invcrtoarc clcctronicc. carc colrstituic sur.sutc(iarir de' c-rr ergi c.

. acliort'rriclcctrice;

. instalalii dc incalzirc gi clirnatizarc;o sistcmul dc iluminat gi scmnalizarc;. sis(emul de pornire motor:e instalafiile menajerc alc avioanelor dc transport;. aparatura clectrich dc control gi nrisuta;. aparurclc dc pilotaj gi navigalic;. echipamentulradiotehnic;o sistemul dc conducere automatd a aeronavei;o instala[iifoto-video;. arnlarnent gi altc instalafii spccialc.

Daci sursele principale sunt de curent continuu, atunci sistemulelectroenergetic este un sisrem electroenergetic de curent cotuinuu. Alirnentaredconsunratorilor dc curent alternativ se face prin intermecliul convc:rtoarelor.

' .tisrerrrul electroenerletic de curent alternaliv este acela la care surseleprincipale sunl de curent alternativ. Astfel, nrajoritatea consumatorilor sunt de curentalternativ, iar, co-nsumalorii dq,.9r1qqlt_ gontinuu sunt alimcntati prin intermcdiblOcurilOrde traiiifOrmare redrejire.r,J)),.,:rrit ail tr_,:ti.,,,ir.;"rirl.-rii rI...rl,r, r 1:t,t. .,1

Si'stentele eleclroenergetice mixte sunt. acelea care'au generatoare de tipuridit-critc (dc curent continuu gi dc curent altemativ, sau dc"curent altcmativ crifrccvenla variabild gi de curent altemativ cu frecvenli fixd), dar a. pr,.rilp.pl^,cFiecare dinrre surse debitcazd pe o rclea proprie.

Funclie dc condiliile de utilizare, sistcmelc clcctrocncrgcticc dc bord

principale, Eare asigurd alimentarca consumatorilor de bord in conditii normalczbor:.

a

a

euxiliare de avarie, care asigurd funclia celui anterior, dai- gi la sol,de aerodiltn, carc permit alimentarca avionului pe timpul stafionirii la sol.

Funclic dc fiabilitate, sistcmelc clccrrocncrgcticc dc bord por fidc lr5l:

[,illl

a

a

3. Sisternul elec(rocncrcr'tic dc t:tird

Dttpit nunrirrul de canale sistcmclc clcctrocncrgcticc pot fi tnorrocetnal,clrilctcristice avioanelor nlonon'totor carc au un singur gcncrator dc bord, 5imulticctnal spccificc avioanelor cu mai multc motoarc, numdrul canalelor fiind dcobicci cgal cu nufnirul detnotoarc (generatoare).

3.2. cERTNTET,E TEr-tNtCO-ECONOMTCEBLEC'TROENERG BTICB DE BOR.D

IMPUSB SISTEMIII,OR

La proiectarea gi construcfia sistemelor electroenergetice trebuie avute invedere condiliile specifice in care lucreazl, acestea, precum gi o serie de cerinlespecifice ca:

I

siguranla in funclionare realizatd, prin utilizarea unor tehnologii gi materialespeciale pentru realizarea componentelor instalafiilor electrice, precum gi dublareasau chiar triplarea sistemelor vitale pentru securitatea zborului; :

c minimizarea greutdlii Si gabaritului frrd diminuarea siguranfei in funcfionare gi asimplitllii in exploatare;

c simplitatea in exploatare Si securitatea echipajului Si a pasagerilor;. rehnologii de reparalie simple Si prel de cosl redus prio realizarea unor sisteme gi

echipamente perfecfionate cu resursd mare de functionare;. nivel redus de perturbalii pentru a nu perturba celelalte echipamente aflate la

bord, sau posibilitatea estimarii 9i minimizdrii acestor perturbafii;o duratd minimd pentru prefidtire Si intrare in regim norntal defunclionare, cerinfd

foarte importante pentru aeronavele cu destinafie militard gi speciald, care trebuiesi-gi'atingi pararnetri nominali de funcf ionare in cel nrai scurt timp;

. vtrltrerabilitate rcdusd realizatd, printr-o proiectarc adccvatd a sistcnruluielectroenergetic, astfel incdt in orice situalie sd existe la bord in stare de funcliunecel pufin sisternul electroenergetic de avane;

o interschimbabilitatea agregatelor Si unifcareafabricaliei contponentelor', ccrinlice impune existenfa unui standard intemalional dc realizare a componentclorinstala{ici electrice, astfel incdt sd poati fi inlocuite oricdnd gi oriundc cu altclcexistcnte in stoc. Deasemenea, confonn acestei cerinlc, de obicei, generatorulglupului APU al acronavelor multimotor are acciagi putcre nominala cu cclclaltgeneratoare.

3.3. ASIGURAREA PARAII{ETRILORELECTRICE FURNIZATE

CALITATIVI AI ENERGIEI

Octavian GRICORE

Pcntru frccven[a gi tensiunca de alimentare a consunlarorilor sunt standardizate

lrrin notntc dc aviafic valori nontinale. Abatcrilc maximc in plus sau in minus fa15 dcvalorile nontinale, considerate ca acceptabile pentru consumatori, sunt, de asemenea,prccizate in norme de proiectare gi exploatare a instalatiilor electrice de avia[ie [4]gezi Tabelul 3.I , Tabelul 3.2 Si Tabelul 3.3)

Tabelul 3.lCrractcrlsticlle retelel In curent contlnuu Rc(en

principaliv

Refier deararie

vTensiunea la barele dedistributie a sursei de curent

Nominali 28 28Limite admise 26...29 20...29

Regim stabilizat normal C6derea de tensiune 20Limite admise 24...29

Regim stabilizat anormal Cdderea de tensiune in zonade declangare la tensiuneaminimtr si maximtr

- 3...+3

Limitc admise 2t...32Regim de avarie Limite admisc I 8...29

Tabelul 3.2Ceracteristlcile retelel ln curent alternrtiv Re{ea

prlnclpalllv

, $;fea ae'" av.aiie--'vTensiunea la barele dedistribufie a sursel de curent

Nominald I t5 il5Limite admise I t2... r l8 | 08:.. l 22

Regim stabllizat normal Cddcrea de tensiune -4 0Limite admise 108...il8

Rcgim stabilizat anormal Ciderea de tensiune in zonade declansore - 10...+14Limite admise 98...132

Reginr dc avarie Cdderea de tensiune -40Limite admise 101...t22

Tabelul 3.3Cqracteristicllc refelel in curent alternatlv Relea principalii

tlz .

Frccven{a Nominald 400Limitc admise t20

Itcglrrr slllllllznt rtnornrul Linriic ndnrisc 130llcgim dc avarie Limitc ndmisc 140

OBSERVATII: !, i. , i , ' .,.il. Ma|oritatia ieiilelor ii li,itite' de frccve'tt1c itobil", ,ti roleranle mulr niai strtinst,,

speci.ficale in stundurdul de produs.Parametrii calitativi care definesc calitatea

consunratorilor sunt:Cind trehuie utilizatd releouo dc avaric la ft'ecvcnla suh 360 llz, lensiunea trehuiereglota ht aSa fal incdt sd nu depdscascd

",aloarca dati dc rcltlia l/3, itt ctre J estc

I,'ecwnla in herli: de exenplu Ia 300 Hz, lensiunea nu uelnie sd dcpcistosc'd l(10 l'.Volciarea nivclului lrecvenlei fald de valorile de nai sus nu lrelutie sd depdscascd ! 5It:, iar vilcza de varialie nu lrebuie sd depuScascd I 5 Hz/miu. .,

frc-cvenla (intr-un sistem de curent alternativ);tcnsiunea de alinrcntarc a consumatorilor.

62

energiei electrice

63

.1. SrstclrruI clcctr<lcncrgclic dc borrl

Y:ll*::l j::.::;:f:::,1".rl1,.," adrnisibirc estc o probrcma dc cxproararc irsrrsclrr clt'crrl::r l"j"r9r" crc-ctric.c nu por contribui*

"i*ri'r. .;i#J:11,Y::y:"::ny i dc a r imcnta,, i; li;;,;*' ffi _ il:

" :# "n1,,"1,o,,n,,.,,crr€ llutnal I

:l::,:.:l]i:::i.:,1,'."1]Tll.dc proicctarc.ei cxptoarn,. n ,u,,.loi ctcctricc, cu fiiind opro.lcrni cscn[ialtr in proicctaica gi cxproatarca rcfcreror crcctricc.

3.4. RETELE ELECTRTCE

Pentru transportul 9i distribuirea rc

e

pp

. 3.4.1. CONDITTILE CB SE IMPUN RETELELOR ELECTRICE

Data fiind importanla dcoscbita pe care o are pcntru o aeronavd alimcntarcattornrald gi, de ce nu, economici cu encrgie ercctiice a tuturor catcgoriiror dcconsumatori, relelcle etectricc trcbuic sd satiifaci o scric a..onAilii tchnicc, dinrrccarc ccle nrai inrportante sunt:

,-,ilf]49u-td in sectiuni ale regelei care n ; nu se

^- i-se;indtaleazd in pirfile iali:lei supuCi l,l-t-q,-!H

' aparatura dc protecfie. la scurtcircuite gi suprasarcini a surselor gi consumatorilorde energie electrica (siguranle fuzibire, automate cu bimct"t, ,ir,",'" dc protccgic);I aparatajul de comutarc folosit pentru comanda consumatorilor (intrerupitoarc,Comuta(oare, butoane, contactoare, automate);. dispozitivele dc proteclic la zgomote radio (filtrc, ecranc);' aparatura de proteclie a aeronavei impotriva efecteror electricitafii staticc(mctalizare, descdrcitoare electrice sau eclitoare); -)

' dispozitivele de montaj gi fixare a instalafici electricc (tablouri de distriburic.,. panouri, pupitrc, prize, gtechere, creme, brocuri.u.on,u.,J-a"'t-r"..r.);

' aparatura dc contror a 'funcfionirii surscror'9i a tabtfurilo, a.' distribulie(arnpermetre, voltmctre, frecvcnfmetre, wattmctre).

@

Octavirn GRIGORE

. asigtrrarca continuitdlii in alimcntarca cu cncrgic clcctricd a consumatorilor. I

in func{ic dc natura efcctelor produsc dc intrcruperi; I

o siguranla in lunclionarc;. asigurarea parametrilor calitativi ai

consurnatorilor:energiei elecrrice fumizatc

Dc ascmcnca, cste de subliniat faptul cI unele dintre aceste condilii se referinurttai la rclclclc clcctricc (in ntasura in carc accstea constituie e lemcntc mai mult sau I i

nrai pulin indcpcudcntc dc rcstul clcmcntclor componcntc alc sistcmclor i j

electroenergetice), iar altele se referd strict la refelelc electrice, ca parte componentd aacestor sisteme. Aceastd ultimd categorie de condilii trebuie deci sd fie satisfEcutd de r"jsistc'mul electroenergetic de bord in totalitatea lui gi de re[elele electrice, in mdsura in I i

care ele contribuie la funcfionarea sistemului.

3.4.2. CLASTFTCAREA R-ETELELOR ELECTRTCE DE BORDFUNCTIE DE TIPUL CURENTULUI CE LE STRABATE

3.4.2,I. ORGANIZAITEA RtrTELELOR ELECTRICE DE CURENTCONTINUU

,r. rrt-

Actualmcnte relclele electrice de curent continuu sunt folosite la bord doar pcaeronavele dc capacitate mica gi medie. in acest caz, sistemul electroenergetic esteIbnnat din gcneratoare dc c.c., relea erectricd gi consumatori de c.c. pentrualiutcntarea consumatorilor dc c.a. se prcvid invcrtoare rotative sau statice, iar casursi dc avaric sc utilizcazi batcriile dc acumulatoare. Amplasarca unui astfel desiste'rn pe avion estc prczentatd in Fig. 3.1, iar schema bloc a lui in Frq. 3.2.

_-l

I

I

II

I

Ili

,,,ltig. 3.1 Sistcmul elccrrocncrgetic pcntru un avion dccapacitatea micd:

[-

I

N

lI

i

1"

II|,;

clL'clroc bord

I

9a

a

limitarea puterij surselor, vitezelor derotatie, tensiunii gi altitudinii de utilizare;siguranfl in funcfionare scdzutd;greutatea gi gabariful mare al aparaturii decornandd gi control;

r necesitatea convertirii in c.a. a unei puteridestul de mare (pdnd la 20Yo din putereinstalatd in c.c.).

Fig. 3.2 Schema bloc a unui sistemelectroenergetic de curent continuu:l- gcneratoee de c.c.: 2- blocuri de reglue,comanda gi proteclie; 3- bara principall; 4- brradc avuie;5- receptori principali dc c.c.;6-inverlode principale; 7- invertoarc dc avrie: 8-receptori de c,c. de avarie; 9- reccptori principalidc c.a.; l0- reccptori dc c.a. de avilici I l- sursade avrie (barcrii dc acumulatoare);

Sistr'mclc dc alintcntarc'in curcnt continuu la tcnsiunca dc 28 V sc ntcntin incilpc o scric dc acronavc datoritd avantajclor:. sinlplitatea aparaturii de asigurare a nrersului in paralel a generatoarelor de c.c.;. calitililc supcrioare ale acfiondrilor

electrice cu motoare de c.c.;o absenta sistemului de antrenare'cu tura{ie

constante:. autonomia sistemului datoritd existeniei

sursei de avarie (acumulatoarele de bord).

Dintre dezavantajele acestor sisteme,reanrintim:

Octrvian CRICORE

. altitudinea dc utilizarc supcrioard, datoritd absr'nlci pcrilor colcctoarc 5i a

contactelor mobile:. seneratoarele de curent alternativ de bord pot fi realizate la puteri unitare mai

lnari, pcrrnilind reducerea numSrului de generatoare 9i a aparaturii de rcglare -comande aferente;

. rcduccrea semnificativd a zgomotelor radio datorita absenlei fenomenului de

comutatie;. reducerea dimensiunilor $i $eutetilor

ma$inilor electrice de curent

alternativ:. conversia simpld, u$oare $i cu

randanient mare (0,8 - 0,9) a energieialternative in formd continud cu 6

ajutorul redresoarelor;. mic$orarea valorilor curentilor de

scurtcircuit pentru aceeagi - putereinstalatd;

r prin cre$terea tensiunii de alimentarea relelei (2001115 V), s-a mic$oratsemnificativ gi greutatea re{eleielectrice (cu circa 607o);

a greutatea totald a sistemuluielectroenergetic de curent alternativla tensiunea de 200/l l5 V se

nricgoreazi cu circa 30Vr,iar calitateacncrgici electrice produsc Ai siguran[ain funcfionare cresc in modsubstanlial.

Di ntre dez-avantaje reamintim:

. fblosirea unui dispozitiv suplimentardc acf ionare cu turaf ic . constanttr (ATC), care crcgtc grcutatca totala a

sistcmului $i, de ascmeneil, scadc considc'rabil fiabilitatca sistcrnului,afectlindrr-i totodatd siguranfa in funclionare;

. consunlul de putere rcactivi carc inriutdfegte factoml de putere al sistemului

energetic de bold;. caracteristicile de reglaj inferioare, capacitate de suprasarcind mai

valoare mai micd a cuplului de pomire pentru aclionarile electricc de

3.4.2.2. ORGANIZAREA RETBL|'I_OR ELECTRTCE DE CURTTNTAI,TBRNATIV

Datorita avantajelor net superioare ale utilizdrii c.a. la bordul aeronavelor gi arcalizarii unor invertoare statice de putere fiabile (pentru cazul avariei sistemuluielectroenergetic principal), s-a extins utilizarea sistemului electroenergetic de c.a. labordul acronavelor. Dc accca, producdtorii dc.echipamentc ai instalalii clc bord augeneralizat folosirca c.a. in alimentarca consumatorilor de bord, astfel incdtactttallncnte pc aeronavcle modcrnc aproximativ 85% dintrc acc$tia sunt alirncntali irrc-a' Irt accst caz produccrea, transmiterea gi distribulia'energici elcctricc sc fac su5lbrtlta curentului alternativ, iar nurlai o micd parle (aproximativ l5%) sc convcrtc$tcin c.c. cu ajutorul blocurilor de transformare - redresare, pentru alimentarea unorcorrsuntatori de c.c.

Schcma bloc a unui sistem de alimentarc in c.a. la tcnsiunea dc 200/ll5 V gifrecventd stabilizata dc 400 Hz este prezentatd, in Fig.3.3. pentru a fi consccvcnri,rcarnintirn avantajclc utilizarii sistcmelor electroenergeticc dc c.a.:

Fig. 3,3 Schema bloc a unui sistemclectroenergetic de curent alternativ:l- dispozitive dc aclionare cu rumlic conslanttr ATC:2- gcncrltocrc dc c.u.t 3- instalutic de fo(l auxiliarlAPUI 4- fdncrctor dc lvrric: 5- blocuri dc rcgl;rrr'.comand! 1i proteclic;6- barc dc llimcnturc; ?-rcceptori de c.a.: 8- rcccptori dc ca. dc rvaric: 9-blocuri dc trcnsformarc-rcdrcsarc; l0- bare de'

alimcnlrrL' dc c.c ; I l-rcr'cptorrc dc c c.: ll-rcccptorrc de araric cc c.c.: lJ- sursl de avarie de

c.c.(bJtcrii dc ocumulatoarc):

mrca $l oc.a.

66 6'7

-3. Sislcnrul clcct roc.r tic dc boltl

CL.{SIIiICAITEA IrEJ'ELELOR ELECI'IIICI' DI t}OIrDI.'UNCJ'IE DE TENSIUNEA NOMINALA DE FUNC'I'TONNNA.

93r:T:::" dupi tcnsiunc esre un crireriu foarre inrporranr cteoarece

li::'J,:::.:H:]:'^11?:"rca (incircarea re sclci clectrice),-coili;;;;J;;;1;,i,

al echiparrrcntelor etc. in prezcnt i"-"..""""ii.d sunt standardirzatc doar doua tcnsiunidc alimcntarc:28 V pcntru relelelc dc joasE tensirune gi I l5 V pcntru rcfclclc dc inalr

3.J.3.

tensiune.

3.:tJ:::::,li:,,i:,,:,,:1t-1_1 u:.i rc[ele.se.infetcgc valoarea efcctivi a tcnsiuni

l"iT-fil: l"nty tiniite ta care sunt,r*iorliJiil;;ilffi;i ff;a refelei coincide cu tcnsiune-a nornin"f a u-*nsumatorilor.l, tcnslunca nominali

ln viitor, pentru aeronavele cu sisteme electroenergetice cu putere instalati maimare de 1000 KW se va generaliza tensiunea da 380/z:20 V,;;; ca va duce $i laexistenga relelelor de foarte inaltd tensiune.

3.4.4. . CLASIFTCAREA RETELELOR ELECTRTCEFUNgIIE DE DESTINATIA LOR

t ? . tt':';'

::Ii:r,:_l:-1"::::tl" gill"l"l",l" etecrrice de bord se pot imprrliin relck d)alintentare sau nngisrrale gi relele )e dtstiiiulie.

DE BORD in*

Releaua nngistrard corespunde po4iunii refelei electrice care urieu.a';transmisia energiei eredrice de Ia iursere j" .n"rgi" p6nd ra tautou.]t iljJ,d;::#f*'j:f

din refcaua magistrald *r. i.uoa surc"li eregrlise- ;; ;;;i"illl;#',rii'riirl'rillPo4iunea D gi r crgic rcprezi nta rcleauo cle

!{:;!:1: ;"._ nficteri.Deci, uny'der esreo subrefea p',, Ld,E sc rransmite encrgra etectricd a. r" roil"j;:;i'ffiffj:::,.,,ili,t,,1:0,,:,T::,:,:?::fiT"l:ri nrjntr-y1 aparar cornun de prorcctie. Rclerere

fl :.a;;:T: il., ill k;,:.'" bordu I u",on u i"i o, dl il; ;;#;r,

":, ililT ii i filJij,?li

firrrcric rte n,rra.o. ",,--f]:l: ragistralc pot prezenta arhitecturi (topologii) aif.rl,.jru n c [i c dc p ut e rea s u rs er or d" . r i;;; ; ; ;i ; "." "# ;'; ffi:.;;;.Hffi :';''J" :

jil i::l$t: l_tl"ild. siguranla in funcgionare 9i randarncniur irrtrcgurui sisrcrnelcctroencrgctic de bord.

Astfcl, rcfclcle magistrale pot avca o structura desclrisi (radialn) sau o structurainclrisi (inclari).

68

Octuviln CRICOIiE

I

'lII

I

].,)-3

1')

J8fr.u a"

9

I

I

-lf5)6

'1t

II

l

Relea magisrrald distribulie

ro _ r,uro" a.Fii.;*i,i:illtl'[Tf :.":n:f[1,"n".u,o,, o _acumulator clectric:

3.4.5. CLASIFICAREA RETELELOR ELECTRICE DE BORD iNFUNCTTB DE STRUCTURA TOPOLOGTCA

rrslrsrca rurr.rfnrur crrculteror. Asttel, la bordul aeronavelor pot cxiista doud tipuri derctclc: relele radiale (dcschisc) qi reyele buclate (inchise).

::j^::::::!::11,:lo:*:.::nrd sau deschisi (Fie 3.5.), se caracterizeazd prinsimplitatea structurii ei, fiind utilizara cu precddere Ia a-eronavele u$oare de capacitate

Fi-c. 3.5 Rclelc clcctricc radiale :

mrca. Accastu pr"u.a a.";ffi;::i",1j,Ir.'3ffi.:;;.,,to,,r sau bateria dc

-t

j

"tI

Ij

l

J. Sistcmul clcctrocncrcctic de. bord

acurlrulatoarc dc cxernplu, fiind constituita din una sau nlai multc ranrificatii, ciunncazd, in gcncral, trasecle pe care se afld consumatorii (tablourilc dc distribu[ic).

Rczultatc mai bune se oblin dacd sc realizcazd schcmc radialc cu rczcryarc saalinrentarca pc nrai multe canale in paralel cu ajutorul unor dispozitive dc distribulie.

In cazul rcfclclor cu rezervare, la deteriorarea unci surse de energie sas a lnelinii de alimentare, consumatorii sau tablourile de distribufie dc importanld vipentru securitatea zborului se conecteazi automat la canalele de rezervd.

conceperea unor sisteme cu rezervare se face functic de numIrul de sursecnergie existcnte la bord. Dacd la bordul acronavei existd o singura sursd dc cncrgelcctricd, se previd Iinii de alimentare de rezervd pentru tablourile de distributie r

tmportanla vitald (Fig. 3.6), astfel incdt la avaria liniei principale de alimenrareconecteazl automat linia de rezervd.,pentru a exista o continuitate inalimentarea consumatorilor.

in cazul in care la bord existdmai multe surse principale carealimenteazd pe canale independentegrupuri distincte de consumatori,aceste canale pot constitui reciprocsisteme de rezervare in caz de avarie(Fig. 3.7). Dacd se intrerupe una din

l

i

rl

Relelele buclate sauinchise sunt alimentate de la maimulte capete, in general, de ladoud sau trei surse de energie.Liniile de legiturd, in cazulre[elelor buclate, n-audiscontinuitali intre sursc, astfclincat accstca dcbiteazi saufunclioneazd in paralel.Existcnla nrai multor surse dccncreie lcgatc in paralel mdregtc

_eradul de siguranth inalimcntarca cu cnergie elcctricd, .dcoarccc cind o ramuri sau osursd cstc avariati gi scoasl dinfunc(iunc, consumatorii pot fi

Fig. 3.6 Refiea electriciconductoare in paralel

Fig.3.1 Schcnlr unui sistcnr clcctrocnertctic cu rczcrvilrc \C - gcncriltori A -ilcurnulutor clcctric: ACR -tulonlitt tlc cupllrc r

cu mai multe

{'

ii

I

[,

I

linii, automatul de cuplare a rezervei - ACR comutd imediat linia avariatd la linia derezewd, astfel incAt alimentarea consumatorilor cu energie electricd sd fie continud. r 'l

alinrcntati pc alte cdi de la sursa sau surscle rirnase neavariate.

Octuvian CRIGOI{E

in cazul a doui surse dc cnergie, re{eaua poate fi constituiti dintr-o linie simplaalimentatd de la ambele capete (Fig. 3.8). Acest tip de refea este mai rar intdlnitb inavialie, datorite flexibilitnlii mici fafd de regimul de avarie (o avarie in punctul xtransformi releaua intruna radiald, la care consumatorii cei mai indepdrtagi suntalimentali cu o tcnSiune scdzutd). in cazul in care tensiunile de la cele doud capetcsunt egale in modul gi argument, refeaua alimentatd de Ia dour capete poate fireprezentatd ca o refea inelard (Fig. 3.9). Aceste tipuri de relele elimind dezavantajul

Fig. 3.8 Rqca radiali alimentatA pe la ambele capete

precedent, astfel incAt ele au performanfe bune sub raportul siguranfei in funclionare,viabilitalii 9i a greutilii, de aceea sunt des intdlnite la aeronavele de capacitate medie.

Relelele buclate, cu cele mai bune performanfe privind viabilitatea gi.siguran{ain functioqare sunt cele reprezentate in Fig."j.l0. ACeste sunt destul ae fl'exlUile iadiferite regimuri de avarie gi de aceea sunt foarte des utilizate pe aeronavele decapacitate mare.

I:ig. 3.9 Rc;ca inclaril alinrcnrrttr du l:r ostnqurd sursi

Bord dreapta

Fig. 3.l0 Rclcr rrtrgistrall cornplcxtr

3. Sistcrnul clcctrocncrgt'tic tle' lrord

3.{.6.CLASTFTCAREA REJ'ELttLOn ELEC'IIUCE DErruNcTlE DE NUMARUL DrI CONDUCTOARIIPENTRU T{{ANSPORTUL $t DISTRTBUTTABLECTRICE

Releaua elcctricd de bord, care asigurl transmiterea energiei clcctrice desurse la consumatori (tablouri de distribulie), este alcdtuita din conductoare desau aluminiu. Dupi numirul de conductoare rcfelele pot fi: monofilarc, bifilarc]trifilare 9i tctrafilarc. De regulfr, rcfclclc monofilarc ai bifilarc se utilizcazralimentarea consumatorilor de c.c. sau dc c.a. monofazat, iar cclc trifitare gi tctrafilpentru alimentarea consumatorilor trifaza{i de c.a.

3.4.6.1. TRANSMISTA CURENTULUI CONTINUU pRrN RETELEBIFILARE

h transmiterea energiei electrice prin linii bifilare, existd ,deciconductoarg numir direct carc face legdtura consumatorului cupozitivd de celalalt de tntoarcere sau invers, face legdtura cunegativi. Tr faptul c[ celc doud ..fire', trebuie sI fie izolate at6tfat5 de celdlalt cdt gi faf{ de masa metalicd a acronavei.

Rclc-aua bifilari se poatc rcaliza in doui variantc constructivc: cu conductor dcintoarcere individual pentru fiecare consumator gi cu conductor dc intoarccrc comun.

Releaua bifilara cu conductor dcconsumator (Fig. 3.1l) este caracterizatd deexistenla a doud conductoare pentru ficcareconsumator, ceca ce .duce la o releavoluminoasi gi grea. La cealaltd variantd,refca bifilari cu conductor de intoarccrecomun, fiecare consumator este legat la barapozitiva prin conductoare directe individuale,dar conductoarele de intoarcere se contopescintr-unul singur. Din aceste considerenterelcaua va fi mai ugoard iar pierderea dct'cnsiune nrai mici.

intoarcerc individual pentru

Fig. 3.1| Relea bifilara cu conductorde intoarcere

72

Ac)Y

t-t:

R

lloRD iNUTILIZATEENIiITGIEI

doudbarabaraunul

fiecare

Octlviln GltlCOl{li

Estc dc rcfinut ci rcfcaua bifilari in cclc doud variantc prczcntatc arc o pricaflcxibilitatc datoriti cadcrii mari dc tcnsiune pc cclc doud conductoare carc por avcalrrnginri destul dc mari, gi dcci gi o greutate nrare. De asemenea, in cazulconsumatorilor carc au lcgdturd la masa avionului cstc nccesar un aparat de proteclicatit pc conductorul dircct, cdt gi pc ccl dc intoarccrc gi, dcci posibilitatea aclangdriifalse a electromecanismclor.

Printre avantajclc accstui tip dc refea amintim o mare siguranld in exploatarepentru echipaj gi pasagcri, necxistdnd pericolul electrocutirii, gi de asemenea nuproduce zgomote pentru aparatura radio.

Datoritd particulitritd[ilor cnumcratc mai sus, re[elclc bifilarc se utilizcazd Iabordul avioanclor care au parte metalicd redusd, unde nu se pot folosi re;elelemonofilare.

3.4.6.2. TRANSMISTA CURENTULUI CONTINUU PRIN RXTELEI\TONOFILARE

Cum marea majoritate a aeronavelor modeme au o construclie metalicd, soluliacea mai ralionali de refea dc alimentare este cca monofilard. in acest cazconsumatorii 9i sursele sunt prcvEzutc numai cu conductoare directe, conductoarclcde intoarcerL' fiind chiar masa mctalici a acronavci (Fig. 3.12). Dcci borna ncgativi atuttlror sursclor gi consumatorilor elcctrici sc lcagi Ia masa acronavci in ccl maiapropiat punct accesibil.

Prin folosirea acestei solufii constructive, greutatca intregii instalalii dc bord screducecu l0-40%(de exempluincazul avioanelorgrelcse realizeazdoreducereagreutalii instalagiei electrice de bord cu circa1000 Kg), iar gabaritul re{elei de bord cucirca l5 - 20%.l'rebuie subliniat gi faptul cdaparatura dc protcclic se plaseazd numai peconductorul direct, iar declangdrile false aleelectromecanisnrelor nu mai sunt posibile. Deasentenea, pierderea de tensiune pe acest tipde rctclc cstc de aproapc doua ori mai micafafa de cca de la rclclcle bifilare, datoritdlipsei conductoarelor de intoarcere care suntinlocuite de corpul nretalic al aeronavei careare o rezistcnld ncglijabila. Aceasta micgorarea pierdcrilor dc tcnsiunc prcsupunc insa o

Fig. 3.12 Re[ea monofilara cuconductorc de intoarcerc la mtsaavionu I u i

cornul metalic al avionului

r'lI

I

,I

iI

,1

"l

III

- II

J

"-lI

--1

I

r1,

tti[_

t74

3. Sistcmul clectrocncrgctic dc bord

ftxrrtc buni "urctaliz.are" a acronavci, dcci cli,istcnfa unci lcgdturi clectrice pcrintrc toatc ansanrblurilc acronavci pc carc sc gdscsc consumatori elcctrici. Dcci dpunct dc- vcdcrc clcctric, acronava trcbuie si rcprczintc un tot monolit conductor iclcctricitatc, ccca'cc insa'implicd gi unele mdsuri de izolarc pcrfccti a tutuelcmcntclor sub tcnsiune. Din acest motiv refeaua monofilard este mai pcriculoaipentru echipaj gi pasageri, unde este cazul, decAt cea bifilara. Mai trcbuie mcntiorigi cd nivclul zgomotclor radio estc mai ridicat decit la cclc bifilarc. '

Cu toate dezavantajele enumcrate mai sus, re(clcle monbfilare sunt siacceptate pe aeronavele moderne, din considerente de greutate, gabarit gi comoditiin exoloatare. j

3.4.6.3. TRANSMISIA CURENTULT.JI ALTERNATIV LA BORDAERONAVELOR

grcutatea conductoarelor in cazul refelei bifilare.

Datoritl acestor dezavantaje, sistemele dc alinrentare in c.a. monofazat nu seprca int6lnesc la bordul aeronavelor. in schimb, au clpdtat o mare amptoare sistemeteelectroenergetice de c.a. trifazat, la care fazele generatorului sunt legate in stea, iarconductorul de nul este chiar masa aeronavei ( Fig. 3.13, d). in acestiel dispunem labord de doud tensiuni: intre fiecare linie gi masa avionului - tensiune a de faziur ( I l5V) gi intre doui linii - tensiunea de linie ur (200 v). in standardul romanesc deavia[ie [14] se recomandd pentru re{eaua trifazatd, cu conexiunea stea cu fir neutru casuccesiunea fazelot sI fie A - B - C. Din punct de vedere electric reteaua trifazati cufir neutru este echivalentd cu o refea tetrafilard, cel de-al patrulea fir fiind tocmaistructura metalicd a aeronavei.

/t

3.5. SISTEME DE DISTRIBUTIE A ENERGIEI ELECTRICb

in funclie de dimensiunile, tipul 9i destina;ia aeronavelor ,. pot uriii.a patrutipuri de sisteme de distribulie a energiei electrice: centralizate, descentralizate. mixtegi independente. Fiecare tip de sistem este.caracterizat prin anumite avantaje gidezavantaje, fiind recomandat pentnr un domeniu sau altul de aplicare.

Octuviln GRIGORE

Producerea curentului altemativ la bordul aeronavelorgeneratoarelor de curent alternativ monofazat sau trifazat.

Relelele electrice pentru'gcneratoarele monofazate pot ficontinuu, bifilare sau monofilare, cu specificafia cd in ultimulintoarcere estL. tot masa metalici a aeronavei.

se face cu aju

ca cele de lacaz conductorul

ModaliE!ile de transmitere a energiei electrice in c.a. monofazat gi trifazatprezentate in Fig. 3.13.

Avantajele sistemelor dealirncntare in c.a. monofazatc sunt:sirnplitatea qi reducerea greuteliirclelci de distribulic la sistcmulmonofilar; micaorarca greutdtiitransfbrntatoarclor gi a numinrlui dcaparatc dc protccfic Ai conrandl;simplitatca aparaturii dc comutafie giprotccllc.

3.5.1. SISTEIITULELECTRICA

CBNTRALIZAT DE ALIMENTARE CU ENERGIE

Acest sistem are configuralia prezentata in Fig. 3.14. caracteristic acestuislstem este taptul cd toate sursele sunt conectate la un tablouTcD, de Ia care apoi energia electricd este rcpartizatd la

central de distributic,toli consumatorii. De

prqcum ;i aparatcle dein l'cD, cnrc dc acecn

acecagia re[eleiintreaga

asernenea, toatc aparatele dc comutare, protecliL. gi control,corilandll a sursclor gi corrsumntorilor sc gilscsc conccntrutcesie plasat pe avion in apropierea postului Je piloraj.

ln comparatie cu sistemele dcalirnentare trifaz-ate, cele monofazateau urmitoarclc ncajunsuri: greutateamirrita qi randamcnt scdzut [a

motoarcle gi gcneratoarele de c.a.;cornplicarca sistcmclor dc pornirc Ai

mic;orarca siguranlci in funclionarcpcntru motoarclc elcctrice; cre$tc

Avantajele acestui sistem sunt: compactitatea, toli fidcrii se gdsesc tatcnsiune, iar din dezavantaje rearhintim: viabilitate redusd gi greutate maredatoratd lungirnii mari a conductoarclor elcctrice carc trebuie sr stribatiaeronavd pind Ia TcD.

Fig. 3.l3 Transmisia encrgiei elec(rice in c.:r.a- rclea bifilartr de tip "doul conductoare-mast": b-relea trifilarl cu conexiunca [azelor gcneratorului intriunghi: c- relea trifilard cu fazcle generatorului in steil.ldr{ fir neutrui d- rclca trifilar[ cu ncu(rul nrasa

avionului:

De aceca, aceste sisteme sunt recornandatc pcntru aeronavele usoarelltonomotoare gi pcntru urrele acronave militarc ntonoloc.

3. Sistcnrul cl!'clrocncrgclic dc hord

Fig.3.l4 Sistem centralizat dc alimentarcclectrictr

3.52. SISTEMUL DESCENTRALIZAT DE ALIMENTAREENERGIE ELECTRICA

in acest caz, fiecare generator are eate un tablou de distribulie propriu care

Fig.3.l5 Sistem descentralizat dc alimcntarc cu energieelectriciTD - lablou de distribulic; C - gcncrator: A - acumulator; AI'R -aparaturl dc proteclrc gi reglarc.

Octrvian CRICORE

irltcrcoucctiltc intrc clc astfcl incet sa sc oblina pcntru rclcaua mugistrali o structura.

;n cclc nrai multc cazuri, dc tip inchis. Astfcl, cu accst tip dc rclca sc rcalizcazir o

trcrltatc a rclclci nrai micl, o viabilitatc ntai marc Ai dc ascmcnca o flcxibilitatc mai

r-trirrc deoarece col'rsunratorii de puterc marc pot fi concctafi dircct la sursele sau TDplflsiltc in aProPierea lor.

Accst sis(crn cstc rcconlandat pcntru acronavclc dc capacitatc mcdic 1;i marc

(civilc gi nrili(arc, pi in spccial pcntru clicoptcrc).

3.5.3. SISTEM DI' ALIIVIENTARE CU ENERGIE MIXT

Pentru a imbina avantajele cclor doud sisteme s-a conceput sistemul de

alimentare mixt. Astfel, generatoarele sunt conectate la tabloul central de distribufieTcD (Fig. 3.16), iar consumatorii sunt alimentafi prin intermediul unor tablouri de

distribulic TD lcgate dircct la TcD. In principiu se realizeazl. o relea magistraldradiald, la care aparatura de proteclic ai comandd se transferd la TD, lasdnd astfelTcD mai pugin voluminos. De asemenea, refeaua este mult mai ugoard deoarececonsumatorii vor fi conectafi la cele mai apropiate TD, reducAndu-se atit lungimea eicit gi secfiunea.

Datoritd performan{elor sale, se recomandd ca acest tip de sistem sd fie utilizat

Pc aeronavclc militarc Ai civilc cu patru motoarc, avdnd un numlr rclativ redusconsurnatori de ntare putere pe ramificaliile refelei electricc.

Fig. 3.l6 Sistenr dc alimcnture nrirtC - gcncriltor: A - acutllulator: APR - aparrturl dcprotcc[ic Ai reglarc: TcD - tablou cenrral dc di:rribulic:1 I)- tablou dc distriburic

dc

J

'"1

J

,

J

I

I

I

J

-lI

I

L

L

I!l_

ti

it

I

I

3. Sistcnrul clcctrocncrgctic dc hortl

3.5.4. SISI'I]NT INDEPBNDENT DIi ALIMENTARII CU ENERGIIiI,ECTRICA

Acest sistc'm de alimentarc cu energie electricd (Fig.3.l7) a fost con

pcntru aeronavclc la care nu este posibila func{ionarea in paralcl a surselor elec

Fig. 3.17 Sistem independent de alimentare cuenergie eRctricl

de bord. In acest caz, reteaua electricd de bord se organizcazi pc cana

indcpcndcntc, numdnrl accstor canalc fiind egale cu numdrul sursclor, de dataftccarc sursl alimenteazd un anumit grup dc consumatori. Dc cxcmplu, in c

generatoarelor de c.a. acfionate direct de la motorul aeronavei, iEri reglajul turalinu este posibil mersul in paralel deoarece frecvenfa poate fi diferita. In acest crc(eaua rezultatd este destul de voluminoasd gi grea, iar sistcmrrl in ansanrblu a

viabilitate 9i siguranld in funcfionare scdzute.

l\ u [lc:

I.UCRAREA 7: STUDIUL APARATELOR DE PR|TECTIEA RETELELOR ELECTRICE DE BORD

i l. Scoput tucrtrrii

; Prin realizarea acestei lucrlri se asigur ntelor de proteclie a,l:1.]:P:^:9"jicc de_bord, studiut elemeire cum giiilicil;;;; calc experimentald a caracteristicilor amper-s

i 2. Partea teoreticl a lucrlrii

i in rinpul exploatdrii aeronavelor se po! produce scurtcircuite si suprasarcini, care (dacd nu sei inn'eprind mdsuri adecvate) duc Ia dereglarea luncliondrii normale a unor sectoare din reteauai electricd sau chiar a inlregului sistem de alimenrare cu energie electricd.i Pentru:

i,regtmurrrcr

i decupleazd

i Ca apa

i proleclie, aceslea din urmd indeplinind gii Principiul de lunclionare al sigura;n1 Jirut fuzibil al siguranleiise conecteazd in serie ci ciraitul protejat Si se , Joule dalorltd irentului':care il strdbate. Dacd valoarea r"rrentllui'"rri" nai nare dec6! cea admisibila suportald defirulifitzibil, aceste se topeSte Si intrerupe circuitul.; Aldtur.i de siguranlele fuzibile se folosesc pe scord largd in ovialie si aulomatele termice de', proteclie datorltd avanlajelor acestora:

se p.oate urndri pe cale vizuald starea automalulul (cuplat sau decuplat);- multiplicitatea dcliunil:- caracteristici mai bune;- utilizarea lor gi pe post de

f n t re rupdtoare de relea.

t t^l

Elemettul sensibil al tuturor autonntelortarmice de proteclie il reprezintd o placdbimetalicd legato prin construclrc cr

: mecanishul de cuplare.i Toate autonntele tennice seicottfeclioncazd dupd'o'schemd cinenaticd gi I,'

lelectricd unicd , in gabarile identice 5i se /. i--:------:--------------------------.: dco.rtbcsc nunoi , prin, p\rauetii plcicii i' , . , . . ..

binctulice (pentnt'a se asigura proprietorea de,.. rzr.. !r ,\!,! a. r.( , l.Tll inn rscltiulnltilita'ilh),'

F,.{ . I Curucteristica untlnr-stcundi' ldbil suu 'iz'.-"acliondrii autonatului tcrntictfunclie dc cureiitul ce'l strdbate se nunrcite caracteristica amper-sccundl a elententnlui de ploteclie;respectiv. In Fig.t se reprezinld forno c'aractcristicii pentru siguranlele fuzibile, pe care se itt1icd: cttre,ilnl critic 1,, Si nonrinal In.: Curcnlul crilic se considcrd acel curen! na-rim, pe care siguranlo respectivd il suportd un timp'hrtinit de nrurc in crtndilii'exlcrioare tktte. Curcntril nontinal al siguranlci se ia cu 20 + JQr/, 1,,r,i: nic dt'ctit curciltul critic si csre egal cu curentul notninal al circuitilui pr:otejttt.

79

Irc c 7

Montajul cuprinde:I - 2intreruptrtorbipolare;2 - inncruptrtor monopolar;3 - 4' bome de cuplare a

dispozitivului dc prorcqicstudiat:

5 - anrpcrmetru de c.c. dc0+50 A cls. l;

< ;-.---'-xt^- ^.. .-^: l06 - intrerupetor cu treipozilii;

7 - 8 rcostate ds'comandd a

curcntu lui pflndispozirivul de prorcqie;

9 - 9' contrctcle releului;l0 - cronomctru electric.

3.2. Modul de lucru

a

10.

3.3. Problcmc de studiat

tr-ccc pe pozitia neutrd.

s0

!q,tir! apurutclor dc protcclic il rclclclrrr clccrricc

['rlft'ti<' litttptil lt .rrJ(tL' u u,t('i .tst,u.'n.\t ,riguntnlc lqtinl!1' .fixtrlt, tnult ,r/ r/r, ,r/rrr11; q

<,ttttlttt'|dtt'l.,',,p.',..,|tlr0nnlliulniantbilnltid!ri8uroziltltcdc.,li|,r.iriiJirultti.|it:ihil.(u:d <'ot'odtt'r.r'rit'i/r'.sqgllrrr1t'lor./icihilc prt:inti o itnptri5tit'ra uprat.iuhilti.

Itt nuxl olisnuit sigtrrralt'lt' Jit:ihilt' t^tlrot'!i o .tupnt.rurt,itrti ttr: 202i tirtrlt lt, ,,,itr,r,, ,,ti,,,,t15l)'.'ur'ri,r't'r, sccu,tlc gi 100,)i<,tilctoft.ocliutti dcstcundc-

r

3. Annraturit ncccsari crccutirli lucrdrii

Se utilizcazl unnitoarele materialc:nrontajul de laborator pentru detcrminarea caructeristici anrpcr-sccundir;Sursc dc alimcntare dc avialic;

- Cabluri de lcgltura.

3.f . Descrierca montajul dc laborator

Montajul pcrmitc ridicarca caracreristicii amper-secundi pentru diferitc siguranle gide aviafie. Montajul se alimenteaal de la tensiuni de aviafic: 27y c.c.gi I l5 V c.a.

:ind astfcl in circuit dispozitivul studiat gi

.,--..,..,Sr'trccc intrc^rpirlorul 6 pc pozilia b gi sc citcgtc tiurpul ciit a durat ardcrcaIrrulttt

I,c tirnpul lucririi sc vor cxecuta dctcrmindrilc:

i/ ridicarea caracreristicii amper-secundd l 4+/ pentru diferite dispozitive dclnprotec{tc;ii) concluzii cu privirc la utilizarea diferitelor dispozitive de protecfie in funcfic dcselcctivitatea protccliei gi asupra instabilitdfii caracteristici]or'u.p"r_r""unaa.

4. Datc cxperimentalc si rezuttate

-l,l

I

J

I

inaintca dc inceperea expcrimentului sc cuplcaziconform montajului de mai sus;sc alimenteazd cu tensiune montajul, cronometrul l0;se citegte curentul cu ajutorul ampermetrului 4;

cablurilc dc

Cu prcincilzire Firi prcincdlzireIIA] t=a

Int.lsl

elIA] k=a

Inttlsl

timpul de ardere a dispozitivului dc protccfic sc ciitegtc cu ajutorul cronornctru

La bornele 4 - 4' se leagd dispozitivul de proteclie dupd care sc incintrerupitoarele I gi 3 iar intrcrupdtorul 6 sc trecc pe po2ilia a. Sc stabilcgtcajutorul reostatului 7 un curent di cinci ori mai nric-deiflt I" curent tblositpreincd.lzirea dispozitimlui. Pc urrnd se trece intrcrupitorul 6 pe pozilia b' gi,ajutoml rcos.tatului 8 se stabilcgte in circuit cgalcu 1,5 In dupd carcintrcrupatorui6

[,

i

aI

L

I

I

I

l

T

l

rIL

r:le'lor clcctrict'Octtvinn CRIGORE

4. MASURAREA PRESIUNII LA BORDUL AERONAVELOR

Mdsurarea unor presiuni (presiunea unor agen[i de lucru ca: ulei, combustibil,aer comprimat etc.) este necesard pentru controlul manual $i automat al unor proceseexistente Ia bordul aeronavelor. Aparatele care mdsoari presiunile se numescnranometre. Astfel, la bordul aeronavelor, manometrele se utilizeazd pentru.mdsurarea presiunilor din instalafiile: de combustibil, de ulei, de oxigen, hidraulicd gi-pneumatici.

4.1. METODE DE MASI.JRARX A PRESIUNILOR

I. Metoda gravimetricd - pune in evidenltr dependenp dinhe presiune p36s gipresiunea de mrsuratp6 gi coloana de lichid ft (Fig.4.l), printr-o relalie detipul:

'lPnY

Pats=Pr*h lO*'

Datorittr existenfei lichidului metoda nu estifolosit6 la bord, dar av6nd o precizie foarte buni.metoda se folosegte cu succes la sol pentru calibrareaaparatelor de bord.

Fig. 4. I Schema de

2. Meroda deforntaliror erastice - se bazeazi pe on""JlJl*""ffi':ot'

dcpendenfa intre deplasarea centrului rigid al unui .L,o.nt elastic cupresiunea aplicatd.

3. rleroda piezoel|ctricd - se bazeazd, pc lcgdtura intre sarcina electricilexistentd pe suprafafa unui cristal de quarrz gi fo4a de prcsiune.

-' Dezavantajut acestei metode se reflecti in faptul 'cd la cr.egterea

presiunii. cristalul se poate sparge. De obicei, metodi este folositd Dcntrumisurarea vibra gi i lor structuri i (gondolei motoare lor).

4. Irletoda nmgnetoclasticd - sc nrisoartr varialia unei mdrinri electricc -rcspectiv pernreabilitatea electrici, p - cu varialia fo(ci de presiune carcacIioncazd asupra traductorului.

83

5. fulcttntt pir':orc=i.stivd - punc in cvidcnli dcpcndcnld clintrc lczistcnlatraductor gi prcsiunea care sc cxcrciti asupril lui. dupa o lcgc dc tipul:

R=Ri - \t,

Aceastd mctodi scfoloscqte in procesul dercglare a tcnsiuniigeneratoarelor de bord (Fig.4.2), unde R cste rezistcnfaunei coloane de cdrbune,inclusa in circuitul deexcitalie al generatorului, R;este rczistenla intemd acoloanei de cdrbune, iar peste presiunea care esteexercitatd asupra coloaneide citre un clectromagnet.

coloandcSrbune

i

iI

II

I

I

6- Metoda rermobonducln'd - se bazeazd, pe schimbarea rezistentei unui fir deplatinS' introdus intr-un gazinert,sub acliunea unei fo4e de prcsiune. :

7. Iv[etoda oilicA - cxprimdmodularea fascicolului laserdintr-un rub siliconic de200 pm grosime, in care 4

se introduce fibra opticdmultimod, (cu o cavitare 3

mai mica decdtdiametrul fibrei optice)

1i,,.""",,:'J$::;L .j';' ->{osuprafafd reflectorizanti(Fig. 4.3). Penrru odiafragmd siliconicdrclaf ia dintre presiuneaaplicatd pc €d, p, Sideplasarea u,, este [5, 6]:

ti4

u.ndg-l-.q notat cu t - grosimea diafragrnei 5i cu rl _ diametrul diafrasnrei.85

Fig. 4.2 Dependenya rezistentei unei coloanecdrbune, func1ie de presiune

pde

Octuvirn CItICORI-_

Dcforrtraliilc mcrnbranci induc o modulalic in fascicolul lascr rcflcctar ;idctectat cu ajutorul fotodiodei 2.

Dint'e mctodclc prezcntatc anterior, in aviatic sc utilizcaza cu Drccadcrctrtt'tolo da.fbrtnetliilor ela.stice, dar si metctda piczoclcctricci si pia:orc:i.stiyd.

Daci mlrirnea mdsuratd de traductor este indicatd dircct cu ajutorul unordispozitivc mccanice, aparatul se numegte ntanonrctru nrccanic, iar dacd mirimeaInisuratl cstc transformatd cu ajutontl unor convcrtoarc in nrdrimc elcctricd, pcntrutratrstrritcrca la distanfi a inlormaliilor, aparatul sc numc$rc tpa,t()t,tctrlt( I t' t ! n tnr e c' cur ic sau I ran s m i I d to r d e p r es iun e.

4.2. CONSTRUCTTAMANOMETRELORMECANICE

t

Datoritd simplitalii constructive ti fiabiliteiii ridicate, manometrele mecanicese folosesc inci la bord cdnd nu este necesard transmiterea la distanla a indicaliilor.Estc cazul instalafiei hidraulice, pneumaticd gi de oxigen.

Itt Fig' 4.4 cstc prczcntati schcma cincmatici gi dctaliilc constructivc a unui

56

Fi-r. 4.,1 l\{anovacumerru dublu:| - -ecanrul aparatului;2 - inr.l dc ljxrrc.;3 -carcrsraJrrratului:4 - cadran:5.6_accindic:ltoarc; 7 - conrpensator de n. l0 - arc sni^l:| | - blrrc dc capsulc. ancroidc: | 1 - ruh: 15 _ bazrdc llxrrc a mccanisnrului; 16 - 5 lt) _ ccnrru ricid:2 | - tiji: 22 - hlocul cnpsulck'r ll. lJ - limirri'r:25 - tiili 26 - ,tx:2'l - scctor: lS - pinion: 29 - axul aeului indicaror.

t2a1 ilI

legdtura intre deformarea unui scnzor optic $icare trece prin el, Senzorul optic este construit

Fig.4.3 Schcma de principiu a unui senzor dc pr.csruncopr,rc .

I - llbrl optictr mulrimod: 2 -. fotodiodl: 3 _ diodtr lascrl { _ fibrropticl acopcritA i 5 - carcasl senzor optic drn silicon;6 _ c;rlrlrrc40pm x l05gm: 7 - suprafcll reflcclorizantl dirr All g _ dillia::lnll dins ilicon.

1D t'L- 43lGPa-wd'

298 9

56

2523 20 t9 tE t7 t6 t5

citrc senzorul dcnre\ n |l1c

I-t

J

IF

I

f:L

f

4 lv'lisurarca i la bordul acronavclor

astle'l dc l.rlano'ctnr cu. mcmbrani sau capsuld clasticd. Aparatclc dc acest tip.da.toritir scnsibilitalii ridicatc, sc utilizcazd ia nrisurarca unor prcsiuni dc valoarcrclativ nlici. Trcbuic spccificat ca, in cazul misurdrii unei presiuni absolutc.Inrnornctrclc folosesc un traductor clastic dc tip ancroid (inchise) ii aparatele sc mainunresc Si tnanovauttnel re.

TRANSMrTAro,{nel.n DE PRESTUNE (MANOMETRELEELECTROMECANICE)

lntereseazi caracteristica statici a transmildtorului 9i sensibilitatea lui, faprpeltru care in Fig.4.5 este reprezentatd schema structurali a aparatului, ..r. prn, inet'idenld transformarea succesivl a mirimilor intermediare din cele patru elemente

4.3.

l

rl

ri

,,

{

iit"

tt-.

It""

tL,

Fig. 4.5 Schema stnrcturali a transmilttorului manometric

conlponente:

i) Conclttcla de presiune - cste elcmcntul dc lcgdturd intrc mdrimca de intrarc pgi presiunea cu care se atace membrana elasticd, p', gi are funclia de transfer:

gi scnsibilitatea:

ii) Elementul sert'ribil ela.stic - traductorul dc prcsiunc care facc lcgitura irrtrcprcsi Lrrrc q;i <lcltlasrrc:

w = fz( It'),cu sensibilitatea:

^ drlJ:= d r''

iii) Mec'anismul de lransmilere Si mulliplicare - transformi migcarea liniara intr-o migcarc dc rotalie, cu caractcristica:

rp=fj(w)

Octavirn GRICORE

gi scnsibilitatca mecanismului:

s,= 9.gw

it') Traductorul de naturd electricd.mecanic intr-o mdrime variabill enatura traductorului electric poate fi:ca, convertoare electrice se folosecapacitive, cu o largd utilizare fiind crbloc este:

^dz"o= ea

Dacd se considertr cd deplasarea membranei welectricd de la iegirea transmilitorului Z ia i egaltr cu:

cu sensibilitatea:

cu sensibilitatea:

Z = fo( g),

Z=foAt (frz@D)

= k(po - p)- atunci mdrimea

(4.1.)

' : s= 1]s, =9=1,;"r,

r.t gp

' Rela;ia (4.1.) reprc.zintd.ecuafia transmiftr care, in general,este neliniari. penrru a o riniariza se utirizeazd b gofraj speciar, racare .relafia v, = ft(p) este neliniari, sau un cu caracteristicdneliniara care sI compenseze neliniaritatea totala

1.4. ERORTLE TRANST\!rTAro.rne loR DE PRESTU\E

.,r,,,,1l,,iilil,lhli"r,. transmiliroarL. s.nr nf"cr,rr" arf,i dc crori mc.todicc, ciir sictc

4.4.1. ERORILEMETODICE

Erorilc nrctodicc sunt provocatc dc unntrtoarclc cauzc:- dc

'rodificarea presiunii dc- intrarc datorita inrprcciziei prizei dc prcsiunc(conductei de presiune);

- nrodificarea presiunii Ia sol:

J. Nllsurarca nrcsiunii ll bordul acronavclor

- nlodilicurcil tclnperaturii nrcdii a coloanci dc acr atrtrosfcric. pc carc sc lucrrrisurdtorilc.

4.4.2. ERORILEINSTRUMENTALE

Acestc erori sunt provocate de urmdtoarcle cauzc:II

ihisterezisul elastic;variaIia temperaturii;ncliniaritililc introdusc dc cornponcntclc transnri fdtorului;frecarea in laglre;dezechilibrul pieselor mobile;existcnla unei presiunii remanentc in capsul6, in cazul determindriipresiuni absolute;erorile datorate traductoarelor clcctricc $i schcmci elcctricc dc m dsurarcadoptate.

4.4.2.r. ERORTLE TRANSMTTAIORUIUT DEDATORATE VARIATIEI TEMPERATURII

Acestc tipuri de erori sunt provocatc de influenfaambiant asupra modului de elasticitate al materialului dinelementul scnsibil elastic (capsula).

Liniarizdnd dependen[a modulului de elasticitate E, func[ie de tempcratura:

E=Eo(I-0rAO,

uude E0 c,stc rnodulul dc clasticitatc inilial in N/m2, cr6 - cocficicntul dc tcnrpcraturial lui E, iar Af = I - 16 este varialia de temperaturd.

Caractcristica elementului sensibil poate fi scrisd sub fonna:

p = Ef (u') = Eo(l - o+LD f @).

trndc'flrr') = krtr'* k-rtt'r.

8S

Octuvi:ur CRICOIIE

La o varialie'a ltri t, datoriti tcrupcraturii. corcspundc o variatic a dcplasrriiccntrului rigid al capsulei u,:

dfd* _ dr ,:,dr f '(,r)

qeP(-1.-1. I

(-1.5 )

Eo (t - ou Ar)r ./'(rr')

Daci inlocuim dcrivata funcfici elastice/din (4.3.) sc obline:

dw=

unel

Din formula precedentd se observd c6 eroarea Aw, cregte cu varialiatemperaturii A?". De asenrcnea, trebuie precizat cd odatd cu cre$terea presiunii demisurat p croarca crc$tc, dcci estc o eroare multiplicativd. Dc obicei. penrrucompcnsarca crorii dc tempcraturi, se realizeazd un mecanism cu bimctal de ordinulll prczentat in Fig. 4.6. Se observd cdbimetalul influenteazi bralul demanivcld dc lungimc a. Variaf iaacestui bra1, La, estc cgald cuincovoierea A/ a bimetalului. Pentrureglarca lungimii inilialc a bragului demaniveld d() estc prcvdzut un gurub.Pentru proiectarea acestor dispozitivese recomandd lucrdrilc [2, 3].

La elemcntcle aneroidc pentrucornpcnsarca variafiei tcmperaturii, se

realizeazl in capsul5 un vid cAt maiinai nrat.

PRESIUNE

temperaturii mediuluicare cste confcc lionat I

(a1\

Fig.4.6 \lecanism dc conrpcnsarc cu bimctal| -manireh: I - bicla; 3 - ax:.1 - brmcral

I'|

)

I

;

f1II

I

f

t.I

!-

fi

Lr

ilt,

I

tI

IIL-,

4. Mirsurlrcr ii h bordul ar:ronlvclor

't/

:i 11::j,

:1

f.,|"

.itr

,rtil;

.r'f',;.J

' ,4?'ri[.

I'y-

),l\'

.1,.

.{f

di.it+'

,Br

,'1'

\t

t1lj,',fiii'#r&

:$

Octlvirn GRICORE

5. ,MASURAREA iI'tAI,1TurII DE zBoR,f ..1 lj \.

: r,ti\iri,\,,:'i'.\rirrJ r,

5.1. I\|ETODETDE MASURARE A INALT|MII DE ZBOR r, ,{ ,j

:-rttlI;t

r,Ii iT:J

riJ lt t.

r ,,.ii.

, -! -

:6ffirj rr

. r1,1 , I t1'.:

I

t trl I

'(l'. tlttl,I')

'Lj

Indllimea de

1,,liFi:,,

';i : i.

distanfa':misurate, lacorespunzetor de pe*..r_tuiqurl.etru se

1'. /1 |

aeronave-iloate aveai'

,.I

suprafala pamdntului.?iiiiutet. de bord care permir mesurareanLrmesc allimetre.

in funcfie de t ca referinfd, altitudinea acelea$idenumiri diferite 9i eneral, diferite (Fig. 5.1).

'.\4r\h.q,,, (l.r)l L .

| :\ | (, r,,.r I ,*

Fig. 5ll !iClasificarea alritudinilor funqie de suprafala de referinld "

. pe un anumit aeiiiiti<im - altitudinea se numeste relativd - H,, care de, obicei.sc urisoard cii djdtorul mctodclor in

. pc punctul A";64!*f , carc sc gds acronavei - altiructitteadct'dratd - Ho,i"htrsurati cu ajutort ri; "r'

. pc o anulniti suprafa{tr baricd - a/tirri .i - IJb, .uti.it nrasolfi.icu ajutorul altiriidtrului.

, ,, aa

Pcntt'tt dcterrniriirefl altitudinii sc pot I'olosi rnai multe.metodc dL'.'.(.-!,ntasurarc: ;:lf,\iir ' ::-\f r-rq :

:,:tlii3 ir ;

l. M(t(,du borontetricd - punc in cvidcnli dcpcndL-ula dintre altitudinia H 5i

Dacd punctur a! lfFeiinla estc situat:

9

Ll 1,

- i f.it.

\a'':i)l

.-..,.q.r.1

,lt':,

5. lVlisunrrc'u injltinrii dc zbor

Itl.'rr't utili:irii.tnd olnmsfi'rL'xltttt.lurl u ultirut in 1925, iur in 1952 Or!:ttri:ttliu ,,Itrl.'ntilitt,,ill lt,lt,ittlic'Civili (t.C.A.0.) u rt'r'i:uit.lulcl.,.,.\i:it.,ut.,, lr,.()lriln.i;,tl nrlrtri'tt.'.'t'ltlill.'1,( lldn inlt\itfiinul. Ultcrirtr, l(t('1.'l,t',ttru il1,t,.),\\a,,'tt.\t.,,,.1ilr.1 uu li.r1,'.'t'i:uit( lt'.mui uulle ori lindnl cont .lc ui.turdktrila eJl'ctuutr, ('u ojutorul soralililor'!i'.trti.li.'iilli. liuilupt,nrntcarasco<'crvkiut'estavaloristandanlJiinlstobititdlo t00kn. {;'

Nitdttl :cro sL' <'bh|iderd lu srqtrufolo ocaanelor (nivelul mdrii).' Vulorile nrcdii ti,ulntist lt uit'elul nirii r.l,rnt: $;

7ir = 2li'i, /5 K = l5.l5 "C; ri

i

ft

i

ta-,

i;

.i l\t= ! ut,,t. = 1.01325. l7t t'u;Po= 1,225 kg/ut.

Vttlorile pantru O',"f,tTtcir a!titutlincu sunt (larc in Tubcluli. / t I ].'p,"T'9I ri! li

7r,, = /,0/-rl-i ld Pa.'t

Valorile utnros.ft'rci standunl . Tahelul 5Altilttdine

IL |utlPrcsiune'' plpo

Densita!eo. tks/nr I

TenperalurdT.IKI

Vitcza suuelului,t't o, lm/sl

0t000200030004000

t,0w0.88700,78460,6920n 60Rt

t,22501,u 17I,00660,90930,8 t94

288, r 5281,65275, I 5268,66262,1 7

,t 340,29'336,44332,53328,58324,59

50006000700080009000

0.53340,46600,40s70,35t9o 1040

0,73640,66010,59000,525E0,467 t

255,68249, t 9242,70236,22229.73

320,s53 t6,45

. 3 t2,31308, I I303.85

t(no0I ta00t 2000t 3000t1000

0,26 t 50,2240

.0.t91s0, r6360" I 399

0,4 r J50,36480,3 t t90,26660,2279

223,252 t6,772 t6,652 r6,652 r6.65

:299,53295, I 5295,07295,07295,07

I 500016000I 7000I 800019000

o.tI950,t0220,08710,07470.M38

0,19480: I 6650t4230,t2t70.t010

2 t 6,652 l(t.652 t6,652 16.652 t6.6s

295,07

. . 295,07' | 295,07

, 295,07',1,':'.t i295.67

200002t000220002-t00021000

0,05460,04670,03990,0342'0.:02e3

0,08890,07570.06450,05500,0169

2 t6,652 t7,582 t8,572 t9,57220.56

295,07295,70296,3,\297,05297,72

2500026000270002800029000

'0,0252

0,02 t60,0t86

,9,Q,t6p0.0t37

0,0J0 t0,03430,02930.025 t0.02 t5

))t ts222,51223,54224,53))i <)

' 29,\,.19:,,;;,299,06

299,72

| ' ,300,7930 r .05

-t(xnqt0000500006000070000tia00090000t(n000

1.t0.t0-'2.83. IO-'7,87. t0t'2.2];J.o'5.4s. l0-1t.02;r0'tt.iltft.a2.97. t0r

t.8J.t0--1.00 t0-'t.03. t0-'1,06 I0-8.75 t0-:2.M !0-'3, t7. t0-o1.97.t0'

.226,5 t2 50.3 5270.65255,772 t9,70t80,65ft10.65

2 t0,02

301,7 r3 17, t9

.tr\\329,i10

, ,3.19,90, 295,07' 't 269,41t tt'\ag,ql.,'290,52

,:r

l.!

3.1

rJ.

.-l Lq'i'93

Octavian GRIGORE

Altimetrclc carc funclioncazi pc principiul varialici prcsiunii cr.l

irrirf lirrrch'.{c ntrnrcsc olti,,tctt'( httronrttrice $i sunt, in lirnd. manourcrrc pcnrrrlprcsiunc'absoluU.

2. Metoda radioleltnicd - se bazeaz6 pc fenomenul dc rcflexie a undelorclcctromdgncticc. Aparatele de mesurarea a altitudinii realizate pc accstprincipiu ,se nurncsc rodioaltimetre. Accstca pcrmit misurarca timpuluincccsar unci undc clcctronlagrlctiCc pcntru a sc propaga dc la acronavi panila sol $i rctur. Datorita accsiui fapt, acestc tipuii de iltin,.rr" au o prec'izicridicatd'gi sunt absolut nccesarc la bord in spccial la cvoluliilc criticc -atcrizare'gi zbor la altitudinc mica.

T"oJ p" principiul mdsuririi timpului necesar propagarii radia[ici dircctegi rcflcctatc funclioncazi Si altinrctrele oilice. Acestea funclioncaza pc bazaunor cmif5toarc cuantice dc lumind (laser) gi sunt aparate in studiu pentnlavialie.'''

I

3. Metoda inerqiald - se bazeaz\ pe mesurarea componentei verticale a .-laccele{a}iei aeronavei gi integrarea ei de doui ori. Aparatul care foloseqte I I

aceastl metode de mdsurare se numelte altimetru inerlial gi estc compus r

dintr-pn acceleromctru gi un dispozitiv dc integrare.

4. nizdrii - se masoard cradul de ionizare a atmosferei in functie de

td de PamAnt. I

I 1l

Dintrerihi:todele prezentate anterior in aviagie, cele mai utilizate sunr tneroda i

bu ro r t r c t r i c d .5i' n e,tod a ra d i o t e h tt i c d.i I -l'+++4,

r,f .;l'..! r:t-.r .i.

5.2. TEORIAALTIIVIETRULUIBARO}IETRIC!', tri

; ,:in, ;

Din capitolul precedent s-a aratat ci mctoda barourctrica dc misurare a

altitudinii sc bazcazi pr' dcpcndcnta dirrtrc prcsiunca atntosfcrica (statica) 7r ;ialtitudinea l/: -i'-

^ - flUlI' _Jttt/

Il

La stabilirea formulelor barornctrice rnai f;buie avutcdintrc grcuta(qa Spcci fi ca a acrului gi a ltitudi nca:

rilll';,

r'1'lillr l.'.

qi, de ascrnen€h, variafia temperaturii ?"cu inal!imea:

7' = Iz( tl ).

T= I(H)'

(5.1.)

in vcdcrc de-pendenta

r51t

(5.3.1

tlI

;'l

t-J

Ll

I

Vrrrialia tcurpcraturii acrulrri cu inillimca estc spccifica riin Tahcrttr 5.1pr)atc aproxima cu scgmcntclc dc drcaptS exprimatc dc urnrltoarca frrr

5. lvlSsurarca ini inrii dc zhor

prczcntat, in Fig..5.2:

T(H)=

T,-r,(H-H,)4 =const.T, +tr(H - H,)

| =const.

T, -rr(H - H,)

4 =const.T, +tr(H - H,)

unde q este gradientul de temperutura ulstratului atmosferic "i". Se poate observaugor, atAt din Fig. 5.2, cit 9i din (5.4.), cn peintervalul de interes He 10, 100 kml varialiatemperaturii are trei intervale constante,doud monoton descrescdtore gi respectivdoud monoton crescdtoare. pentru acesteintervale gradicnlii rcspectivi sunt:

ctre substituite in (5'5.) dau expresia:

YdH + dP =Q

Jinind cont de ecuafia gazelor perfecte:

p(H)v = GRT(H)

gi de expresia greutdlii specifice ,=9 1und"

N=29,27 ml grad), rezulti:..____t_' Rxf(H)

O!'txlian GRlC(-jltE

pt. 0<H<llkmpt. ll<H <2lkm.pt. 2l<H <46km

pt. 46< H S 54 km

pt. 54< fl ( 84 km

pI. 84<H <95km

Pt. 95< H

Itl0 110220 190

Fig. 5.2 Varialia rcmperaturii aerualt itudincu

inlocuind pe (5.8.) in (5.7.) 9i separdnd variabilele,

presiunii atmosferice cu altitudlnea:

1_s.6.)

(s.7.)

constanta gazelor perfecte este

(s.8.)

se obline dependenla

(5.e.)

[ac =t xau

ldF = Adp

i=1, 0<H<llkmi=2, ll<H<2lkmi=3, 2l<H<46knri=4, 46<H<54kmi=5, 54<H<80knri=6, 80SH<95km

Tr = 6,5 o/km;

T2 = 0 o/knt;

tt = 2,73 nlkm;

a! = 0 o/km;

Is = 3,42"lkmiTr = 0'/km.

clp _p

Hlkmlr00

90

80

70

60

50

40

30

20

t0

0

clG+dF=0

orin intermediul lui T(H) dat de una din relatiile (5.4.).

Ca valoare iniliald de integrare a ecualiei (5.9.) se ia presiunea atmosfericd

normald pe corespunz5toare lui H = 0 9i I= 288,15 K.

De cxemplu, pentru stratul i =1, corespunzetor altitudinii 0 + I1000 m. variagia

lui7'(Il), conlbrm (5.4'), estc:7'(H)= fo- 7'11'

carc introdusa in (5.9) ne conduce la:

(s.10.)

Rx ( 7,, - r, I/)(-5. r r .)

0 9i //, s!' oblincPrin intc,cral'ea lui (5.1l.) intre linritele p6 5i p, rcspccti\'

forntula baronrelricit slandard corcspunzitoare lui 0 +- I1000 n:

(5.r2.)

T

lui

Pentru a deterrnina legea altimetruluibarorle-tric se izolcazi din atnroslerd o coloanade grosime elerncntard dH Si sccfiunc A,asupra cdrcia actioncazi fo(a dc grcutatcclcnrcntali r1G ;;i forla clcrncntarir datoratirJrrcsiunii d1t, dl? (Fig.5.3). [:clrilibrul forfclorlusupm coloanei z/1./ cstc:

dnclp _t,

r=r,,(r -+l'.I)ar cxprcsiirc forIcror clcrncntarc srnt: Fig' 5 3l]chilibrul asup'a colo'rrei dcacr

95

Stratul I

0... I I ,=af,-f , )'-l ,t'L lP.,/ lH =11a

RI" 1*falm \Pi

II =46+Rf",n*fP*m lP

Stratul I

80...95 H =gg* R?,n

'.r|,Ztlm \P)

Oc(avirn GRIGORE

I

-'lII

-'1II

,luta

arcace

dorcspunzittor iniltirnii dc | 1...21 knr, tcnrpcratura ntcdic sc calculcazd conlbnn Fig.5.4 pi rcla!ici:

A = HTrr + H 1(To - T1)/ 2= I,."uH =+

'u -7, H r,,

4n"u =4, -T i (5'l+'1

Cu accstc prccizlri, forrnulelc pcnrru calculul altitudinii dcvin:

pcnrruHsllkm: p=po*n(-=1-J "=R4,,.u,"f+J'l' R?'*u/ "'""'[/''l

iarpentru ll<H <21km:

p= po".rl*6;ffi*a,}" =*[r, .(o+W]'"[+) (5,s) i

Erorile ce se comit, aplicdnd formulele aproximative ale lui Laplace, in loculformulelor exacte, nu depagesc I %.

5.3. CONSTRUCTTA ALl'rMr*UrO* BAROi\IETRICE

DatoritA dependenlci presiunii atmosferice (staticc) de altitudinc, problcmamisurdrii altitudinii sc reducc la misurarea presiunii. Prin urmarc, altimetrul esre unmanonretru pcntru presiuneabsoluti, avind forma I

constructivi din Fig. 5.5.Carcasa aparatului este

pusi in Icgatura cu priza dcpresiunc statici 6. La.r'arialia .

altitudinii, presiunca variazd giea, iar capsula ancroidi 8 scdcfonncazi pundnd in nri5carctnccanisnrul aparatului ;i acul r,:_ < ! c-L-indicaror cadranur "pi,,il;i , l'it ,ll.?,lif !'1d;l,'ff,'l;:i:,:iH:?iil,:f:T..,Jj:;,",

Ohsen utii

De obicei, in locul formulelorbarorrrctricc (5.12.) gi Tabelul 5.2 pentrustraturilc I gi 2 (cclc nrai uzualc in aviafic),se foloscsc rclaliile aproximativc numitefonnulele lui l-aplace. La stabilirea acestorlbnnulc pcntru tenrperaturi sc ia o valoarcntedie. Astfel, pentru stratul l, corespunzdtorinallinrii 0... I I knr sc ia o tcnrpcraturi urcdicIr',"J = (Tn + Til/ 2. irr pclrtru sl.ratul 2,

ith:.,p

u Trr

Fig. 5.4 Crafic pcnrru culcululpcntru Fornrulclc lui Laphcc

T t',:Iti I . (

estc etalonat in krn, ntctri sau bicltr-manivclil;5 - conducti dc pre:iurrc: 6 - prita dc prcsiunc srarict

picioare. 7 - crrcrsa aprrrtului: ll - crpsul;) aneroidi)

Itttcrcscazd caracteristica statica (ccualia scdrii) a aparatului. fapt pcntru carc in l

liig.5.6 cstc rcprczcntilta scl)cnra struc(uralii a aparatului, caro punc in cvidcnlir --'transfortttarcit sttcccsivi a ntdrimilor intcnncdiarc din ccle trci clcrncntc conrDoncntc:

w=fl1t);

tL!,

L

I

L

5. MJsurrrca

D =.f:(

Q=.f:(b=!L[].z.

Daci sc considcri cd deplasarea membranei n, = k(/rp _nrdsuratl E vali egald cu:

unde s-a considerat cdvariafia funcliei p(Il) este

altilnctrcle sunt pre vezute cu doui aceindicatoare gi cu doud scdri pe cadran. C6ndunul dintre ace (respectiv cel care misoardcxact altitudinca) cxccutd o rotalic intrcaglla varia[ia cu 1000 m, scara corespunzdtoareavand diviziuni cu valoare de l0 m, cel dlaltsc dcplascazd cu o diviziune, dc fapti ndicand grosicr alritudinclr.

Afigarca altitudinii pe cadran a unuilstfcl de altintetru este prezentata in Fig.,5.7. iar schcrna lLti cincmatici in Fis. 5.8.

pc acrodrom poatc fi difcrita dc accasta apar erorileirrtrcg mccanisnrul imprcuna cu capsulcle ancroidcAcesta poate fi rotit cu crentaliera 9 in jurul axuluirotc$te 5i cadranr.rl baromctric I , (ale clrui diviziuni se

Dupd curn se obscn,d din relagia Fig' 5.7 Cudrrnul untri altimctrul cu

(5.15.) indicaliilc aparatului sunt corccte afi$are mixtr: analogicd (acul indicrror)

nutnai daci p0 = const. Dcoarccc prcsiunca gi numcrici'i (contor ctr rolc)

--:ro, pc cadranul baromctric trcbuic si ficul rcspcctiv. Daci pc cadranul barometric

)aratul va indica altitudinca fata de nivclulaparat pentru altitudini medii 9i mari nu

| 20 m, iar Pentnr H = 0 m sunt de t l0 m'

Fig. 5.8 Schema constructive a altimetrului cu doui ace indicatoare

I - cadran bromctric; 2 - rc plat; 3' l2 - compensatori de temperatura cu bimctaL'

4-bicll;5-conlragrcu(ltc:6-batcriedcctpsulc:7-arcspiral:8-roatldintatA'9-crcma|icrl:10-axtubu|ar;l|-pinionl|]-roatAdinlatal|J-scctordin|atll5- urborc: l6 - gasiu dc montaj'

lbse'n' u este caPtata la v ' a

apdrut a accsteia' Acea in

piincip I M dePinde la ri ea

statica va fi fdcutl duP tti

presiuni.

5.4. ERORII,E AI,TINTETRELOR

irr gcncral altirnctrclc baromctricc stlnt afcctltc atit dc crori ntctodice' cit $i dc

erori iustt'utnentale.

5.{.I. T'RORII,E I\IIiTODICE AI,I] ALTINII'TRELOR

Erorile lnctodice sunt provocatc dc unnatoarelc cauzc:

- r'ariatia rclicfului solului;

Octrviirn GRIGORE

"r.ri"[;+.inB, J-0 ;

+Y^).',"u"1-u'] (s,=tl*,'"{*,.f,

li

trtel rtrl i ce. l)cntrtr elimi narL-il lo|sunt l)tontatc pc suportul 16.f,

acelor indicatoare. Sinrulturr icrpot observa printr-un decupaj),il

I

---{

i,,- nl

FTIIIIl_Tl

rt9Ilsr7 tooo I

metrl

,r 6

F._ '

)o

t'r-c-

:3-

ig

=N-7

-\-t

\o\I

I

/Q)lqtl

, {'atl-n/

L?II

j9.,5:i;+:

9S o()

'tb'

- nrrldil'icarcr pr.csiunii h sol:- rrr.dirlcarea tcnlpcruturii

'redii a coloa'ci dc acr atnlo.sl'cric.

5.4.1.t. DROTULE AL].il\tETuELOn DA.[Ott^l.ERELIEIIULUI SOLULUI

Eroarr'-a AH1 datorata vnriaf ici rcricfurui sc poiltc cxpri'ra astfcr:

AJ:I1= 11,- Pu,

vAlUAl't[lt

lffi&!a

ffi

(5 | 7.)."T

unde f/, este altitudinea terenului survolealtitudinea faF dc nivelul mirii a punctulzero aparatul. Eroarea Afl1 poate fi evaluasunt specificate valorile lui tlr. In cazul dirdat6, corecfia - aH1 se poate introduce automat cu ajutorul unui dispoz.itiv de,programare a cirui vitezd de rotafie trebuie si fie proporlionata

", uii.ro u*nuu.i.-lita

5.4.1.2. ERORILE ALTIMETRELOR DATORATE ir,IOOI r-rCArui].PRESIUNII LA SOL '-"^"'Ii

:,tff,r1"j..""T1:1":.i h :":^dif:i normatc dc presiune gi tempcrarur a, po=,,,,.

l:.i,.'ii. Ly:, 1,,: 398 K si-t : ;;rb;; ;dl"ft ;T#fi ,'J ;Hf,:""njL,'

fr ::**':.: :' j. "0*'j t:':

_i:l l1T (s r 5. ) ap i', ..o.i ;; ; tu il ;; o 5ii;' :; o Ji li iJ,.lnccanic prin me toda explicatd la paragraful anterior.t.Daca modificarea presiunii p,)la sor are roc dupa decolarc, aparatur va indica'*i::: l:li:):1, ::1li n.n,* u

"ou,.o *ur ;;- ;fi ;;;;;' ;i"d ;n' H':;

ill"#:li:l,t:::lil:,T::-*:i 111.":tu'.i?r a fost po , i,, Jupi;;ffiffi;:i';;,;':in acest caz aparaturlo inai.o, conform ro.;rl.i tl iili:iilffi'""j;

H = R4*u Inl ZiI I

\p )

in timp ce indicagia corecte ar trcbui si fic:

(5. r 8.)

H, = R 4*u ,"[f )

100

Impa4ind cclc doud rela[ii sc obtine:

(5. r9.)

iar indicatia colccti ar trcbui sh fic:

l0

()ctu iurr (iltlCOltl:

i4'It,=Hln/r'-ln/r.' In yr,, - ln 1r

ilrr ctoarca absoluta I'a fi data dc:

LH r. - H, - H - r,ht P, -ln p"

lnp,,-lnp

$],,t

Pcntnr contpcnsarca accstci crori cstc

poatc fi comunicati prin radio cclripajului.lbmulclc (5- l 8.) ;i (5.1 9.):

(5.20. )

(s.21.)

ltcccsar sa sc cunoascl prcstunca /)r. care

Eroarea AHl sc poatc obline dircct din

(s.22.)

(s.23.)

H r.= H,- H = RT","ot"[a )\P" )

Daci se notcazd cu pr = po+ Apo rclalia (5.22.) devine:

Practic. dacd AP"

<<I)o

n,=R4"*,'"['-*)

l, expresia (5.23.) se poate scrie sub forma:

sol

AnH, = RL*u a. (5.2'+.)

lru

ln coucluzie, eroarea Aff; este propo4ionali cu varialia Aps a presiunii de la

5.4.1.3. I'I{ORILI' ALTINIEI-I{ELOR D.\TOITAI'E ]\IODIFICARII1'EI\IPEIIATUItII I\IEDI I

Eroalca AHr dirtorata modificarii tcnrpcrrturii e-fcctivc 4i1,, , iala dc valoarca eistarrdurd I,,,",1, sc calculc-azi tot cu ajutonrl fonnulci (5.15.).

lndica[ia aparatului cstc deci:

(5.i 1s = R4it l'[+ )

I

-'l

j

I

I

7

E.

Ii; .

l,:

it,

I

i ..,

Itlistrnrrc:r irrirllirni i dc ztror

H_dc' unde., prin intpi4irc. rczultil:

Accstc crori s[rnt provocatc dc unndtoarclc cauzc:

- histerczisul elastic;- varialia tcmpcraturii,- ncliniaritatea ecualiei scirii;- frccarca in la-narc;

- dezechilibrul pieselor mobile;- captarca imprecisit a presiunii staticc;- cxistenta unei prcsiunii rcmanentc in capsulir.

Primclc doud erori sunt proprii oricirui manonrctl..r r.rL-caric.c-stL' cleclronrecanic, nr.i inter'in erorile instrunrentulc datoratcclcctricc 5i schcmci clcctricc dc rnasurarc adonrarc.

5.4.2. ERORILE II*STRUMENTALEALEALTIMETRELOR

Octrvian CRTGORE

tlifcrcnli se datorcaza histcrczisului elastic, fcnomen dc rcurancnfl propriu tuturorrrcurilor. Pentru nricgorarca crorii provocate dc accst fenomcn, capsulclc sc

rr.rlizeazi din matcriale spcciale, adoptdndu-se o tchnologie dc fabricalie care- sir

..lirninc rcmanenta.

5.4.2.2. ERORILE INSTRUMENTALE ALE ALTII!{ETRULUIDATORATE VARIATIEI TEMPERATU RII

Aceste tipuri de erori sunt provocate de influenla temperaturii mediuluiambiant asupra modului de elasticitate al materialului din care este confec[ionatelenrentul sensibil elastic (capsula).

Liniarizdnd dependenta modulului de elasticitate E, funcfie de temperaturd:

g = ro(t - crrAl), (5.29.)

unde Es este modulul de elasticitate inilial in N/mz, Ge - coeficientul de temperaruraal Iui E, iar A?n= I- Ie este variafia de temperaturd.

Caracteristica elemcntului sensibil poate fi scrisd sub forma:

Unei

p = Ef (w). (5.30. )

a lui E cu AE ii corespunde o varialie a lui p cu Ap, adic6;

= 7(rr.)AE =l( E6asLT)= - : P :=i(- Euauar)=E' Eo(l -auLT) (5.31..1

=+(- ElyapLT)=-aEpLT.E6

ncglijindu-se la nunritor ponderea termenului o.sAT fagd de l.

Dlcir sc cxprirni acurrr eroarefl de prcsiunc Ap in valori

( .5.I (r,

Itf.tl

!{'bfr!'t\

15 ?ll r 'ilt I

Notirrd pe 11- It + Lttt $i 4*, =I".Ju +A7", rclalia (5.27.)dcvinc:

LH, ={n.' r:1,

Avind in vedere cd. A,Hj este proporlionald cu FI, aceastimultiplicativd. pentru introducerea cordclili AI13 este necesar sdtemperatura efectivi medie a aerului. in acest scop se masoard ra bordmediului ambiant, iar temperatura de ra sol se comunicd prin radio.

tai:€roare €Ste..:

se cunoascd i'i

temperatura i

varialii

LonAE

A,p -

Daci'i altintctrultrad rrctolrrc lor

5.4.2.1. ERORII-E INSTRUMENTALE ALF]. ALTINIETITULUII)ATORATI' IIISTERtrZISULUI ELASTrc

Lp=6tLH=-cuA7ir.

unde (s estc gradientul baric vertical 9i dacd tincnr cont dcpresiunii cu altitudinea (5.12.), este egal cu:

alc marimii dc misurat.

li 11r

expresia de varialie a

sclls[-a trn ciclLI collrlllr-'t dc func!ionarc, caractcristic:r rr'. = l(tD la var.iaIia lui // irr

crcsciitor, rrrr coinciclc cu caractcristica rr'1 =.,f(Fl) pentrLr // dcscrcscltor. AccastirI0l

0-r

:li:

- d,, -_l,u *(t(,'=lF ta4,^|.,

Subsrituind in tS.lZ.) pc (5.33.) 9i (5.12.), oblincn:

A.fI= dr R(Io _ t//)A.

Din fonnuh prcccdcnti sq obscrvir ci eroarca Afaditivri qe RfoAI pi cealalt[ nrultiplicarivtr crs RtH AZ.conlponcntc, in construclia altirnctrului sc prevcde un nbinrerar, denumir de ordinur I (Fig. s.zo). n'clstn esre format dintr_o pracula bimctar.i,1

ffil[",; f."ii::n,::"c;:fr: ;',1d ar

'capsurei, ;u,

""tlut"i^,ig.rii / se race cri'1,,

altimetre se lcjlosesc . anrbele , _----!compensaroare, primul pentru teroarca aditivi, iar cel de_al doilea bnut"al penlnr eroarea multiplicativ,i. Fig. 5.7 Mccanisme dc conrpensar.c cu binrcr'lcPentru proiectarea acestordispozitive jr*"iimpcnsrtoarc rJc or<linul I: b - conrpcnsf,rr)nrc dc

se recornanda lucrdrile [2, 3]. i--.l"i""r", 2-bicla; 3_ax:4_ birrrcrat;5_nrcrnb.ntr:

- . Compensarea componcntei n 'il:multiplicative a crorii de tcmpcraturr 4 ---.ji "Jt

, '.1;se realizeazd cu mecanismul cu

^'--.:Eq:J... li

brmetal de ordinul II prezentat in Fig. f:-l.-^----^>._-) :l;-\\ ,i;

tnfluengeazi bralul de maniveli de ^.^, 5 'i.:lunginre n. variagia acesrui bra[, Aa, S\iottt .r

inilialc a bralului dc nianiveta .,i"rt" ----'3

,!,,prcvizut un gurub. Dc rcguli, in 4--/- t#{K\[. "*]--=-.-

,, '

5.4.2.3. DRORILI INSTRUMENTALE ALE AI,TINII,l'I{UI,UIDATORATE NELINIARITATII SCANII

lui nu au caracteristici pcrfect liniare,na la o caractcristica rczultanti corrrnlct

, . J;,f :'lli,ff i [i #: Ii:*? ?.',:l ;:izutc in accst scns (sc prcvad nrccanisrnc .!

j

il

5. lvlirsur;rrca iniltinrii dc zhor

0-ll0_s

Octavian CRIGORII

5.4.2.4. ERORILE INSTRUNIENTAI,II ALIi ALTIMETRULUIDATORATE FRECARILOIT iN LAGARE

Pcntru cvaluarea erorilor provocate de frccarea in lagarelc tnccanisrnelor de

rrlnsntisic Ai multiplicarc sc prcsupune c5, in scopul invingcrii ctrpltrrilor de trecare-,

cStC ncccsar sd aclionczc O prcsiunc Apr pcntru carc acul indicator nu sc rotcstL-.

Accstci cddcri dc prcsiunc A21 ii corcsputtdc croarca A//1 dc ttrasurarca a altitudinri.

flstlcl, pcntru varialii mici alc lui A2 9i AH se poatc scrie:

(5.35.)

unclc (rr cstc gradientul baric vertical care:uc valoarea datd dc (5.33.). Conform

(5.35.) eroarea AI{ (datoratd frec6rii in lagire) este egald cu:

LP,=#LH,--(^'M:,.

I

LH.= ' LD,.'r !tl

(5.36.)

Dcoarece gradientul (s scade cu cregterea altitudinii, inseamnd cd crorile

datoratc frccirii sunt mai importantc la inellimile mari dccat la cele mici. De

rexcnrplu. l', = 14, adicd croarea 6H1la H = 20 km este de 14 ori nrai nrare declt la

C=,

H = 0, presupunAnd cd frecarea estc aceeagi.

Acesta este unul dintre motivele principale care determini crcatcrca erorilor

altinrel.rclor barometricc cu indltimca.

5.4.2.5. ERORTLE INSTRUN{ENTALE ALE ALTIMETRUI,UID ATO RAT E DEZECHI LI t} RU LU I PI ES E L O It NI O B I L I'

Dacd picsclc destinate sd exccute nrigcari dc rota[ie sunt incorect echilibratc.

llcL.stca crccazd cupluri pcrturbatoarc ale ciror valori dcvin destul de nrari in tinrpul

zborului cu suprasarcini. Pentru invingerea acestor cupluri cstc nccesara o atttttttita

prc.siune Apa, cdrcia ii corcspundc o croarc Afla in indicaliilc aparatului. Consecinlelc

accstci situalii sunt identice cu cclc lncnlionatc antcrior. Pentru clinlinarea accstor

erori, sc iau o scric dc rndsuri dc ordin constructiv: picsclc mobilc sc cchilibreaza

corcct, sc utilizcazi capsulc cu suprafald efcctiva cdt mai lxarc ctc.

Ii

I)

tl

I

Iil

;;: i

+-

t07

5. l\lisurarca irrallimii dc zbor

iisi5.4,2.6. ERORII.E INSTRUI\,IENTAl-ti AI,E AI,1'I]\IIiTRI-II,UDA'ORATE CAPTARII INTPT{I'CISE A PRI'SIUNI

.S1'ATICIl

Daca prcsiunca statici sc captcazi cu o eroare oarecare A7r., cratoritconstrucfiei gi locurui de prasare iniuficient de corecte u pri,."i de presiune paeronavd, se producc eroarea:

1&aH"= r Lp". (5.32.tt9 g '. t;.!

$i in acest caz croarea depinde de gradientut baric verticar de artitudine. 's-

#

"j5.4.2.7. ERORILE INSTRUMENTALE ALE ALTIMETRU,U' $DATORATE PRESIUNII REMANENTE DIN

';;ilil.-"' i;

Cu toate cd in interiorul capsulelor aneroide se realizeazd.un vid inaintat, totugJexistd o presiunc remanenti p,. La varialla temperaturii anrbiante, presiunca p, semodificd cu valoarca (5.34.\

np,=H

circia ii corcspunde o eroare de forma (5.37.).

Pentru eliminarea acestc'ia se impune rcalizarea unui vid foar.te inrintur incapsuli astfcl incAt 2,= 0.

t

(l n r nrr'

Nume:

: .f( LUCRAREA r: IvisuMREA ixAtTttrttt DE zBoR

:.2. Partea teoreticl a lucrlrii

| 2.1. Metodc de misurare a inilfimii de zbor: inollimea de zbor sau altitudinea - fl, se definegte ca distanla mesurate, la verticala locului.i intre centrul de masi al aeronavei gi punctul corespun2itor de pe suprafala pdm6nrului. Aparatele de

. bord care permit misurarea acesrui parametru se numescaltlrrerre.

i in funclie de puncrul luat ca referinld, altitudinea actleagi aeronave poate avea denumiri diferitei qi valori, in general, diferite (Fig. l).

DacA punctul dc rr'fcrinltr este situat:. f a nivelul mltrii - altitudinca se nunteSle absolutd - Ho*i. pe un anumit aerodrom - altitudinea se nunettc relativd - H,, carc de obicei, se mtrsoard cu

ajutorul mctodelor ine4iale:. pc punctul dc pc sol, care se giiscgte Ia verticalr aeronavei - olritudine adct'tit'trtd - H".

mlsurati cu ajutorul radioaltimctrului;. pc o anumiti suprafali baric[ - altitudinc boronclricd - H6, care se mlsoari cu ajutonrl

llti nretru lui.Pcntnr dctcrminarca altitudinii sc pot folosi nrni multr'nrctodc de nrlsurarc:l. itletoda barontc'tricfi - pune in evidenli depcndcnla dintrc altitudinea H 5i presiuncrt' atnrosfcrici 7r, printr-o relalic de tipul p = p(f/). Trebuic subliniit faptul ci aceasti

dcpcndenli sc modifici funclie dc latitudine, de anotimp, de starea rremii, gi de raporttrl zi

- noilpte.Altintctrclc carc tlnclionclzii pc prirrcipiul vnrirlici prcsiunii cu inilllimcn sL'tlut'ttcsc

ttltinetre honnttlrit'c 5i sunr, in fond, utanometrc pL'ntru prcsiunr' absolutr.

2. Iletoda radiotchnicd - se bazeazd pe fenonrenul dc rcflcxic a undelor electrotnegncticc.Aparatele de nrdsurarr.a a altirudinii realizate pe aces( principiu sc numescrrtr/toaltintclrt.Tot pe principiul rndsuririi timpului neccsar propagirii radiatiei directe 5i reflectittc

functioneazd Si ultitttetrele optice. Aceslea funclioncazd pe baza unor emildtoar!- cuantice

dc lumini (lascr) 9i sunt aparate in studiu pentru aviqie.

3. Lletodu incrliala - se bazerzi pc mlsurarca componentei vcrticalc' a acceleralici aL'ronil\'ci

gi intcgrarea ei dc dour ori. Aparatul carc foloscsle accasb metodit de tttisurarc sc nutllc$tL'

ullinrelru ittcrliul.

(-5.38.)

.-..4.?r.ii,rr}i_:_.

Fig. I Clasificarea altitudinilor funqie dc suprafala de referinti ''(-:

l-rrcr lr'cir I

It[\'tiisurarca inirllirni i A" ztrur,t

Dintrr' Incto(lclc prtzcntntc antcrior irr rvialic, cclcil !tol., ru d i ot cl t n icd.

2.2.'fcoriaaltinrctruluibaronrctricPcntru n dr:t{:nnina lcgca altimctrului barontctric

grosimc €l!.rncnlartr /H 5i secliune A, asuprr cEreiailclioneaztr fo4r de grcurate elementanl r/G gi forlrclcrrrcrr(er5 datorat:I prcsiunii dp, dF (Fig.2). Echilibrulfo4elor asupra coloanei dH estc:

lG+dF=0Dar cxprcsiilc fo4clor clcmcntorc sunt:

lao =yAdHlar = e,ap

carc subsrituire in (l) dau expresia:

YdH +dP=QfinAnd cont de ccua{ia gazclor pcrfectc:

P(H)V = GRT(H)

atnroslcti o L'oloani

p=Po H=0

'iR=29,27mlgrad), ,

':.(1)

iildcpendcn[a prcsiunii]i

(6t ,

t7t',

se oblinc fonnulu hunntctrici l:.^

(s) ',

ntai utiliz:rtc sunt

sc izolcazi drui

Fig. 2 Echilibrul asupra coloarrci dc acr

gi de expresia greudfii spccifice , = 9 lrnde consl.nra guzcror perfccre este

ru.zultl:

lntocutno pe

y= P

RxT(t{)(a) in (3) 9i scparind variabilcle, sc obginc

atrrrosfcrice cu alritudinea: lp - - tlH

ca valoare t"tr"ri lloin,csrarc a .J;,-,TTli" nr.r,un"" .rrmosrcrictr """,.'.,0(5,1,,1'corcspunztrtoarc lui H = 0 Si i.= 288,15 K. ilr

Dcexcntplu,pcntrustratul i=l,corcspunzltoraltitudinii 0+ llO00m,varialialui 7Ul),cstc: tr

T(H)=To- ttII,care introdusd in (5) nc conducq la (gradicntul de tcmpcraturii q = 6,5 u/krn):

ctp dH

P Rx(L - r,r/)Prin inrcgr:rrca lui (7) intrc linritcle p1 gi p, rcspcctiv 0 Si I/,

.rtuttelordcorcspunziloarc lui 0+ tl000m: ,= n,'r,( ,-+l'-\ r,)

Rezolvind accasti ecualic in raport cu // se ob;inc. fot'nnla hipsonetricti sratrdard:

-. I z vrRln =Llr-l:l I I,, 1 \/,,i J

2.3. Constructia altimctrclor baromctriccDatoriti dcpcndr-nlei presiunii atntosfcricc (statice) dc altitudinc, problcnra nlsurirr ii rltiruclinii

sc rcducc Ia ntisurarca prcsiunii. Prin unnarq altinrctlul crt. u,i nritnonrctru ncntr.u Drcsrunr'.1:cbsoluta, avind fonna constructivi din Fir. 3.

.i"t,X

iJ

o:t,

r'{

- iE:0ti

.ft,

109t\

Carcasr apnrltului cstc pusi in legi-rturl-r cu prizl dc prcsiurrc st:rtiq-l 6. l-a rarrllia altitutlrrrir.

plcstttucit variuz.ii;;i ca. ilr cirpsttln itncroitLr ti sc dclirrntcaz.ii purrarrd in nrr;carc nrccnlrrrrrul

lrpuriltultli gi acul indicator. Cndranul

lllrrrltultri cstc ctalottltt in knr, nlctri I

rlrr picioulc.lntcrcscuzi caracteristica statici

(ccualia scirrii) a ap:rratului, fapr

ncnl[u cllrc in I:ig. 4 cstc rcprcT,ctllati

schcnrl structurali a aparatului, care

pune in cvidcnlir trarrsfornlarea

succcsivf, a nririnlilor intcnncdiarc

din celc trci clemente comPonentc:w - [t( ttl:.

A = Iz( u)= "r.ri"(l + ,inP,, )-

B,,:

Q=h(h=1t9.z.

Fig. 3 Schcma dc principiu a altinrctrului barometric'| - ac indical.or: 2 - roara dinFte:3 - sector dinpr:4 - mccant.mbield-manivell; 5 - conducta dc presiunc; 6 - prizA dc prcsiune stattci.7 - crcasa apuatului; 8 - capsull ancroida.

Dacd se considcrd cd dcplasarca mcmbranci w = k(po - p), atunci mlrimca mdsuratl <p va fi

cgaltr cu:

unde s-a considerat ca

varialia funclici pr(lf) cste

corcspunzltoarc stam-rlu i LRclalia (10). carc cxprimii

ecuatia scdrii altimetruluibaromctric, arati ci unghiul gliniariza aceastir caracteristicd,rclrrlia r, = ft( p) cstc ncliniari.

, =f [*.-,"{:,"[,

-(, -+Y'].,'û"] - u ]

( l0)

Fig. 4 Schcma structuralA a altimetrului

dc rotalic a acului indicator nu depinde liniar de altitudinc' Pcntru a

se utilizeazi baterii de capsulc ancroidc cu gofraj speciel lr carc

2.4, Erorilealtinrctrclor

in general alrimerrcle baromelrice sunt afectatc atdt dc erori mctodice. cat gi dc crtrrr

instrumcnlalc.lirorilc nrotodicc sunt provocatc dc unnjtorrclc cauzc:

- varirlia rclicfului solului;

- nrodificare'l prcsiunii ll sol:

- nrodilicarcr tcnlpcraturii medii a coloanci dc acr atmosfcric

Erolilc instrurncntalc alc altimctrelor sunt provocate de umitoarele cauze:

- histclczisul clasric; \

- r'arialra tcnrpcraturti;

- ncliniaritatr-n ccuatici scarii;

- frccarca in lagiirc;

- dcz-cclrilibrul picselor mobilc;

- captarca irnprccist a presiunii staticc;

- cxistc'rrla unci prcsiunii remincntc in capsuli.

Priurcle douh crori instrumcntalc sunt proprii oricirui manomctru nrecanic Daca altimctrul cstc

clcctloptccanic. nrai iltcrvin crorilc'instrumcntalc daloratc traductoarclor electricc $i schL'lllcl

clcctricc dc ntlisurarc lcloptatc.

aI

J

I

l

)

/,l

rli

',f).

{ii

',ri

;1,i

.

r;.

'l,'|

l-rrcnrlclr I fvl irsurarcl irrll linr i i tlc. zbor

-1. Arl:u':rtura nccesarl executirii lucririi

Sc util izcazi urmiltoarclc mntcrialc:lnstalalia dc laborator pcntru prcstune ;

- Altintetrul baronretric;

- Sursc dc alimcntarc dc avialic;- Cabluri dc lcgitura.

3.1. Dcscricrca instalafici dc laboratorIrrstalatia permite verificarca funcliondrii aparatelor dc bord cu

ascmcnca. ea se mai ulilizeazd pentru crearea de presiuni gi depresiuniIrrstafafia se alimenteazi de la tensiuni de avialie: 27Y c.c. gi I l5 V c.a.

Irt componenta instalaliei intrd urmdtoarele pa4i mai itnponante:| - sursa de alimentare g

de avialie -27Yc.c.- I l5Vc.a.

2 - cabluri de afimentare;3 - robinet de comandd apresiunii dinamice;

4 - robinet de comandd a 7presiunii statice; 6

5 - robinet diferenlial;6 - conducte de presiune; 5

7 - altimetrul barometric;ti - instalalia de mdsurd:f - indicator de cirirc a presiunii (0+iO0 mmHg);lo - indicaror dc citirc a presiunii (>200 mmHg);I I - conducte dc prcsiune;| 2 - ponrpd de prcsiune sau vid;ll - cubluri de alimcntare.

3.2. Modul de lucru

. inaintea d_e inceperea lucrului sc.cupleaza conductele dc prcsiunc intrc instalafiadc nrirsurd 9i altimctrul baromctric, rcspcctiv ponlpa dc prcsiunc;

. sc cuPlcaza cablurilc dc alimcntarc Ia sursa dc tcnsiunc fiirrd atcn 1i la tipul ci:. sc iniurubcazi robinctclc dc prcsiunc;

. sc alimcntcazlcu tensiunc din l, instaldlia dc mdsuri 8 gi ponrpa dc prcsiunc l2;. sc aplicd prcsiune asupra altimetrului prin ac f ionarea robirictclor 4 qi 5;. sc citcgtc prcsiunea pe indicatoarclc 9, l0 (dc fapt valoarca citit a se- scac[- clin7(r0 mmllg);

. sc citc;tc altitudinca corcspunzirtoarc pc altirnctrul barorrrctric 7.

3.3. Problemc dc studiatPc tinrpul lucrarii se vor cxccuta determindrilc:i) riclicarea caracteristicilor LI=f(p) atit la urcarc cdt gi ln coborilrc;iil vcrificarca cxpcrirncntala a ccuatiilor dc ctalonarc 9 $i dctcrntinarca crorilor

rc la t ive;iii )dc cc caractcristicfl dc urcarc nu corespun(lc cu cca clc coltoriir.c ?

nrcrnbrani gi capsuli. Dcin difcrite agregate de bord.

(

Crunu:Numc:

4. Datc erpcrinrcntnle si rczullatc

4.1. La urcarc

Ilmlsurat

lmlPmlsurat

[mm Hg]Prdcr!rrt!=

=760 - p^tr,,"tlmm Hel

//t*.rtic

lmlt

[vo]

0

200400600800

1000r40018002200260030003400

4.2. Lacoborere

/lmlruret

lmlP nrlrurrt

[mm IIg]Prdcv!ntI=

=760 -pr1rur"1lmm Hel

I/tcor.tlc

lmle

lvol

34003000260022001800r400I 000

800

600400200

0

\ trr

l-trcrirrctt I {\liisurarcl inrillirnii tlc zbor ..'

.1.3. Caractcristicilc

.1,3.1. Lit urcarc

ct)

EECL(go)cf,ooo.

200 400 600 800 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400

Altitudinea H[m]

4.3.2. La cobor6re

CD

E

o-G'oq.=U'o(L

600 800 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3{(x)

Altitudinea H[m]:,I'

200 400

*#1'l

(6.t )

Octavian GRIGORE

6. I\IASURAREA VITEZEI DE ZBOR

Vitcza dc zbor cstc un paramctru fundamcntal pcntru dcscrierca pcrfonnanlelorunci acronavc, ocupdnd un rol important in problcma de pilotaj gi de naviga;icaclinnil. llvolLrlia cctrtrului dc nrasd al unci acronavc in raport cu pimantul estccaractcrizatd cu ajutorul vectorului vitczi totald V, {tongent la traiectoria aeronavei).ce poate avea o orientare oarecarc. in pilotaj gi navigapie ne interescaza insicotrlponcntcle vcctorului V,, luatc in raport cu sistemul dc coordonatc orizontal.Axclc accstui sistcrrr sunt: dirccfia cst, o(, dircclia nord gcografic, on, qi vcrticalalocului, O(. Dupe cum bitre se cunoaltc, curba descrisi in spatiu de cdtre centrul demasi al aeronavci se nume$te traiectorie (curba AB) (Fig. 6. l). Proieclia traiectorieipe planul orizontal, o(q, se nume$te traiect de zbor (curba A'B'). proiecliavsctorului l', in planul orizontal reprczinrd viteza de drum li, iar proiccli alui i,dupi axa vcrticali ol - t,iteza vcrticald i,. Dacra a cstc unghiul format clc axavectorului vr cu planul orizontal (se numegre giunghi de incidenld), arunci:

Dar viteza verticale estc ai dcrivata altitudinii. deci:

lv, =v., sint

[V = V, cosa

I:ig. 6.1 Dc[irrircl vitczclortricdrul or izontll

dc zbor in Fig. 5.2 Triunghiul virczclor

AtlV. =l/- Sin rr = V, =:::-.t dt

-\

,III

:-lII

l]

(r \liisunrrta vitc.zci dc zbor

Vitcz.a dc drunt 17sc contpune din vitcza tTdc dcplasarc a acronavci fofa aJiirrrr.rsr'fc dc acr gi din vitcza rnasclor dc acr d, respectiv ,'t,itett vatrtu!ui,, tFig.6.21.d,1Llnglriuf torrnat de vectorii v gi lvsc numeite unghi de tlct.it'ci D. Unghiuldirc'ctia nordului zidevirat - NA gi vcctorul I este CA capul aclcvdra!, iar cu vectoruill/ D.4 dntntul adcvdrot. RclaIia dintrc cclc trci vitczc, carc forrncazd a5a-zisul"tritttrglti oI vite=elor" cste:

vi=V+A (6.2.

Asupra virezei V trebuie ficute urmdtoarele precizdri: ,i.11

dacd ea este mrsuratd,pebaza presiunii aerodinamice in condilii standard,$On--t - ,ti

Qrn =|Vi, atunci ea se noteazi cu V, gi se nume$te vitezd aerodinamicdlt"ziisau vitezd. indicatd. Aparatele care permit misurarea acestei viteze se$numesc vitezometre aerodinomice (vitezometre). Cum viteza este;]ideterminatd in condilii standard, po gi ro, atunci aparatele sunt gradate in'liparamerrii atmosferei standard. Deoarece este misuratd presiunea..iiaerodinamicd, indicaliile vitezometrelor se folosesc pentruproblemei de pilotaj (deoarece dau indicii asupra fo4ei d

t/P = CrSq, = Crsp+). Dczavanrajul principal at pilotdrii d

indicatd v; este acela al apari;ici unci erori de mdsurd cc crc$tc cu altitudinea -r

(cu crepterea inil[imii, densitatea acrului p scade gi pcntru a menfine fo(a'ide portangd P la inlllimca H, vitcza trcbuic' sd crchsca, cu tbate cd ivitczometrul va indica o viteza constantd, el fiind gradat dupa paramctrii Iatmosferei standard);

1;

- daci ca cstc rrrdsurati in rapofl cu masclc dc acr in conclilii rcalc de zbor, sc ,.,

nufnclte vilezd adeviirnlri sau vitezd propric si este tocnrai vectorul I clin'ltriLrn-ehiul vitezelor (Fi-c.6.2), Raportul dintre viteza \/ 5i vitcza de'propagarcinacrastrnctuIui,a,Scll|.||-l1c$tcttttttttirMach,|t4:

(6.3.)

In general V> V; deoarece:

l/-V;+AVs+Ll/1+LV.

undc: Alz11 cstc corcctia vitc.zci acrodinamice (indicatc) cu altitudinea, i:AV1 - corcc{ia vitczc.i aerodinarnice cu tctnpcratura;

.1;

AV. - corccf ia vitczci acrodinanrice cu cornprcsibilitatca pcntru M > l.^S

rt va

()ctnvilrr CRICORE

f nstrumcntclc cu carc sc In5soare viteza acrodinamici se numcsc vitettntetrc.vitczir vcrticald- variontetre,iar cele care nrdsoari numdrul M - nncltntetre-

6,1. METODB DD I\IASURARB A VITEZEI DE ZBOR

Pcntru misurarea vitezei de deplasare a aeronavelor in raport cu masele de acr

- I/ - se pot utiliza mai multe metode printre care amintim:

I. Metoda manomelricd saa aerodinamicd - se bazeazd pe mdsurarea diferenleidintre presiunea totald p, gi presiunea staticd p a fileurilor incidente de aer (p,

- p), sau a

capteazd cutub orientat

raportului dintr6 aceste doud presiuni &. Presiunile p, gi p sep

ajutorul unor prize de presiune. Priza de presiune totald este unparalel cu fileurile de aer (Fig. 6.3a), iar priza penrru presiune

+

' Fig. 6.3 Schemo dc mdsurnrc a prcsiurtii dinamiccI - cu do!tr prircl b - cu prizt cunrbinarl:I - sonda de prcsiunc rotali; 2 - sondl dc prcsiunc sttticti 3 -mcmbronll: 4 - sondtr combinort; 5 - indicator:

staticl cstc.oricutati in accllgi fcl ca prirna, cu dcosebiqc ctr oriticiilc pcntnrcilptarca lui 7.r suttt plasate lateral, la o distanld suficicnt dc rtrarc dc virf.pcntnr cil valoarca ci si nu fic pcrturbatir. Pcntru a scldca grcutatca prizclor 5ia scldca riscurile aparilici altor crori, celc doud prizc pot fi rcunitc intr-unsingur corp (Fig. 6.3b).

Aparatul sc courporti ca un rnanomctru difcrcn!ial care misoarirprcsirrnca dinanticii ca difcrcnfir intrc prcsiunca totalit prcluatl dc- la sondn dcprcsiunca totala I gi prcsiunca statici preluati dc la sonda dc prcsiunca statici3, Pu= Pr- P.

2. ltlelodu lcnttodittortricrT - se bazeazd, pe fenomenul dc frinarc dinanrica a

filcurilor incidentc dc acr. Cu aceasti ocazie sc Droduce incilzirca acnrlui5

rl(r. Misurarca vitczci dc zbor

' '}l:X'.fiJi:::::,:;::,::,:,:-"'::o^; ':,:ir1l=o-"-l:,o,,,"nur dc 116r,arc aina,rrica $

fli:.::" I'ff '^* :: _1 I lf: - cu- l..o',i o. o'i

" l; ;;;il;' ;ffi il'ili'J

ll,.t"ly, I I: " i1,: !, :,:,: .o" n. i. n r u i o. i,a " "... ":# ;;il:ll' "o

Jn, "=ol

tcr)rpcrarurir. idcrrticc, dlr cu cocficicnIi dc fi.inarc difcrili, Er * 6z , scrrrrarcrccllPtatc vor fi: --t'' )r ' >r ' n!

5. Mctoda vi:irii rcpcrelor rcrcsrrc - sc bazcazi pc opcratia dc vizarc a L'orrcpcl'c tcrcs(r'c carL' sc giscsc in carrrpur dc obscrvalic ar vizorurui optic qipclruitc detclurinarcu vitczei dc drunr lv. Mctoda m5soard practic timpul rscurs dc la vizarca Ia verticali a unui repcr p6ni lu un unlhi oarccarc a.cunoscind altitudinea de zbor, viteza de drunr este ty = I-tsg. pentru cazul

t

;rarticulul u= 45" vitczu dc drurn estc W =\.Aparatele pentru detcrminare Iul w 'lcu accastd metoda se numesc

cirtemontelre. Existi cinemometre automate care permit determinareacontinud a vitezei dc drum. Dacd aparatul pcrmite masurarea atat a lui w cargi a derivci, cl se numegtc cinenoderivom'etru. cinemoderivometrele opticepot fi utilizatc din pdcatc numai in condigii dc vizibiritatc a repcrclor.

6' Metoda Doppler - dctermini viteza de drum n/gi unghiur de derivd D pnner' Acest fcnomen constd in variafia frecvenlei osciraliilorice a undei emise fafi de cea reflectati atunci c6nd emilatorulc afli intr-o migcarc relativd fa;d dc un obstacol. presupunemsistcmul dc emisie _ recep{ie se dcplaseazd cu viteza lV fati

de sol (Fig. 6.4). Unda emisd pe.

Octrvian CRIGORII

e, =S4'=S(t+ 0,2\,M1\; a, =S4 =s(t+ o,zE,M2y, (u1,ih

unde {' si r' sunt temperaturire mdsurate de traductoare, iar s scnsibiritdlirEtacesrora' Duptr cum se obscrvd din (6.4.) fEc.nd raportul ccror dou6 s

lt tu nu-dlpinde de temperatur', ci'de numirur M, exact ".";"TtltJ$rntereseazd:

ut l+O,2E,M2l=6ffi="'$i rezolvand (6.5.) sc obline:

Formulele (6'5') si !6'6 ) pot fi prclucratc astfcr incir sa sc ob;indtbn:rula dc calcul pcntnr vitcza ajcvar ori V.'- -

3. lle toda ancnotnetricd _ se mdsoari viteza de rotati'

^rr----...1 l- ic a unei turbinc dispusa in'.1.

: ::; :: ::j: ":l-*".T :, v i rezd.d c

_ro ra

r i " ;,;l i;;;; ;il;il:l I i""iir# ji ;

f :JTil::,1,:::*:o: j:,j=dT,,::".;-rij;;;;;."#;'#r#.'.:)ii,l1i,l,i: :,': ?l l"'::,., :..:::1. T

c to d r dc'"a, u,u?,.-n ;;; ;;, ffi ;, li lil,li:i::"::f'j,:,. bordul aerona'elor;

",.,"a, -.riJ'f;;il";rrpu"l,,l'

ll,,nrc'teorologie.

4' lllctoda re:ort'drii triunghiurril vire:cror - sc foloscatc pcntru ,l.r.r,uinor.o .i,

'itezei de drum lv, cunoscind vecrorii r 9i t7. M;ri;;..,"oru,r, 17 se ;

T::i11.- zbor orizonrat cu ajutorut uit.ro,n.trrl;iil;;Ji#ffii,*",, ,

i:::::;:ii:":iq::ru;J:;il::i,"::T::::Tilil#".,_:,l,Ll,,xllutttetoda vi:cirii -utror repet'e,r,:rt,rr.' C";#il:r"J".rfii":;tiit.3ll ri

'd.

+2fr. Daca notirn cu 6; - 81, sin(2ry'1) oscilalia emisa ;i cu f2 = E2^sin(2rft

- p) oscilalia rccep[ionatd, unde p -2n2r esrc defazajul intrc E, 9i E1 1 r =AB pi 2, cstc lungimea de unda), u,un.itir,unla parcursi AB variazain rimpdupir rclatia:

r=r,t-JlVcosodl,t)

,:j:

'r,iir.

" ;;';, direcfia AB are frecvenp J Lrun observator din B arreccpliona semnalul emis din Ala frecven{a f + .fo. Cregtereafrecvcnfei cu .,f6 sc datorcazdtocmai efectului Doppler. incontinuare semnalul cufrccvcnfa mirita cstc rcflcctatastfel incdt in receptorul A de peacronava in migcarc esterecepliouat cu frecven{a / +

B

Fig. 6.4 Determinarea vi(czei cu ajurorulefectului Dopplcr

(6.7.1

t6# 7

-lJ

11I)

I

t)

6. Nlt-rsurrrtr vitc.zc'i dc zbor Octrrliun GRICORE

Itt ctt:.ttl vitr':clttr mici (fvl < 0.-5) sc poatc scric ccuutia lui Bcrnoulli (ncglijarrd, = ti, - lVl cos a.

Astfcl senrnalul rcccpfionat E" devine:

E. = E=,,r*l(rn 1 +!w.oro )L\t\)

dc unde se observd ci frccven[a semnalului este:

2WJt= J * _coso.

Din (6.10.) rezultl,cd frecvenla Doppler este:

fd=.fr-l=*"oro.L

Deci, .frecven(a Doppler este propo(ionald cu componenta vitezei

direc(ia de propagare a semnalului radio:

ll/ coso = ] f, i,.2-"

dorltprcsibilitatea aerultti P = const.) in

scc[iunilc I pi 2, sub fonna:

v.2 v2r,,t* pr= p:i* ,r. (6.1.1)

unde V1 = Y este viteza fileurilor de

acr in amonte de prizd, Vz = 0

2

(6.16)

(6.17t

7" este temperaturafrdnat in scctiunL-l

Pt

Pr

vrt+ x P,=t* x Pz

2 /-lp, 2 Xitpr'

It1

Pt

deoarcce tubul de curent in sec{iunea 2

se frdneazi complct, iar p2- p,$ipr = Fig.6.5 Linii de curent in jurul prizei dc

/, sunt presiunile totald gi respectiv presru

staticd. Cu aceste observafii gi Pr = Pt= P= const. (6. 14.) devine:

v'Pa=Pt-P=P 2'

(6'15'l

In caad vitezelor mari, M> 0,5, trebuie si se [ind seama de compresibilitateaaerului, astfel incdt ecuafia lui Bernoulli devine:

unde;=a esteexponentuladiabaticAi esteegal curaportul dintrecElduraspecificAcv

la presiune constanta gi cdldura spticificd la volum constant. Dacd in (6.16.) sc.

introduc valorile particulare din primul caz, se obline:

l'2 * x It - x l),.2 /-lp, /-lp,

Din ecualia lui Clapeyron, p = p Rl considcrdnd ca f; =acrtrltri ncpcrttrrbat li T: = f' = ?ff estc telnpcrctura aerttlr.ri corttplc't2. se pot scrie rclaliilc:

,7r = plRl 2, = p,ll7l.

Pc dc altir parlc, viteza V cu- trcbuie nrlsurati se poatcnurnirrul ['/ cu rclatia:

((r.lS t

cxpriura funclic t1.-

(6.19.t

(6.10.)''i'f;+t)k

*i: iiid,

(6.r l.)'#'t-i;

',.{,:

W dupd',.[

'.*1

:llBr

(6.12.) ;i

4nl- ^ 6t,tr)

7. '\[etoda inerliard - sebazeazl pe proprietatea unui corp greu ce se rotc$te cu 1

o vitczd apreciabird d9 a-gi pdstra pozilia in spa(iu. nstFet, prin schimbarea::ipozilici acestui corp (giroscop) este mdsurati accererafia ic migcure o. i..; ;direc!ii. prin integrarea acestci acccrcrafii sc oblinc vitcza dc mi5care a 'igiroscopului care este solidar cu aeronava, deci a aeronavei.

Dintrc mctodcle prezcntate anterior in aviatic, cclc mai utilizate sunt ntctoda .

tnuttotrrett'icti pcntru dctcrminarca vitezei adevdrate si tnaodele Doppler si itrarlialitpcntru determinarea vitezei dc drum.

i6.2. TI]ORIAVITEZOMI]TIIIiI,ORAIIRODINAIVIICE

Prezcntind nrctoda acrodinarnici dc mdstrrarc a vitczei pi a numirului Mach ,rcstc ncccsar sd sc stabileasci rela[iire dintre mdrimilc pr, 1>, 1ta, v, M gi ?.. in acesr scopsc aplica ccuatia Iui Bemotrlli unui tub dc curent scparat din fluxLrl lncidcnt dc acr ji ,,,ll'irrtat in ptrnctul critic al prit.ci clc prcsiuni (l;ig. (r.-5). Punctul critic csrc car.flctcr.rzilr ,rprur arrularca viLczci V

Itti

l/=Ma=NI\W,

9

Octevian CItICORF-

-t

itt ctt:.ul ('urg(ril(,r ilci:ctttt't)l)i(:(' raportul prcsiunilor in ce lc cloua scc!iuni cstc I

Jtr dc ccuatia undci dc ioc. Dacd intrc sccliunilc I ;i 2 unda dc goc cstc drcaptii.

rclirliir dintrc p, gi 2 se poate scrie sub forma: l--l

I

r t t-ltvl ^

t O.2(r. )p,=P(+Ji=(*),= /\.lz / u'-rl'I x-r )

i

rrurrrituy'rnttrlu lui llaylciglr' Dacir sc ia7= 1,4 lormula (6'26') dcvinc:

166,92M1 (6.27.)

-'l

I

II

P'= P 1n'' -Y'Din formula precedent5, valabild pentru M > l, se observi cd, pentru

mdsurarca numirului M in regim supersonic este necesar sd se misoare presiunile p,

5i p. DaC6 se cerc insd sd se determine viteza V, conform (6.25.), este necesar si se

lactr u'rdsuritori gi asupra tcmperaturii.

6.3. CONSTRUCTIA VITEZOI\{ETRELOR PENTRU VITEZ.A'INDICATA

Vitezomctrul pentru vitezi indicatd este un manometru care mdsoard prcsiunea

aerodinarnicd q". Cadranul acestuia este etalonat in unitdli de vitezd, considerdndu-se

parametrii atmosferei standard. Cum s-a. specificat la inceputul acestui capitol

cuuoaitcrea prcsiunii gc este necesard pcntru evitarca unor grcgeli dc pilotaj.

constituind un indiciu asupra fo4ei portante a aeronavci. Dc ascmcnca, accst apafat

nu cste util pentru rczolvarca problcmei dc naviga;ie dcoarece VtSV"

Schema constructiva a unui astfel dc vitezometru este prezentatd in Fig. 6.6. In

cazul cdnd acest aparat se rcalizeazd intr-o carcasd scparatd, ctt cadran propriu, sc iau

unclc mdsuri coustructivc cum ar fi:

- folosirca unei scdri atcnuate;

- afiparca indica[iilor cu ajutorul a doua nrccanismc dr-- scara, unul prccis 9i alttrl

grosler.

2t?0

f,F(r lrliisunrlcir vitczci tlc zbor

lst li.l

'r. Dcllcul

dccicncrgi e izcrprcsiu

,ate

:

pe

isu

Din rclafiilc (6.23.)conrpresibilitatca acnrlui.plcsiurrilor 2, gi yr.

------

poatc obscrva cii dacd sc linc scarrn dc

nunrdrul M sunt dctcrrninatc cle raportul .,

9i 16.25.) scvitr.za l/ $i

r,-'l

il

i-{

nI

I

t-

t-'

It-II

i

,{

Pentru deducerea /' n ll Icaracteristicii sratic. /_ La-_L

=(ccualin scarii) a apararului [- F-: =

6. Nlirsurrrc-ir vitczci dc zbor -.'-;i[)c rcgulr aparutul carc rniisoari

'itcza indicati sc gisc|tc in accca;i carcasi cJi:

r itczorrtclrul pe'rrtru vitczi 2. .t -:,Y

adL'\'.rat.r. '\-St rl ln +fl

Pentru deducerea /' n ll I

tu'= S:.pu, (6.29.)

undc S, estescnsibilitateacapsulci.

Fig. 6.7 Schcrtra structuralii a vitczorrrctnrltri dc vitczir inrlicltir

Elettrctrtul dc transntitcrc si unplifi(orc a(c rolul clc a convcrti <lcpltsarealiniara rv in rnigcarca dc rotatic p a acului indicator.. pentru nrccanisnrulbicld-maniveli cornbinat cu angrcnajul ro!i dinlate se poatc scriccaracterr stt ca:

folosirn schcma srructurala \, ll h 'Wl I_ * iiffia aparatului, prczcntari in \ , " //\ -ffRf ,;+ilFiS. 6.7, care pune in

ir#cvidcnla transformarea --=--.---=-- g l;?l--\ ^ lXsucccsivi a marimilor Fig. 6.6 Schema de principiu a virezomerrulri o"n,*-..- I ii.lintermediare din cele 11si vitezi indicati: ilelenfente Componente: | - ac indicator: 2 - roata dinlatr;.3 - seclor dinlat:4 - nrccanism ti

bieltr-maniveltr; 5 - conducre. de presiune; 6 - prizt de presiune statictr; lj. 7 - prizi de presiune tohla; 8 - traductorul manometric (caDsulA ..,ti

manomedca); 9-cacasa aptratuluii :-

I. Priza de presiune staticd - convertegte viteza dc misurat v, in p."riun.ij:dinamicd p6. Caracteristica acesfui element se exprimd cu ajutorul reialiei lui:),,Saint - Venant (6.24.):

..

l, .r -l ;"'g

Pa= P,- r= n,llt"#r,,]' -'1, (6.28) iL' / J i,

uttdc 7r, : 760 mm IJg gi ?.e = 288 K.

2. Elentenrul sensibil, care convertegtc presiunca dinamicd pa in deplasare'.rectilinic rv. considerdm aceastd caractcristicd liniara gi egala cu: ,i

.;, [.....("' ) I-liucslll -+slt/r l-a I.::L \il ) J

,trrit

|]]

fi=l',(w)= (6.30.)

23

in carc c $i er sunt lunginrca gi unghiul inilial al rrranivctei, iar !l rcprezinta:.

raportul de transntitere a angrenajului.,

Caracteristica staticd a intregului aparat se poate obgine din cele trei

caractcristici (6.28.), (6.29.), (6.30.) elirnindnd mdrinrile intermediare, astfel incdt se

ob[inc:

o =tl*,,"+{,.[[, .E#\--,].*"*]-',1 (6 3,,

Din (6.31.) se observd cd P - f (Vt'), deci se obline o caracteristici cu o

sensibilitate crescdtoare (0'=2f'(v,)), in timp ce de fapt este'necesard o scarl

atenuate cu sensibilitate descrcscdtoare cu cregterea lui p, de exemplu o caracteristicd

de genul f =k&. in acest caz problema se rezolvf, invers, respectiv determinarea

caracteristicii capsulei manometrice astfel incdt sd fie indepliniti caracteristica scdrii.

6.4. CONSTRUCTIA VITEZONIETRLOR PENTRU VTTEZAO ADEVARATA

Vitezonrctrul pentru vitezd adcvirati este construit astfel 'incAt sd iezolve

fomrula (6.25.), ad icd depcndenla:

v = fvQt, Pa, T ),

dcci srrnt neccsarc trci elctnente sensibilc pcntru dcterminarca mirimilorp, pa 9i Ll6rroduccrea semnalului de tcmpcrctura in dispozitivtrl dc calcul al vitezei

adcvlratc insi, cqmplicd mult construclia acestuia. Dc. aceea, aceastd proble4nA este

lczolvatit prin introduccrca indirecti a parantctrului ?", flra a fi nel'oie str fie mlsurat

c'fcctiv. Pcrttt'tt accastfl, si prclucrdrn fonnttlclc (6'15') 9i (6.19'):

/ttjfi,i ^ r"'/rl,i'

l =-l-=.------;:-'! p P""

Octrriirn CRICORI

(6.32.)

trnde A este tlll coeticient constant.

I'rcsupurriucl cd accasta detcrnrinarca sc thce pcntru a o altitudine maximd dc

I I krn, atttrrci variaf ia presiunii Pe acest interval estc:

6. lvlisurulr'a vitczti dc zborr{"i.fL

P= P',(t-+Y,'-''l T")

ttrtde fi1 - rllt - i". iar Rtr = 0.2. in consccin[i rezulti:

/ {,'l, =r,,1:

I[/ro ]

Introducdnd pe (6.33.) in (6.32.) se obline expresia vitczci adcviratc;

^ 0,.5

V=A, I'd

; ' po'o'

unde constanta A, = A4.P3J

a)It'r = ---:- 1u, (6.35.)

4at

tuncle al pi a3 sunt lun-qinrilc '1

nranivclclor 3 gi 5. 2

Bralul de nranivela a I

elemcntului 7, a7, este egal cudcfornralia rlJ a capsuleirncroidc I l. Aceasta capsulacste rnontati astfel incat pentru/) = 0, tr = 0. Deci, a7 = 11,...

Unglriul dc rotafic a a.ruliicxccntric 12 este F = tr., / ,r.,slr,r dacii sc tinc sealna dc(6.3-5.) rczulrd:

.',Formura anterioard care exprimd dependenlai vitezei adevdrate funcJic ae doar+doud componente, respectiv mirimile p ii

nrecanisnr prezentat in Fig. 6.9. prcsiuneiprcsiunca sratica p in corpul aparatului, caacfiunea prcsiunii dinamice. copsuta .aiatacinematic. provoacd rotirea acului iniicacorcspunziror lui w; pe distanla:

li

'. Ji;',.'^',$,1:

L(:t!4'!i'!

(6.34.Ii

,-.,1g!

;i

1l

1l

Octuviirn GRIGORI:

- capsula manomelricd I:

- capsula atteroidd I I :

,,=lLp= jllz-. ttlZ2 7.Zat lr'l

wr = cr Pl'5i

w3 = ca Po'5 .

,, _ 42 ll'll=;'; (6 36')

Angrcnajul fonrrat din clcmcntclc 8 Si l0 multiplicd rotalia la valoarea:

unde z1 / z2 rcprczinti'r raportul dc transmitere al angrenajului.

l)cptru ca tnccanistnul din ljig.6.8 sd rczolvc funcfia (6.34.) cstc ncccsar ca

clcmcrrtele elastice sd aibl caracteristicile:

(6 31 .r

(6.38.)

(6.39.;

(6.10.)

Substituind pc (6.38.) qi (6.39.) in ccua.tia mecanismului (6.37.) se oblinc

zy a2c, poo'5 Pttu=-;T =rr-17'Z2afa P"'' . P"''

de unde se vcdc, compardnd cu (6.34.), cd:

o= *'u=*.u. (6.+1.)Al

.adica tocntai faptul ci unghiul de rotafie al acului indicator cste proporlional cu r iteza

adcvdrata V.

vitcza adcvaratit.

I

I

III

III

-)

''1tI

i-

J

ti

i-

lIi.

II

I

1,.

6. Irlrisurlrca vite'zt'i de' zbor Octxvixn CRIGOIIE

dc untlc sc oblinc:

ERORILB VITEZOMETRBLOR

In general vitezometrele sunt afectate atit de erorituturol- aparate-lor cu lllalloulctricc cu capsula, cit i;i dc eloriinstrunrentale speci fi ce men!ionam:

w =f-tn.(u(6.43.)

erorile datora(e impreciziei de captare a presiunilor pr$i p;erorile datorate impreciziei de misurare a presiunii de cdtre manometmecanic,

iar printre cele metodice amintim:

erorile datorate varialiei presiunii gi temperaturii;erorile datorate turbulentei atmosferei.

6.5.1. ERORILE INSTRUN{ENTALE DATORATE PRIZEIPRBSIUNI

Aceste tipuri de crori pot apdrea datoritE configurafiei incorcctc a

influenlei locului gi modului dc fixare a prtzei pc avion gi unghiurilor dc incidenfdglisadd. Eliminarea acestor tipuri de erori se realizeazd prin intermediul prizeiprcsiune, sau prin introducerea unor corecf ii pc lanful cinematic al vitezometrului.

6.5.2. ERORILE DE I\IASURARE A PRESIUNII

Aceste tipuri de erori de fapt.inglobcazd. toate erorilc spccificc apa'nranornetrice cu capsuld.La vitezometre erorile datorate temperaturii se comautolnat, ca urmare a modului de acf ionarc a cclor doud capsule (explicat in capitoprecederit).

Pentru dctcrminarea erorilor datoratc frccdrilor din lagirc, nccchilibrarif or Jiilse procedeazd, ca la altimetru, respcctiv apare o picrdere dc presiunc L1t ce

transformd in erori ale vitezei V:

6.5.3. ERORI METODICE DATORATE PRESIUNIITEMPERATURII

Vitezometrul pentru vitezd indicate este etalonat pentru p = po: 760 mm H-e gi

T = To:288 K. Dacd, dintr-o cauzd oarecare, acestea se modificd, apare eroarea:

Eroarea de metodd este:

AV =V

valabilS pentru viteze subsonice.

in cazul vitezelor supersonice, eroarea la mdsurarea vitezei adevdrate estr-' [-l]:

LV =Vi1Gz,

' undi: Vi estc vitcza indicatl, f1 'eroarca datd dc varialia densitSlii aerului. carc

cstc prcdominanti, gi f2 este croarca dati de modificarea compresibilitdlii.

i nstrurnentale, spccifinretodice. Dintre e

(6.42.1

$r

-'"=^(+-')=".[,F-')

= l2oo = !2RTopd

ry=!w ={'v'

6- M;jsrrrrtrcn vitczci tlc zlror

l1s d** .-. --| 1o

(i rrr pl:

i( LUCRAREA 2: IV4SUR4IREA

l. Scopul lucririi

N u nlc:

I'ITEZEI DE ZBOR

: Prin realizarca accstei lucriri sc asigurd experimentarea metodei aerodinamiccidc misurarca a vitczci dc zbor prccurn gi cunoagtcrea instalaliilor utilizatc in acest

;scop. Totodata, sc asigurd formarca dcprindcrilor pracrice privind minLrircairrstall[iilor prccunr Ei cxplicarca crorilor cilrc apar in proccdcul dc m:isurarc

2. Partca teorctici a lucrlrii

Evolulia centrului de masi al unei aeronavc in raport cu pmintul cste caractcrizati cu ajutorul

vcctorului vitezi totald f, {,iong"n, la traiccroria acronavei;, cc poate avea o oricntarc oarccarc, in

pilotaj gi navigalic trc intcrcscazi instr componcntclc vcctorului V,, luate in raport cu sisremul clc

coordonate orizontal. Axele acesrui sistem sunt: direqia est, o(, direclia nord geografic, orl, siverticala locului, O(. Dupa cum bine se cunoagte, curba descrisi in spaliu de citre centrul de masial acronavei se nume$te lraiectorie (curba AB) (Fig. l). Proiec{ia traiectoriei pc planul orizontal,

O(r1, se numc$tc traicct de zbor (curba A'B'). Proicclia vcc(orului V, in planul orizontal rcprezinri

vircatt de dru,u fi, iar proicclia lui 17, dupi axa vcrticala O( - vitcza verticala I7u. Daca a cstc

unghiul fornrat de axa vectorului V, cu planul orizontal (se numegte $unghi de incidenla), lLtunci-.

[V. = v, sin a

Irv = v, .o, o.

Dar viteza verticald este pi derivata altirudinii, deci:

y"=Vrsino=r,=On (l)'dtVitcza dc dlum llf se compune din viteza V de deplasare a aeronavei fali de masele de aer gi

din viteza ntasclor de aer U, respectiv "viteza tantulrLi'(Fig. 2). Unghiul format de vectorii V 5i

F

Fiq. I Dcfinirca vitezclor dc zbor in tr iedrul Fig. 2 Triunghiul vitczclor, ol lzLltltill

ll'sc nuntcStc unglti lc deriva D. Un-qhiul dintrc clircclia nordului adcviral - NA si vccrorul l' csrc

J

,II

J

t--'l'tl!

_-l,l))

I

l-ttcr:tr r':t ] lr'l:rsurlrcl vitczc.i de z_hor.,

('.1 ttlttrl nlotintt, iur cu vccttrrul W DA lrunml otlcvirot. Rclali:r dintrc cclcl'trrrttcitzrr rr,sn-z i str l " I r i u il ! h i u I v i I e :e I t t i' cslc..

_W=V+U

Asupru vitczci V -trebuie {iiute urmitoarele prcciztri:

- daci ea cste misuratd pe baza prcsiunii aerodinamicc in condilii standard,

rtunci ca sc notcazi cu 4 $i se numeftc vite:d acroditranicd sau vilczd

Aparatefe care permit mlsurarea acestei viteze se numcsc vilezonctre(r'irezontetre). Cum viteza este dctennina6 in condilii standard, prr fi Trr, atunci aparatcldsunt gradate in parametrii atmosferei standard. Deoarece este ndsuratd presiaerodinamici, indica;iile vitezometrelor se folosesc pentru rezolvarea problemei

pilotaj (deoarece dau indicii asupra fo{ei de portan;d,

Dczavantajul principal al pilo6rii dupi viteza indicati V; cste acela al apariliei unei eroride mdsurl ce cre$te cu altitudinea (cu cregterea inllfimii, densitatea aerului p scadepentnr a menqine forfa de portanla P la intrllimea H,viteza trebuie si creascd, cu toatevitezometrul va indica o vitezl constantA, el fiind gradat dupl paramctriistandard);

- daci ea este mrsuratd in raport cu rnasel€ de aer in condigii reale de zbor, se

vitezd adevdratd s^v vilezd proprie si este tocmai vectorul V din triunghiul vitezeloitFig. 2). Raportul dintre viteza Vgi viteza de propagare in aer a sunetului, a,se nume$te

nuntdr lvlach, M'.

in general V2 V1 deoarece:

u =L.a

:"'V=Vt+AVn+AVr+A%.

undc: AVs este coreclia vitczei acrodinamice (indicate) cu altitudinea;AV1 - corccf ia vitezei aerodinamtce cu tempcraDra:AV. - coreclia vitezei aerodinamice cu compresibilitatea pentruM > l.

fnstrumentele cu care se ndsoard viteza aerodinamici se numesc vitezontetre, vitcza verticatl -variontetre, iar celc care masoare numdrul M - mdclmretre,

2.1. Nlctode dc mlsurarc a vitezei.dc zbor

Pentru nrisurarca vitezei de dcplasare a aeronavelor in raport cu rrrascle de acr- V - se potutilizu nrai nrulte mctode printre care amintim:

l. il"t,trln t,ronorttatricd ,r, orro)li,ron icrl - sc baz.caztr pc nrdsurareir difcrcnl.-i dintre prcsiuneatotallr,lr, gi prcsiunca statici/, a [ilcurilor inciclcnlc dc acr (7r, -p), situ a rlportului (lintrc itccstc

douir presiuni &. Presiunile pr gi p sc captcaze cu ajutorul unor prize dc presiunc.P

Apcratul sL'conrporti ca un manomctru diferenlial care mdsoard prcsiunca dincmici.-r cadiferenld intrc prcsiunea totali preluati dc la sorrda dc presiunea totali gi prcsiunea staticlprcf uxta dc'la sonda dc presiunea static,i, p,1 = pt- p.

2. lletotlu tcrnndirnnticd - sc bazcaztr pc nrisurarca incilzirea acrului frinrt dltoritil t'r.nonrcnuldc fninalc dirramicd a filcurilor incidcnte de acr. Traductoarelc folositc in acc.ste caz suntef crnc'rrte scnsibilr' Ia temperaturi, respectiv Ierntocuplele.

3. Ilt'ttxlu uncntotttrtricti - sc misoard viteza de rotalic a unci turbine dispusa in curcntul dc ucr.Accastri ritcza dc rotalic estc dircct propo4ionald cu viteza de deplasarc a filcurilor dc. acr, dac-l

l0 t3l

o..0 -:-::-V"2i

-.t,t(,n(,1t.,lru gi cl nu cstc folosit la bordul 0cronirvdrrti nrL.tMo estc foartl. rtrspindittr irr

nrctcorologie.

J. lttatoda rezolvdrii triwghiului vilezelor - se folose$te [\tru dctcrminarca vitezei de drum tV.

cunoscend vectorii V Si U. Modulul vectorului V se rrtlsoarl in zbor orizontat cu ajutorul

vitczometrului pentru vitezi adeverate, iar oricntarea lui cu conrpaiul, gi vectorul vitezei vAntului

17 se determini din datele m ate de h sol, sau daca vizibilitatea perrnite,

Oin ,rtetoda vizdrii unor repe du-se ostfel cele doui comPonente, calculul

iui !V sc poate face manual cu autonlirt. cu calculatorul de navig4ie.

J. lvletoda - se bazeazi pe operrli:t de vizare a unor repcrc terestre care

se gdses al vizorului optic Ai penlrite determinarea vitezei de drum lV.

Metoda scurs de la vizarea la vcnicaE a unui reper pdni la un unghi'cu aceasDl metodi se numesc cinemometre. Daciderivei, el se numelte c inemoderivometru.r W gi unghiul de derivtr D prin efccrul Doppler.scilaliilor elcctromagnetice a undei emise f4tr deptorul se nfltr intr-o migcare reladve fag de un

obstacol'

7, ebazeazA pc proPrietatea un itcz[ apreciabilAa ln spatiu. Astfel, prin sc (giroscop) estc

de mi|care pe tei direqii' P 5e obline viteza

de miscare a giroscopului care este solidar cu aeronava. dcci a aeronavei.

2.2.'fcoria vitezomctrclor acrodinamicc

prezentind metoda aerodinamici de misurare a vit"'"ei 5i a nundrului Mach esre neccsar se se

stabileascd relaliile dintre mdrimile Pb p, pd,V, M 9iT,In lccst scop se aplici ecualia lui Bemoulliunui tub de curent separat din fluxul incidcnt de

aer;i lrinrt in punctul critic al prizei de prcsiuni

(Fig. 3). Puncttrl critic este caracterizat prin

anularea vitezei V.

f,r cu:.ul t'ire:;elor ttrici (M < 0,5) se poatc -

scrie ecuatia tui Bemoulli (neglijincl

cernrprcsibilitlrtcrt dclului p = const') in sccliunile

I pi 2, strb fomra:l/,' rt t

p,\* P,=P,j-+ P,' (4)

unclc l'r = V este vitcza ljleurilor de. aer in -

antonte'de pri7j., V2'= 0 deourecc iubul de curent

in sccliunea 2 se frlneazi complet, iar p1 = 2, 9i

2, = p stloi prcsirtnile totald Si rcspccti\' 'ttolicd'tfcvinc:

V,Pr=P,'P=pT

rilL'l(xli\ dc nrtrsurlrc sc nuntc$tc

Fig. 3 l-inii de curent in jurul prizci dtprcsiuni

Cu accstc obscrvalii gi p1 = p: = p = const. (.4)

P = CrSq,= Crsp{ii2

(5)

l.ttcltt'clt ?

2.3. Construc{i:r vitczonrctrclor acrodinanticc

Vitczonre-trul pcntnr vitcz-r indicatir cslu un manorrtctru care',nrlstrat: T:,tlXT:."^:l:::i:ll]51c.J;;i';:;;i"i"'.:ri" .,"r"nat in unidli dc vitczl, consiiicriirrdu-sc prrrrttctrii iltrttosltrci

a;;l ;-; spccificnt l!l inccputul accsrui capitol cunoafterca prcsiurtiirl' tt-t.:-l::tt"i pcntru cv

runor grctcli dc pilotaj, constituind un indiciu asupra fo(ei P,"-tli:::,it:navci Dc ascmcnuil'

;;;;"il ;;,; "ii

r p "ni-

rczo I varca-probl cmc i de ":l

i s-1:: 9::::::""-"1-t X:at nu eslc utll pglrtru re4vrYsrss rrvv'vr"viSchema constructird a unui astfcl dc vitezomctru cste prezcntad ll l]t---l.11^"jllt-l',i.1

.or.ti'l"""llriirli'"'r"";;;-"".;;;;;cprrati, cu ca<tran propriu, sc iau unclc nr-rsuri constructivc

"i fi: - folosirca unci scJri otclluctc;

- a{isarea indicaliilor cu ajutorul a doui rnccanisnrc du scari'-un:l1:tl::::y1,ti,llltl,i."..g"h tpar^tul .rr. nrtrsoartr vitcza indicotl se glscatc in acccaqi carcasi cu

pcntru vitezi adevtrratd.Pcntnr dcducerca

caracteristicii staticc (ecualia

scirii) a sParatului folosim

schcma strucNraltr a aParatului,

prezentattr in Fig. 5' care Pune

in evidentd transtormiueasuccesivi a mirimilorintermcdiarc din ccle trei

clemcnte comPonelltc:l. Priza de Presiune stdlicd -

converte$tc viteza dc

masurat ' V, in presiune Fig' 4 Schema de principiu a vitezometntlui pentru vitczr

dinamicS p6. indicafii:v,l l - ac indicator;'2-'oatl dinlatl; 3 - sector.dinla.; 4 - mecanism

D.=D - D=p- bicll-manivelf;5-conductcdepresiuncl 6-pritAdepresiuncstatict;t'r rt 2 7 - prizl dc presiune tohla;8 - lraductorul manomctric (capsula

(6) *"nont.tticl); 9 - carcasa aparatului;

2. Elcmentul scnsibil, clrc

"onu.rt.gt" presiunea dinamici p6 in deplasare rectilinic w. ConsiderSm aceasta

liniari 9i ega[5 cu:

-t.

in clrc a $i dr sunt

lungimca 5i unghiul initial

Z,al nranivelci, iar j

t!1

rcprczintl raPortul de

transnitere u ulrenajului :tcristici (6). (?), (s)'

Cttt.i.tittica itatici a intrcgului aparat se poatc o[ine din cclc trei carat

..linrinincl mlrirlrilc intermediare, astfel incat se o[ine:

z | . s.(pv'I arcsln -l --;-L 4\'z, l]l

M:tsur:.rrr-it vitt'zci tlc zh,11

Din (e) sc trbscrvi cir l) =[ (V')' d':ci sc oblinc o carrcicr]:stlct::.:.:::,:.ll:::"::r1..:'.:

,r''='rltril,:';; ;,; ": dc r:rpt cstc ncccsati " :'":"j::"'P," ;: :::::t"::::",'.'* ,:'::;::::[ :

j' ); ;,' ; ;' n' u o' o

" " " " " : i 1' :'- ]ll -f - i f[ ;, i: ili, T. ::".'i T: ;ilill;indcplrrrttn

invcrs. rcspcctiv <tctcrnrinarca caractcrlstlctl

cut actcristica scirt t '

2,4. Erorilcvitczomctrelorafcctatcatnrdccrortinstrumentalc,spccificctuturoruParatelorcucrori mcrodicc' Dintrc crorilc instrulllcntalc spccificc mcnllonam:

captare a Prcsiunilor Pt Pt P;

*iruro.. u presiunii dc citrc manomctrul mccanlc'

unii 9i temPeratunt;

mos[erci'

3. Aparatura ncccsartr exccuttrrii lucrlrii

Se utilizeaz6 urmitoarele materiale:

- lnstalafia dt l";;;;; pentru simularea presiunii dinamice;

- Vitezometrul aerodinamic;

Sursc dc alimcntare dc avialic;

- Cabluri de legdturi'

3.1. Dcscricrca instalafici de laborator e

lnstalalia se alimenteaze de la tensiuni de,avialie: 27Y c'c' 9i I I 5 V c'a'

i" ."ttp""t"f; instalafiei intrd urmdtoarclc pi(i mai importante:

I - sursa dc alimentarc o

dc avialie -27Yc'c' o

- I l5Vc'a'I - cabluri de alimcntare:

3 - robinct dc comanda a

prcsiunii dinamtcci .-J - robinct dc cotnanoa a 7

. prcsiunii stittice; 65 - robinct di[ercnlial;

6 - conducti dc Prcstune tstaticl;

7 - r,itcz-omctrul acrodinamtc;

S - conducta de Prcstune dinamicd:

9 - instalafia dc misurd;

f o - inAi."a, dc citirc a prcsiunii 10+200 mmHg):

i'i -'t;;;i;t dc citire u prcsiunii 1>200 nr.rllg):

I I - conductc de Prestunc;

l-1 - pornPl dc Presrune sau vlo;

ll - clbluri dc alimcntare'

capsulei matronletrtce

srPa'

u in mtScarca

angrcnajul roli

*,,," )-" ]

V'-.:\

+

e

<_e<t-\7

8

l-s

Fis. 5.7 Schema structurald a vitez-onretrului de vitezl indicati

J

I

I

:-1I

I

:'l

I

I

I

I

FI

t-l=la{1'*

:tl

| .-

\

r'

t

Nlrrsunrrclt vitczci dcl-ttcrurclt l

3.2. Modul dc lucru

3.3. Problemc dc studiat

Pe timpul lucrdrii se vor executa determindrile:

altitudine? Dar la altitudini diferite?

4. f)atc cxrrcrimcntalc si rczultate

La II

4.2. LaII = 1000m

Vmtrsurrt

tkm/hlPd, mrrurrt

lmm HglVtmnttc

lkm/hlt

ITol

350300250200150100500

Vmrrurrt

tkm/hlPd, mlsurrt

[mm Hg]Vr-rcti"tkm/hl

e

lVol

050100150200250300350

Vmrsurzl

tkm/hlPd, mtrsurat

[mm Hg]Vttorctic

Iknr/h]e

lVol

050100

1502002503003s0

Pd, mtlsuret

[mm IIg]

{

lvlirstrrittcu vllc/.cl dc zl)()lI rte lttclt 2

4.3.2. La II = l000nt4.3. Caractcristicilc

4-3.1. La I[ =0 m

u0

o,)

tl)o

BO

tr

0d)

0 50 100 150 200 2s0 300 3s0

Vitcza Vlkn/hlr i ...1;._+__T--..-

35030050 100 150 200 250

Viteza Vtkm/hl

co

c,)

tac,t-

o!

.4It-

150 200

Viteza Vtkm/hl150 200

Vitcza Vlkn/hl

50 100 250 300 350

50 100 250 300 350

--tIl)

-tI

I

I

--lII)

-l:

I

r

a-I

|-

l-ucrurcl 2Masururc:t vitczci dc zhor Octuvi;rn GRICORII

7. VTASUN,INEA VITEZEI VERTICALE

Vitcza ve(icala f, est. un parametru important Pentru rezolvarea problerirei de

pilotaj, gi el ne dd inforinalii asup'a poziliei aeronavei in planul vcrtical'

7.I. METODE DE MASURARE A VITEZEI VERTICALE DE ZBOR

Pentrumdsurareavitezeiverticaleaaeronavelorsepotutilizamaimultemetode Printre care amintim:

I. Metoda baromelricaaltitudine, resPectiv:

- se bazeazii pe leg[tura dintre presiunea staticd p 9i

(7.1.)I dptl - ---:-Yv- pgdt

labazd 9i liniaritatea dependenlei dintre viteza

de ri capilaie 9i cdderea de presiune de-a lungul

ace lui Uagen-boiseuille' Aparatul"care folosegte

accast[ metodd se nume$te variometru'

2. Metode itrdirecte - meloda derivdrii altitudittii de zbor

- nreloda tntegrdrii componenlei verticale a acceleraliei

7.2. TEORIA APROXINIATIVA A VARIOMETRELOR

riomctru 'este tubul capilar 7 care face

.ff#:::l'H'illlnillirllea H crc$tc'

cauza cdderii Pc

> p' Deci, astlpra nrembranei va acfiona

leforma. La coborire' P > Pt' iar A p va

se va cleplasa in opus cazului de la urcare'

{olul vasului tennostat este de a nlcnllnc

tcnrpc'ratttraconstantaininteriorulaparatuluipcntruanuseproduceerori.Pentruadcducc caractc.s'ca statica a vaiiornctrulii 1l'trnclia dc trlttsfcr) sc foloscsc

r39

7. Mirsurrrca vitczci vcrticalc tlc ztror

rlnlliltoilrclc notllii: l' - \'()lunlulclpillrrului: l; - coc.t'icicutul dc\ uscozitatc a aclului: tr, ySi T -prL'siunca, grcutatca spccitici $ircspcctiv tenrpcrilturt aeruluidin atmosferl; p1, /r li 'fr -prcsiunca, greutatca specificd qi

t'cspectiv tenlperalura aeruluidin carcasa de volum r', degreuta(e G = vTr.

Vitcza dc varialie a

greutalii aerului gg din

drvolumul y este egal6 cucantitatea de aer caretraverseazi orificiul capilarului

Viteza V de curgere a aerului prinPoiseuille:

in unitatca de timp. aaica T'\ unde 7. cstc grcutatca

capilar. in acest caz, sc poate scrie rclalia:

-f = n+'=#('r,\

carcascii / 5i D - pcntnr lunginrca gi dianrctrrrl '

spccifici a acrului din

capilar este dati dc lcsca lui Hagcn-

(7.3.)

(7.+.',1

dc unde aplicind ecuagia lui Clapeynon scrisd pcntru acnrl din carcasd strb fonrrapl==1RI1 se oblinc:

^2v =i-b, - p\3241 " '

Considerind r'= consr. din (7.2.) Si (i.3.) sc ob{inc:

.+=r.ffib,-p),

ll0

+=Rr,v. #b,- p\ (7.s.)

J

Octuviln CRIGOI{ti

[)ircir sc notcazi cu r = l1tn" , constanta dc tirtrp a vrtriotrtctrttlui 5i ctr A1'=RT,y,rD'

d a/ d P dlr. ."uu1ia (7.5.) dcvinc:=lrt-P, d, = a,--a,

dAp d P

"-; *AP = 1-'

iar func[ia dc transfcr a variomctrului are forma:

Y('')=APit)= t'' \7'1'). \..,/ p(s) ,s + I,

adicd un element diferen{iator de gradul I.

Cum intrarea p = p(H(t)) din aproximalia Laplace (Capitolul 4)

( u )D = D^"xrrl - l. Pentru I6q6 : coost' difercnliem prcsiunca staticd. oblinand:'t' Rr-' /

dp__pu "*o(_

ri lari=_ p dH=- 1-u=-=4-r,.(7.8.)dr Rr,""u ---'[ Rr-..,J dl R?"*o dt Rr,*, Rr,""d

Din (7.6.) li (7.8.) rczulti:

,9 !!a t L,p = - =Z-r,= -S, v,,,dt ' RT,."u

(1.6.1

(7 9.1

urrclc S ,, estc cocficicntul de amplificare sau scnsibilitatca variomc(rului.

Funclia dc transfer a vaiionrctrului, dchnitd ca raportul dintrc tnitrittlca dc

icSire , irr cazul nostru varia{ia prcsiunii, 9i cea dc intrarc, vitcza vcrlicala, cstc:

n"(5)(;e) 5')', (.s ) = "'' )' =v,b) rs+l

(7 lo)

ndicri un clcmcnt apcriodic cu constanta dc timp t.

Caractcristica staticd a aparatuluise oblinc din (7.10.) dacii sc ia s = 0,

T1

1l

TI

i-I

tI'

I

r-;

I

I

irll

I

I

t

'l'inind corit dc ccualia gazclor pe rfcctc aplicatd acrului din capilar:

ecuatia (7.1 l.) devinc:

= A1,=-5, u. =-Fftr," =-Rff ffir,.

_ p l28nlvRT,R

7. N'lirsurlrca vitczei vcrticalc dc z.bor

findnd cont cd la etalonarea aparatului in- Tr = I..d = 76, atunci caracteristica

(7.12,

Fdcdnd aproximafia p,= p $ide laborator se poate aproxima Ivariometrulu i (7 .12.) devine:

Octavian aililC()llE

donreniul 10.'.60 mm HzO'

crciitcrea lrri D. lnsi. Prin

5i scnsibilitatca aParrtuluimai scnsibile. Din aceasti

presiuni Ap sa ia valori in

. l284olv ,,^p=_ *ffi;v",

unde lo este vdscozitatea aerului la temperatura ?ns.

7.3. ERORILEVARIOMETRELOR

p"n,ru a cre$te viteza de rdspuns a aparatului- s-au. introdu^s. tt:-T:I:

.onr,.]*ui.i.;;l;;" cum ar fi acclrerometrul ine4ial vertical. Astfel. datorita| . a::r ^ t, ^ ^^^^r^.^ lo }'nrdrrl qernnlvelof ntt fOSt;'il;il:;.;il;;;;t mic ta.variafiile Y:13i1't'a' la bordul aeronaveror au fost

i"iJ*ii. variometrele pneumatice cu cele inerliale'

T.3.2.ERORILEDATORATEMoDIFIcAnTtTcnTpERATURII

7.3.2.r. DATORATE VARIATIET TEMPERATURTI rr

in calculele fdcute pentru determinarea caracteristicii variometrului s -a

presupuscdtemperaturaaeruluidincarcasaaparatuluiTlrdmineconstanti.Deoareceizolarea termice u upur"*tui nu este perfectd, existd o variafie a lui Tr in timp' Astfel'

ln cregterea lui T1 cu o vitezd f ' ut*t din carcasd se ditatd provocAnd cregterea lui

Ap pcntru aceeagi vitez[ V':

,Y+ Ap = -s" y" - s, +?

undc S, cstc sensibilitatea aparatului in raport cu varia lia ternperaturii lnl'

7.3.2.2. DATORATE TDMPBRATURILOR Tq' T1 $I T"*'6

irr rclalia (7.12.) de determinare a caracteristicii statice a variometrului s-a

f;ictttaproxitnafia,grosolan.ldealtfel,deegalitateatemperaturilorT.,lnlsiT.n*1.Inre,alitare . raportuI clintrc diferenla de presiune reali 9i cea datd dc rela[ia (7'13') estc:

Lp _rlT,To =116A1),,,Apu T,T\, LP,,

rrrrrlc s-r rtotat cl'l Lp = Lpo + 6A2e'

.*(7.13.) f,' 'if'

,iJ-f

.T,. i$jj,rd*

'rtti-tr;:

Va.iom"tr.le sunt afectate atat d(

aparatclor cu manomctricc cu capsuld, c

instrumentale caracteristice acestui tip de

lagdrc, carc trcbuic sa fie cdt mai micd. Ac

carc sc misoari Ap cstc foartc mici (dc ordinul zccilor dc mm FI:O). ';

":ilPrintre erorile metodice cele mai importante sunt: ttr

- crorilc datorate incrfiei; -t

crorilc'datoratc varialici tctttpcraturii' Li,il'

, i.fe

7.3.1. IiRORILE DINAN'IICE Dr .''^ 4qr

7.3.1. IiRORILU DINAI\IICE D'

Accstc tipr-rri dc crori apar datoritd in

intirrzicri cc sunt irttrotlLtsc in ccLralia (7.9

Corrlirrur tcoliei sistcmelor, intiirz.icrca in si

tJl

(7.14.)

(7,1s.)

+_r

7. Nl:rstrrarclr \,tluzct vcrtlcitlc (lu zb()r

I n cr lcuklc apro\inlrtivc,cr,r tcnrpcrarura. adici q = k[. gi.rccstca in (7. I -5.). ob!incnr:

vi'iscozitatr.a acrului sc poatc considcrt propor lionl[i.".

5 A7r,, T2(l

1-tT'A/r,,

I-T:'

irr_'t{,

..i:'

'l1il

;i.:i:ili;t),

Accasti croare diferi la urcarca gi cobordrca acronavci, La urcarc acrul icsc dirlcarcasi in extcrior , deci 7. = Ir, pc cdnd Ia cobordre acrul intri din cxtcrior icarcase, ceea ce inseamnd cd ?. = Tn (?.0 fiind temperatura aerului din magistrata dcH

I tl 1i

j,( I-LICRAREA 3: TIiSLIRARE,4 I,ITEzEI I,ERTICALE

l. Scopul lucririiPrin rcalizarca accstci lucrdri sc asigurd experirncntarca mctodci brronrctricc

dc nri-rsurarca a vitczci vcrticalc dc zbor prccur.n gi cunoagtcrca instalaliilor utilizatc inlrccst scop. -fotodati, sc asigurl forrnarca dcprindcrilor practicc privind manuircainstalaliilor prccurn gi explicarca crorilor care apar in proccdcul dc misurare

2. Partca tcorctici a lucririi

2.1, Mctodc dc misurarc a vitczci vcrticalc dc zborPcntru urlsurlrca vitcz-ci vcrticulc a ucronavclorsc pot utiliza mai nrultc mctodc printrc carc

amintim:l. Metoda barontetricd - sc bazcazi pe legdrura dintre presiunea statica p gi altirudrne,

I dprespectiv: ,,=- *i

(l)

Accastd mctodd mai arc la baz.i gi liniaritatea dcpcndenlei dintre viteza dc curgerc a

gazclor prin tuburi capilarc 1;i cidcrea dc prcsiunc de-a lungul acestora cxprimate prin lcgca

f ui Hagcn-Poiseuille. Aparatul carc folosegtc aceas6 mctodi se numefte varionrelru.2. Metode indirecte - metoda derivdrii altitudinii de zbor

, oin,,. rncrodcre 0,",;::::!:,::t::i;x''::,:;::.K'"î,",i,i,iil":":ii"::i:i" baromctri,,i 5i

: nctoda intcgrtirii cotnponeillei verticale a acceleraltet.

| 2,2. Tcoria aproximativtr a variomctruluii Caractcristica principaLi a unui variometru estc tubul capilar 7 carc face lcg)rura intre priza de

i plcsiune statici 6 gi vasuI tcnxostatal realizat de carcasa etan$ a apararului9. Capsu]a nranontetrtcicstc lcgati direct la presiunca staticiprin conductu dc presiune 8. Dacd

I variornctrul estc ridicat cu vitcza K,i inallimea H cregte, prcsiunca p scade,

i dlr presiunea p1 din incinta tcrmostatii 9 din cauzr cidcrii pc capihru[ 7

i lirrrtiirte' nlti nlrrc dcciit 2, I)t > p.

. Dcci. asupra nrcntbtattci v3 aqiona

i prcsiuncl L p = Irr - p> >0, care o va

i de lbrmu. La coborare. p > p:, iar L pivir schirnbl scmnul. astfel incitirrrccurrisnrul sc vrt de'pllsa ill opus

icuzului dc lu tucltrc. In z-bor orizontal

i 1,1 = p, dcci A 2 = 0. Rolul vasului

i lcnxostat cstc d.' a menlinci tcntp.'raturl constaud in interiorul

;uplratului pcnttu a nu sc prodttcc

icroli, Pcntru a dcducc cltractcris(ica

istuticir ir varioructrului (funqia de transfcr) sc lbloscsc urmitoarclc notalil: r'- volurnul c;.rrcasci:15i

iI) - ptrrtru lunginrea gi dianrctrul capilarului; 4 - cocficientul dc riscozilrrtc a acrului: l. Ttt'l'-

Fi-g. I Schcrna dc principiu a variontctrului:.| - ac indicator: 2 - roala dintrti: i - scctor dinlat; 4 - ntccrttisnt

bicli-manileltr; 5 - traductorul manometric (capsull manontctricl):6 - prizl d!'pr!-siunc statici: 7 - tub capiltr: 8 - conductJ dc prcsiunt':

9 - carcasa ctanld a apariltului:

r1riII

I

!

-1

J

I

I

I

I

ir

ii

I:

ilj

ii

I

I

i

i

l-ucntrcl -lNlisurlrel v itczci vcrl icllti

prcsilt.l!.;r. grcur.ttca spccifici gi rcspcctiv tL'mpcratura acnrlui din atnlosfcri; /'r, 7r 5i I1 - prc'sitr

grcstiltL.it spccilici 5i rcspcctiv tcutpcratura acrului din ctrcasa dc volunr t', dc grcutatc G = t'/r.

Vitcza dc varialic a grcutalii acrului f din volumul v estc cgilli-l cu cantitatea de acr' dtY ftD:V

tmvr-rsL'azi orificiul capilarului in unitatea dc timp' adici f undc 7. estc greutatca specifictr

acrului din capilar. ln acest caz' se poate scrie relalia:dG ,D, v =!6.y,\- d, =T' 4 dr' '"

virezir vdc curgcrc a aerului prin capilar estc dattr dc legca lui llagcn-Poiscuillc':

v = ,2' ,(p,- p\3241 " '

Considerind v = const. din (2) 5i (3) se obline:

-Y.t-=y,P . 0,,- p\dr "l28t1lv"'

de unde aplicAnd ecualia lui Clapeyron scrisd pentru aerul din carcasd sub forma p1 =

obline: -+=*'l.ffi(P, - P\

constanta de timp a variometnrlui 5i cu Ap= =p, -

v =J''-,Ril

^ p l284lvR(,,*=-*T *tl;nl "'

27Y c.c. pi I l5 V c.a.

in conrponenla instalatiei intrd urmdtoarelc p[4i mai importante:

ccuirlin(ll)dcvinc:( l2)

Ftrcind aproximalia /rc = p 9i lindnd cont ci la etalonarea aparatului in condilii de laborator sc

po"r. "pro*i,n"

r" = Tr =?nn*a= ro, arunci""'".r.n;i:]ffi;T"r.trurui (r2)de'ine: (r3)a--TTi6tv''

urrdr'Tlo cstc vlscozitatea aerului Ia tempcraturu Ie'

2.3. Erorile variometrelorvariometrele sunt afectate atit de erori instrumentate, specifice tuturor aparatelor cu

manometrice cu capsuld, cdt gi de erori metodice. Dintre erorile instrumentale caracteristice acestui

,if a. op.to, reamintim ,ronrro defrecare in lagdre, care trebuie si fie cAt mai mici' Acest lucru

este necesar deoarece presiunea care se mdsoarl Ap este foarte mici (de ordinul zecilor de mm

HrO).Printre erorile metodice cele mai imPortante sunt:

- erorile datorate ine4iei;

- erorile datorate variafiei temperaturii'

3. Aparatura necesarl executifii lucrlril

Se utilizeazd urmetoarele materiale:

- Instalalia de laborator pentru presiune;

- VafiOmgtrul: ; " 'i(';. n'al'\?'"i"al!'l}li)!/ ''" f il'!:tr"eri1''1''r'';f', it:i

Altimetrul;' - Surse de alimentare de avialie;

Cabluri de legdturd'

3.1. Dcscricrcn instalnlici dc laborator

lnsralatia permite verificarea funclionirii variometrului se alimenteazi de la tensiuni de aviatie

,,;,li

p'"i:.Daci se noteaza ," t=ffid Li

=d p

-d P' , ecualia (5) devine: ,d ! * oo ="+ 'dr dr dr ----' dr dfiar functia de transfer a variometrului are forma:

,G)=#= '':, "

difcrcnlicm presiunca staticd, obliniind: :d p =_ p,, .ô[- t ]!!=-=1-!!=-=+- 11 =-=!-v" (8)idr Rr-'^"|. R7..

.J ar RTû dr RT"-' Rr"û j

Din (6) 9i (8) rezultd: tdll * Lp=- rt' v = -S v ' (9) l:- dt RI.,'undc s, csre cocficicnrui dc ampliiicarc sau sensibilitaica vaiioinctrului. .'.1.

Funclia de transfer a variometrului, definiti ca raportul dintre nrlrimea de icaire, in cazul nostru i

variatia prcsiunii. 5i cca dc intrarc, vitcza verticald, estc: ",i;

r (,)= A/'!tJ'='- s. oo)r:' i'/ v, (t) t's + l i.g

adicd un eletncnt apcriodic cu constanta de timp 1' , tW

Caracteristica statici a aparatului se obline din (10) dacd se il 'r = 0: ,#

I = -s. = L,1t= -s. v" = -#-r.= - = I ='jtn'l.,

u.. (t lijil/ ' r\ , .r.,r R 7;., RT,y.ttD' ,.F.

Jinind cont de ecualia gaze|or perfecte aplicatd acrului din capilar:

. .l - sursl .de alinlentare ..

tlc avinlic -21Yc,c,- I l5Vc.a'

l - cabluri dc alinlentarc; 8

3 - robinct dc conrandd a

plcsiunii dinanlice;.1 - robinct de comandi a

presiunii statice: 1

5 - robinet diferenlial;6 - condtrctd de Presiune

stat ical;

7 - altitttctru:I - vutiotnctrtti

t2 13 14 15

9 - cottcluctit dc presiurrc staticd;

l.rrct'rtrclr.l

l() - rrrstnlrrlil dc nrirsrrrii:

I | - intlicltor tlc citirc ir prcsiunii 1G..2fi) rnrnllglf - indicltrrr dc citirc u prc.siunii 1>2(X) nrnrHg):l-1 - conductc dL' prcsiunc: .lJ - ponrpi dc prcsiune sau vid;| 5 - cabluri dc alinrcntarc.

3.2. Il{odul dc lucru

. inaintca dc inccpcrca lucrului sc cr"rplea

dc'misuri gi variornctru, instalalic dcpreslune;

. sc cupleazi cablurile de alimentare la sr

. sc in$urubeazd robinetele de presiune;

. se alimenteazd cu tensiune din I instala

. se aplica presiune asupra altimetrului gi49i5;

. se mdsoard cu un cronometru timpulrespectiv de Ia 1000-12000 m.

3.3. Problcme de studiat

Pe timpul lucrdrii se vor executa dctermiri) cronometrarea timpului de urcare cu 1

nr, respcctiv timpul de coborAre cu aceea$

ii) dr.'cc timpii oblinufi nu corespund intr

4. l)atc experimentAle si rc2ultatc

4,1. La urcarc cu 20 m/s

4.2. La cobordre cu 20 m/s

t48

Ueli,l\ rJlr Ul(l(rUlil :

8. MASURAREA TURATIEI LA BORDULAETTONAVIJLOR

Mdsurarca turalici la bord cstc necesar pentru evaluarca putcrii pc carc o

dczvoltd sistcmul de propulsic. Aparatelc carc misoard viteza dc rotalic a arborcltri

nrotorului, dcci tura{ia, sc nurncsc tahontetrc. Erorilc dc masurare- a tahomctrclor nu

trcbuic sa dcpi;cascd ! lc/o pentru nlotoarele cu piston, respecti\' + O,3Vo pentru

motoarcle cu turbinf, cu gaze.

8.1. METODE DE MASURARE A TURATIEI LA BORD

Pcntru misurarca turafiei sc pot utiliza mai multe metode:

l. Metoclct ntecanicd - scbazcazi.pc lcgdtura dintrc fo4a ccntrifugi F., crcata dc

un corp mobil greu 9i viteza de rotafie a sa. Transmisia informagiei in acest

caz se facc cu ajutorul unui cablu flexibil. Aceastd metodd nu este folositd Ia

bordul aeronavelor.2. Metoda nngneloinduclivd - se bazeazl pe dependenla_ intre cdmpul

magnetic .oiitor al unor magnefi permanenfi gi curenlii"indupi intr-unelemcnt sensibil.

'3.'A(etodu'eleclricd - constA in mdsurarea tensilrni electrotnotoarc prodlrsc ti.-

micronaSini electrice de c.c, sau c.Q. nunite Ialtogetrct'cttoQre.

. 1. Metoda opticd - face corespondenla intre frecvenfa/a unei tensiuni generate

intr-o fotodiodd dc impulsurile optice ob{inutc prin iluminarea unui disc. ctr

Norihcii, care se rote$te cu turalia n (f ='d ;. Acestc metode au avatltajul60

ca nu incarci axul sau obicctul aflat in mi$care.

Diptrc nrciodclc prczcntatc antcrior in' avialie. sc utilizcazi in c.rclusivitatc

tnctode le tnagnetoinductive Si tne todelc electrrce.

8.2. TAI{OMETRE I\,IAGNETOINDUCTI\/E

Tahonrctrele magnetoinductivc funcfioncaza pc baza intcrac,tiLrnii dintrc

curcn!ii turbionari indugi intr-un element sensibil gi cdmpul invartitor oblinut prin

r(.)tirea unui magnet permanent multipolar. Deci, constructiv un tahollretrll

nragpe-toinductiv cstc alcdtuit dintr-un magnet permanent cu 1) Pcrechi dc poli carc

49

']

I

I

I

J

'J

I

ri

i^

I

1l

fi. Nlirsurarr.i tur alici i.r Lr

cstr.' irrvirtit cu turatia dc ntisurat r $i ul

rulunrirriLr snu cupru. plasa[i unul fali dc altu'

Fig. 8.1 Schema constructi'a - cu pahar; b - cu disc: I - malaluminiu sau cuprui 3 - gut elec

Miscarea.";J;;';Hffi;urrnare$te obfinerea caracteristicii I = flndinamic. Pentru determinarea acestei caract(paharului sub forma unei benzi continue (Iturbionari indugi de polii magnetului rotitoinfinitezimaE dr 9i grosimc 6 aflatd la di:

magnctului rotitor. Datoritd rotaliei cu vitc

induce r...-.,

€N=€S=e=/

unde B este induc[ia magneticd in intrelpaharului. Crlm simultan

r50

fi. Nlirsurarr.i tur alici i.r Lr

cstr.' irrvirtit cu tura[ia dc ntisurat r $i u]

t

)

j

I

l,

rulunrirriLr snu cupru. plasa[i unul fali dc altu'

Octuvi;tn tltllCOl(E

/. = I * I + rr este lungimea unei spire elementare, curentul elenlentar di = 2edG.

care cu (8.l.) dcvine:

di= BlDolG (8.2.)

Pentru determinarea curentului i din toate circuitele elementare

corcspunzitoare unei perechi de poli se aplicd integrala:

Yi.. '4.^ BtD;= Jdi = BlDaJdG=-:=@, (8.3.)

Iunde R. = i7- este rezistenla spirei in scurtcircuit considerat5.

/]

looL=\oo=Yi!!, ='( ,uo, ,= ! T, !, ,=-I-1n!-1*.,nb,..l:i-ltR. - f

-" * p/" r"zp(a+l+nx) 2p l(a+l+rx) zp"'L- 2(a+l)l 2prc

Fo4a de interacliune corespunzetoare unei perechi de poli este:

F =2Bti=r%!r,

iar cuplul activ carc antrcneazl paharul, corespunzdtor celorp perechi de poli. este:

M - =2rF 2 =rP(Bn)' a =2P6' a.2R"R.

Punind condilia dc echilibru, respcctiv Mn-- M,, unde M.

cuplu rczistent, se obline caracteristica slalicd (ecualia scdrii\:

,/,(D:6No_Utr'E, = r_l2L4qr_6NrIeLqr.-tor, (tj.6.r2np lzL' npbh'E bh'E

tunde cu constanta A s-au notat parametrii ce nu depind de temperaturd, iarcu 1=1p

cstc condttctivitltca spirci clc curent.

(8.4. !

(8.5. )

Etrtp--c, Q = !I- 9 este

t5

S. I\lii.sururr'ir turatic'i la bortlul ac.rorravclor

l)cntrtr dctct'rttinlrca (tru(tcristi('ii dittutttic't: sc scric ccuaIia circuituluiclcctric']pc spiru dr. curcnt:

=R.*L"{

cilrc. trccuti in fonili opc.raIionali, rczulti:

2c(.r)= R. +.rL.i(s) + t(')=;j*t-J'-;'' . ar(,) '

Foqa dc intcracfiunc va fi F(.s) =21]li(.r), iar cuplul activ corcspunzitor cclorpcrcchi de poli dcvine:

M "

(.s) = 2 p F G)+$ :), #!:hro(s) = S;,1,1 (8.e.),,:

:iiPe axul de icaire acfioncaztr un cuplu rczistent (cu aceeaEi fomruli ca la cuplul ;

static), dar gi un cuplu amortizor produs dc un dispozitiv identic cu ccl cc produce l;

cuplul activ Mr, cu deosebirc cd in acest caz magnefii permanenfi sunt fic$i gi discul :se rote$te cu viteza g. in acest caz, formula cuplului amortizor este:

:':: \f;tl

A ,. .rA ':$M"-(.t)=, , -." efu)=#qoft) (8.10.)1frl+.t,t, l+J1, ,r,,

Aplicdnd ecualia fundamentald a ac{iondrilor electrice ,.-

J 9(s)= M ^G)- M ,G)- M * (") si folosind (8.9.) si (8.10.) se oblinc: ::.

(- " A. \ ^

lrr- +:---=-.t *.. |p(r)=-!-rG) (8.t1.)I l+I.s 'I ' l+I,s

,.

. Din (8.11.) rczulti ca func{ia dc transfcta tahornctrului inductiv va fi: ,,

r(s)=#= (8.t2.)r1

;:,

cu schcma funclionald din Fig. 8.3. ,io

i'La dcduccrca rclalici (8.12.) nu s-a linut insa cont dc rclaliilc dinarnicc fti,

introdusc de sistcnrul dc transmisic la distan[i a rotafici de la axul de intrare la ccl de $'iegire. O astfel de schemd, uzual folositd in aviatie unde transmisia la distanla estc:$ri

' ;i:4t

t-s2 53

()ctl\ rrll GRIGORt,

r,,.rrlizati cu ajutorul unut

rsincron) gi cstc Prczcntati

taltogcncrator dL- c.a. - nlotr)r sincltln (cu porrrirc irr

in Fig. 8.-1. 1j

IJ

I

Fig. 8.4 Tahomelrelor magnetoinductiv cu transmisie sincrori la distanld:I - inftr$urare staloFrca:2 - inductor din magnct permanen(i 3 - rotor pentru pornirc in asincron;4 - rotorul

nrotorului sincron (nagnct pcrmanent)i 5 - magneli pemanenli cilindrici;6 - magneli permanenli (fic;i) ai

rmortizorului;7-infA5urarestatorica amotorului:8-discdinaluminiu(cupru)i9-arcspiral; l0-discularrrrrrlizorului; I I - ac inrlicator; l2 - lah(r8encrator; I3 - indicatorul tallontctrului

8.2.1. ERORILETAHOI\IETRELORNTAGNETOINDUCTI\/E

Erorile principale ale tahometrclor inductive sunt provocate, in general, de

i6t1ucn1a tcmpcraturii rnediului ambiant asupra componentelor aparatului. Astfel, cu

rcptpcratura, sc rnodificd conductivitatea T a materialului discului (paharului), fluxul<D. dinrcnsiunilc gcouretricc gi nrodulul de elasticitate Eale arcului. Substituind acestc

rur.rrinti cu rcla!ii lc:E=Eo(l -tLT)o=en(t-BAr)t=yu(t_FAr)b

It

L

re-l11ia (8.6.) dcvinc:

/1,/"u, (s)

Fig. 8.3 Schcnra funclionali a tahomctrului magnctoinductiv

ca.

i-I

t,I

'J

ll

i

ti

It

t

l{. Nlisurrrcu turatici lr bt-rrtlul itcrortuvclor

e= A" F*ffi#r.' = A"(r + oArluzk

(ti | 3 )*i.:rl.'

BNA. BNA(0=-I=-'crc,E 1tl.l5.)

= Klr.{f'l:f

Daci in (ti.l3-) sc neglijcazd tcrmenii cc con{in pc AT la puteri mai mari ca,$.^ ^: J;Â-J :J--r:fi^^-^^ ^^ ^L,:-^ ^^^Cî^-t,,1 +nfal rl,' larrrn,-rolrrri o^l.i.rol^;r'fliuniratca, gi flcdnd idcntificarca, se obtine coeficicntul total dc tenlpcraturd echivalcnt-T!

Practic sc pot

temperaturd:

o=t-1t-3g -28.

urmitoarele mctodc dc

- se alege materialul din care se confeclioneazd discul sau paharul astfel ;i:

incit 1t > € - 3G - 2p, aceasta realizindu-sc prin utilizarea unui guntr{:

magnetic a cdrui permeabilitate scade cu creSterea temperarurii; ,3g.

- se alege materialul din care se confeclioneazd discul sau paharul astfel {tincdt o: 0, sau foarte mic, care se realizeazdprin alegerea unui material -1

cu conductivitate y maximd.

TAHOMETRE ELECTRICE

Tahomctrelc electrice con lin magini clectricetransmildtoarelc sunt tahogcncratoare, iar indicatoareleuniteti de turatic.

8.3.1. TAHOMETRE ELECTRICE DE CURBNT CONTINUU .';

j,Dcoarccc au in componcn!a IOr o rnaqina dc c.c. carc arc colcctor, tahontctrclc ;:

de accst tip au o fiabilitate redusd. finindmagnetoclcctric, arc o fiabilitatc scdzutiutilizat la bordul acronavelor. Dacd se cor

foartc marc, practic tahogcncratorul funcliprodusi si fic proporlionali cu turillia, rcsp

=) Rr(8.l s.)

Fir. 8.5 Schcma clectricir

Cuplul clcz.voltltt dc cldrttl nrobil al indicatortrlui irnui t.hornctru dc c.c.

Iuasnetoclcctric l-iind M = BANt, iar cuplul rezistcnt

fjinrJ M, = C,Q,la cchilibru M = M,,9i dcci caractcristica staticir dcvitrc:

8.3.2. TAHOMETRE ELECTRICE DE CURENT ALTERNATI\T

Sunt atcltuite din tahogeneratoare de c.a. (monofazate sau bifazate) 9i

indicatoare de tip magnetoelectrice de c.c. (Fig. 8.6a) sau de tip inductiv (Fig. 8.6b).

Fig. 8.6 Schema electrici a tabometrului de c.a.:i - cu indicator magnetoelccuic; b - cu indicator inductiv:

Tensiunile electromotoare er gi e2 induse de rotorul (inductorul) din magnet

permanent se aptictr la bornele a doud bobine cu miez de fier. Curenlii produgi, i' 9i i2

detcrmin[ aparilia a doud fluxuri variabile care induc in rotorul (discul) d in aluffriniu

tensiunile e', gi e', cdrora le corespund curen(ii ii 5i i, prin masa discului gi .care

prezinti pcntnr ficcare circuit impedanfa Z. Curenlii rotorici intcraclioncazi cu

lluxurilc O1 gi <D2 9i procluc cuplul activ M. Amplitudinea t.e.m. indusa in infd;uririletahogencratorului este:

Rr+ Rodoptrr"+ Rg

ts' r+'1{f..:#'

comPcnsare a erorilor de

r'fi

,.J..::

":9"'-t,i.

l;.*

de c.c. sau c.a., rcspcctivs;sunt voltmetre etalonate in "i,,

- nDINBD,n =

-

ll' (8.16.)

rJ=E=PNnqr=Ca60

R.

rundc: I cste lungirnca activilN - nunrdrul sPirclor;D - diantetrul rotorului;/l - induclia maximi in intrefier'

DacI sc tinc scanta ca relafia dintre frccvenld 9i turalie estc .f =+, rezulti cd60

indicatorul pentru mdsurarea turaliei poate fi 9i un frecvenlmetru' Pentru schcma din

Fig. 8.6 putem scrie:

(8.17.)

r<l

€t= E,r, sinr*; e2 = [nr silt(rrl - 9),

r55

li i\llistrr;rrclr tutitltct l:t t)r)t(lul itcron;t\et()l

untlu'{p cstc unuhiul dc dt-crlaj dintrc infirrsurirri. Curcnlii ir rli i:. tleciind prin bobirrclre u nlic/. tlc l'i':r. produc fluxurilc:

. (>1 -<lr' rrr siu(rrl <lr, - (D,.r sin(ru - q).

Tensiunile induse in disc au expresiile:

.; =-u#=-rrl(r,n, cos(d/,' "; =-oflt =-@d):,n, cos(rr,rl-rp)

$i corcspunz6tor accstora se stabilcsc curcnlii:

(n. t 9.

(8.20.) i.

1f,i.t;:

J; =-?cos(ror-9,) r,, =-+cos(@, - (p -(p,\

unde lzl=fi'+ert Lt , iar cp,=*ol,E(+lrun, ouru-etrii circuitului echivalent .\^r /

corespunzdtor discului.

Cuplul activ se poate e xprima cu rela 1ia:

M =C^(ijo, - iro,) e

unde. daci se considcrd cd @1;1 = @zr,l = @M, gi daci se inlocuiesc expresiile ':,

curcntilor din'(8.20.), iespectiv a'fluxurilor din (8. 18.), ob lincrn:

(8.22.)

adicd un cuplu actil proporlionalcu pulsa{ia oa t.c.nr. indusd, carc cstc proporIionalacu turalia,r a tahogcncratorului. Dc rcguld, turaliilc ulaxirne admisc pcntruiahogcncratoarelc coniune dc c.c. nu dcplgegtc 2000 rot/niin. iar pchtru cclc dc c.a. injur de 3000 rot/min. valoare care in acest caz poatc ajungc gi la 7000 rot/rnin. Clasade precizie a acestor aparate estc dc 1...1 ,5%. Tahogcncratoarclc consumd o putcrcnrccanicd de aprosimativ 3...50 W, ceea ce este cu totul nc'glijabil.

(8.21 .) ,i;

':a

.;-

.!

,',!.;' ...;

)',:

56 51

()ttlvrln Ul(lLrUl(l:

(). MASURAITtrA TEMPERATURII LA BORDULAIiI{ONAVIiLOR

La bordul acronavclor estc necesar si fie cunosculi paramctrii de func!ionare a

rcgirnului de lucru a sistcmului dc propulsie. Printre acegtia ccl mai important cstc

tcl't.lpcratura, carc dI cfcctiv un indiciu asupra bunci funclioniri a sistcmului dc

proprrlsic. cirt gi a putcrii lui. Efcctiv sc misoarl tcmPcratura gazclor cvacuatc din

nrotoarele turboreactoare sau turbopropulsoare, temperatura in camerele de ardere

alc aceloragi tipuri dc motoare, temperatura uleiului (sau a lichidului de rdcire).

tcmpcratura culaSci motoarclor cu piston. Dc ascmenca, pe l6ngi accstca se mai

nrirsoard tcmpcraturfl acrului ambiant gi a cabinci, paramctrii ncccsari in sistcmul dc

control automat a condiliilor dc confort, etc.

Aparatele carc masoara temperafura se numesc termometre.

9.T. METODE DE I\{ASURARE A TEMPERATURII LA BORD

Pentru l.nisurarea tcmpcratunt se pot utiliza mai multc metode, carc inprincipiu foloscsc orice fenomen fizic condigionat de varialia temperaturii, printrc

care amintim:

I. Metoda y'oluntetricd - se bazeazd pe legltura dintre modificarea volumului V

a unui corp sub acfiurtea temperaturii. Funclie de starea de agre-earc a

corpur*i,r"r

il iliri:

runcrioneazd pe aceasrd metodd por n:

2. Metotla manontetricd - facc corcspondcn{a

sau lichid la volutn constant gi tcmpcraturd.

cu vapori, gaz sau lichid.

intrc varialia prcsiunii unui slzin accst caz tcrmomctrclc pot li

3. Metoda lermorczislivti - constd in varialia

conductor sau senriconductor cu tenrperatura.rczistcnlci clcctricc a ttntti

1. Metoda electricci - sebazeazd pe aparilia unci tcnsiLttti clcctromotoar!'. la trtt

tcrnrocuplu, propor!ionald cu difcrcn!a dc tcrnperaturd dintrc ccl.- dotrii

capcte rcci'5. Metode radialiei- tcmperatura se mdsoard indirect prin masurarca cnc-rsici

radiantc.

Dintre nrctodcle prczcntatc anterior in avialic sc utilizeaza in exclusivitatc

tuctoda tcrntore:islit'ir 1i netoclu clcctricd-

-1I

I

j

-tI

I

)

I

l--

t

t

lr

-lluturii lu bordul aeronrvclor

9.2.'I'I.]RIVI()i\II'TITE CU TIIRI\IOREZIS'TENl'A

Tcrnrornctrclc cu tcnnorezistenli func[ioncazd pc baza rnctodci tcn'uorczistive,

rcspcctiv pc proprietatca cc o au conductoarelc Ai senticonductoarele de a-gi modifica

rczistivitatea p (rezistcnla R) in functic de variafia tcmpcraturii.

Tennisloarele sunt amestecuri de materiale semiconductoare din oxizi de

rnetale grele aglomerate oblinute prin presarc in formd dc sfere sau discuri de

dimensiuni de I ...5 mrn, prevdzute cu doua terminale. Ele au constante de tirnp foarte

mici (circa l0 ms), iar caracteristica de temperaturd are forma:

D

R(r)= n..', (9 l.)

unde temperatura ?n se ia in K, iar a si b sunt constante de material.Prin derivarea ecua{iei (9.1.), se obline coeficientul de variafie a rezistentei cu

temperatura:I dR bd=-'j'---"r , o.2.)

carc este negativ gi cu aproape un ordin de mdrime superior coeficientului a al

nretalelor.

Terntorezistcngele (metalice) sunt realizate din ficr, cupru, nichel sau platind lacare dependenla de tcmperature a rezisten{ei elcctricc rcprczcntatd in Fig. 9.1 se poate

poatc considcra ci func[ia R(A7) cstc liniari, scnsibilitatca

5 = -! i-

= eR,,. in Tabelrtl 9. / sunt date cAteva proprictSli" d(Ar)n'"i utilirrt. in domeniul ternrometriei.

Octuviirn CRICORE

Dacd temrorezistorul estc

din platina, iar tcmperatttra

variatd in linritclc 0...650'C,caracteristica R(AT) arc forma:

n(lr)=

unde s. = 3,963.10-r grd'r 9i p=

-5,841 .l 0 grcl r.

Pcntru nichcl accasticaractc-risticit are o forma 9i ntai

complicatd. Pcntrtt intcrvalc mici

dc tcnrpcrattrri Af = 'l'-'l'g sc

(9.3.)

fcrnichcl

| -/-fcI pru

platina

I-

termorczistomlui fiind

a trei mctalc dintre cclc

(9.6.)

clc urtclc elirninlind rnportul/ l{' rczultir:

I

' > -;.(R,

clcrncntului turmoscnsihil.

+ Rr," )+ il; (o. * Rr,. )t + R, .R1r1

cxprima prin rclalia: n(lr)= no lt + o . LT + p. (ar)r +...J

9.2.I. SCHEMELE DE MASURARE A TERMOMETRELOR CUTERMOREZISTENTA

Ca scheme de mlsurare la bordul aeronavelor se intAlnesc cdteva variante de

termometre cu termorezistentd. De reguld, elementul termosensibil (transmildtorul) se

conecteazd in una din laturile unei punli de mdsurare, celelalte laturi fiind formate dinrezistoare avAnd coeficientul.de tcmperatur| zero (manganin[). Aparatul indicator.'ticûli'i6!6ti.t"i'mugridtoeiectric cu magnet p"r-"rr.-nt mobil. Dacd se cere oprccizic dcosebita sau daci aparatul de bord este utilizat ca traductorin dispozitive de

re'glare, se preferd metoda de mlsurare prin compensare realizatd prin schema dinFig.9.2. Eclrilibrarea punlii se menline prin deplasarea automatd a cursorului pc

potcnfiometrul de rezistenfd r = 13 * I astfel incdt sd existe rela{ia: R; (R1 * 1) = fit(Rr + r-r). Valoarca rezistenfeir se calculeaza din condilia dea sc asigura cclrilibnrl punlii(/irx/1.,=/l.xR,1) pc toati gntna

dc varialie a lui Rl de la R1' lrRrnr. Rczirlti condiliile: '

(ll 1,u * r')[1I = ft'11lR:(ll-, + *tr=*'tatnt

,n.r., Ey

Fig.9.2. Schema dc nrisurnrc a rczistentr'i cu puntc

autocchilibratii A - orrrnlifiertrrr. S\l - sctvonrolor, Rr - r!'/istcntr

nl+o ^r+lt

(nr)'l(e.4.)

R

10

II7

0il-

\4

1

0

0 100 200

Fig. 9.1 Varia!ia cu

tn:rlt:ri:t lc

300 400 500 600 700

tcmperatura a rczlstcnlcl unor

Tabclul9.lNletalul Rezistivitatea

[o.mm'lL'"JCoelicientul de

tempcraturi mediual rezistcnfei in

intervalul 0...100lerd-r.l

Domeniul de temperaturtr in carese utilizeazi

Limitainferioari

["cl

Limitasuperioari

['c IPlatina 0,098 r 3.9l x l0-' -250 I 250

Cupru 0,0r 8 4.2x10-' -r50 180

Nichel 0,t2 6,4x10-' -200 300

r_s8 l-59

Nlisurilrc:l tL'rr turii la bordul itcronul'clttr

Fig. 9.3 Schen:c dc mtrsurare folosite in tcrmonrctre L'cu rczistcnti clcctricrl: :u - puntc cu semidiagonalS: b - puntc complcxf, ''':

:t,g.2'.2. ERORILE TERI\.{OMETRELOR CU TERMOREZISTEN TA ":#:

,il

Eroritc principalc alc tcrmometrelor cu rezistcntd sunt urmdtoarele: 'i;

eroarea nrctodicii - datoratd incdlzirii elementului termosensibil de cdtre.iicurentul ce trece prin el;

- dinamicd:

ct'rtrilt itrstrutne trtuls - dc tcrnpcratur:d produsc dc.valiaf ia stirii tcrnricc a ,t

rczistoarclor din schenll datoriti schirnbarii ''

temperaturii metliului antbiant; ,erorile produse de cdmpurile electrice si nragnetice -,

exterioare; ':,

gaze. i;r::i,

r i":i

'ti;-'

r60

ry'' priu rczistcnla B1 cstc:l6l

Octirviurt (;t{ lCOl{ll

9.2.2.1. IiROnI t,E'l'D RI\l O Nl ETII E l-O R C U 1' t- lr l\l O ll EZ l S'l- l'-N'l''\l)^]'OIlAl'E PlltllDERlLoIl PltlN llADl,\'l'lE slCONDUCTIBILITATII TERMICE

Accste crori sc datorcazd picrdcrilor dc energie prin radialie 9i prin conduclic a

elententelor constructive de prindere a

rern'lonrctrului (Fig' 9'4), (in zona sau pe corpul a

clrui tcnrpcraturd sc misoarl), carc sunt: locagul dc

prindcrc 2, pcrctctc dispozitivului 3 Ei buc:;a dc

rrrindcre 4.' in gcncral, aceastd eroarc dcpindc dc

dimcnsiunca, forma 9i natura materialului din.carc Fie.9.4 Monrareaunui rermomerru

cstc fecut dispozitivul dc prinderc, 9i implicit de l-"uo*-ir.to(t"-or.t-)l 2 - locae dc

dimensiunea alczajului in cafe se introduce ac€S[ prindcrc; 3 - dispoz-itiv dc prtndcrc: 4-

dispozitiv. buc55 de Prindere;

g.2.2.2.ERORILETERMOMETRELORcUTERIIIOREZISTENTADATORATE FRANARII INCOMPLETE A FLUXULL]I I)HAI'R

. Se cunoagte, din literatura de specialitate, cd temperatura franatd a acrului 7"

depinde de viteza lui prin intermediul numdrului Mach, prin relalia:

-(. M'),'=rlr* , I (e.7.)

in realitate. datoritd formei ,runrmla'to-tul, n, se mesoard tempcratura ?"' data'dc rclalia (9.7.), ci o tcmperaturd frdnatd incompleta datd dc:

(9S)

uncle ( este tocmai factorul de corcclie datorat formci transmildtorulut.

9.2.2.3. ERORILE TERMONIETnELOR CU TERI\IOREZISl'EN'I'ADATORATE INCALZIRIITERMOSENSIBIL

ELEMENI.ULUI

I

IJ

'l

J

I)

r,'=r(t.r+)

pentru a dctcrmina aceastd croare considerdm schcnra cu traductorul R1 molltut

in bra[ul unci pun1i, care conlinc 9i aparatul dc mdsura, rcspcctiv un logometru cu

clouli cld;c ctt re-zistcnla R. cu nlagncIi pcrmancnfi (Fig. 9.3a)' Curcntul carc trt'cc

I

(9.9

Cum cantitatea dc caldurd degajati prin efect Joule de rezistcn[a R1 este

Q =0,24R,ii,

curent cetre transmilator. Pentru a evita acest lucru valoarea termorezistenlei trebuisd fie destul de mare, astfel incat din (9.9.) sI rezulte un curent destul de mic, deci opierdere prin efect Joule neglijabild.

'i:'

-f'Aceste erori se datoreazi intdrzierilor care apar in transmiterea cdldurii

mediul mdsurat la transmildtorul care o misoard. e

Erorile datoratc dinamicii depind de caracteristica transmildtorului, dedc variatic a tcmperaturii mediului mdsurat, c6t gi de caracterul de varialie a .'r;

tcmpcraturii mcdiului de lingd transmitdtor. }i

. :Xl

9.3. TI]RNIOI\IETRE CU TETL\,IOCUPLE ii

9.3.I. CAITACTDITISTICILD TtrRI\,IOEI-I'MENl'I'LOR

Daci ptrnctul dc sudurir sau dc contact dintre doud cond,,.toare din aliajedifcritc cstc !lasat la o tcnrpcraturl 7'clifcriti dc tcmperatura 7ly a callctclol libcrc,ntttttitc rcci dcourcce, dc obicci, T>To, intre capctelc libcrc al)al'c o t.c.ur. dc vitloarcLr1 dcpcndcnta dc difcrcnla dc tcmpcraturl A?"= I- 76 printr-o rclalie dc forma:

Et = aLT +b(AD2 + c(AZ)3+... = kAr

unde a. b. c. ...sunt constante de material.

ii,

It_

i

I

I

L

t_

(). l\'lirsurlrcu tcnr lturii lrt hordul acronavclor

relalia-(9.9.) este mare, qi aceasta datoriti ne alcgerii iudicioase a rezistenfelor R, R'*gi R1. in acest caz, in loc sa se echilibreze puntea, va exista un transfer puternic de

t62

(9. 10.)

t63

Octlrviurr GRICORIi

Contbrrl Tuhclului 9.2 exista nratcriah-' cu potenlial clcctropozitir'. dar 9i cu

potcnIial clcctronegativ.

Tobelul9.2

I\laterialul Poten(ialul de electrod PentruAT = l00oC [mVl

Constantan (557o Ctt,457o Ni) -3.47...-3.04Nichel (Ni) -1.94...-1.20Plafinn @t) 0

Pfatinrhodiu (90Vo Pt,107o Rh) + 0.65

Cunru (Cu) + 0,12...+ 0,77

Fierul (Fe) + 1.87...+ 1,80

Nichel - Crom (857o Ni, l07o Cr, adaosuri) +2,20

in avialie cele mai utilizate termocupluri sunt formate din materialele: cromel -copel, cromei- alumel, cupru - constanta;, fier - copel, cupru - copel' in Tabelul g'3

sunt date caracteristicile E{AZ) pentru cateva termocupluri'

Din tabcl se observl cd in cazul tennocuplurilor Nico - AS (nichel cobalt -rlunrcl spccirl) 9i FeNi - CS (fier nichel - copel special) valorrer lui El este foarre

nrici p,--utru o variatic a temperatttrii A?"< 200"C rea produs[ de

r,.rli.tio tcrnperaturii lipiturii rcci (in lirnitele - fie neglijabila'

Principala croarc a terrnometrelor cu termocupluri ie i temperaturii

tifituritor rcci. Ctr cxccplia nparatclor carc lblos NiCo - AS' la

t0atc re.rruornctrc.l(-. sc prcvcde conlPctlsaren nccstor el'ori,

Ll borclul acronavclor termonlctrele dc acest tip se utilizeaza pcntru misurarea

tcnrpcraturii gazelor la iegirea din turbina MTP sau MTR, precum 9i pentru masurarea

i.,r.'i.rn,urii "chiulaselor la motoarele cu piston. Aceste aparate se impun prin

,iroiti,n,.o constmctivd, prin liniaritatca scdrii 9i prin ine(ia termica foarte redusd'

Tabelul9.3

Temperaturarcl

tinsiunea termoetectromotoare [mV]

Cromel - copel Cromel - alumel NiCo - As FeNi - Cs

100 6.9s 4.10 0,00 0.40

1rx) t4.66 8.13 0,00 1.40

300 22,91 12.21 0,38 3.29

400 3l,49 16.40 I.60 6.28

500 40,1 6 20,65 3,41 10.7E

600 49,02 24.91 5.36, t6.29

700 5't.77 29.15 '1.39 22.11

E00 66.42 ?? ?') 9.41 28.1 5

900 37,37 tl,42 34,23

)crillurii llt bordttI itcronitvclttr

9.3.2. CONS'r'RUCTtA 1'ER|VIOI\rE'r'rtEr.OR CU'r'Dr{MOCUt'LU

lrr principiu, rccstc apuratc sunt lbrnralc diutl'-un trunsnri[Itor c.lrc c

tcrmocuplul (construcfia accstuia fiind adccvatd montdrii lui la locul dc misurarcT{tcrnpcraturii) qi un indicator dc tip magnctoclcctric (galvanomctru) concctate intrc e1i,(Fig. 9.5). Tensiunea ternroelectrontotoare 8T produse dc tcnnocuplu dctcrmiapnrilia unui cut'ent electric / prin cadrul rnobil avdnd N spirc. Daci B cstc i

intrctlerului grlvanometrului, cuplul activ dezvoltat arc cxprcsi.r:

unde E1 = aAT + b(AD'?, R:= rr +R" in cirt€ ft, R", gi R, sunt rezisten{clcJjtermocirplului, conductoarelor de legdturi gi respectiv a galvanometrului, iar A este:iaria suprafelei unei spire. :"

'#f,_,fl_.flr-Fig. 9.5 Tennomctru cu termocuplu:

| - tcrnrocuplu:2- schcma elcctricldc mtrsurare: 3 - grlvrnonrctru; 4 - arc spirul

Tensiunca U,1s aplicati la bornele galvanonretrului are expresia:

M = A.N'8./ = A'N' B. E'Ri +Re

E-R,,flU^v-

Rr+R,

8gt

dc unde sc vedc ca pentru a sc. realiza o mdsurare precisd, rcspectiv sd sc stabilcascdgprin aparat un curent suficient de ntare, este necesat ca R5 << R*. l,

Dupd cunr sc vede din Fig.9.5 cuplul rczistent cste produs cu ajutorul a doud.'arcuri spiralc $i arc caractcristica M,= 2C, E. Caractcristica statica a aparatului se.oblinc la cchilibml celor doua cupluri, adici M = M,: .-

t6{65

."riar

,li.,A. N.B.E (Ar)

2.C,- 1r, + R. + R, )

_ ll. b' h'12.L

(9.l-1.;

c,

rs r,1ii:

,t;.il

(9.12.1

a cdrci ncliniaritatc este condilionatd numai de caracteristica tennocuplului Er(Ar).

Funclia dc anrortizor este uneori indeplinita chiar dc suportul cadrului mobil. care se

tlrcc clirttr-o placi dc cupru sau alurrliniu.

Dintrc aparatclc cu transnri lltor cu tcrnrocuplu, in avialic sc floloscsc pcntru

nrisurarea tcmpcraturii chiulasei la nrotoarele cu piston gi a gazelor arse evacuate din

rurbina motoarelor cu turbini, deci, mai in general, pentru domenii cuprinse intre

300...900'c + 20'c.

9.3.3. ERORILE TERMOMETRELOR CU TERMOCUPLURI

Dintre erorile mai importante ale acestor aparate se men lioneaza:

- erorile metodice datoratc varialici tempcraturii lipiturii reci, care se

minimizeazd cu ajutorul bimctalclor;

- errtrile in.rlrume,ilale - erorilc datoratc existcnlci tcnsiunilor t.c.nr. parazitc(de contact) care apar in punctele de conexiune a

termocuplului cu conductoarele de legarurd; -

- erorile datorate influen(ei campurilor magneticeexterioare, ce se anuleazd folosind ecranele

izolatoare:

- erorile instrurnentale de teu'lperatura ce apar

datoritd varialiei parametrilor electrici 9i mecanici

ai indicatorului la schintbarea tenlperaturiinrediului antbiant.

9.3.3.I. ERO'RILE INSTI{UNIENTALE DAI-ORATE . \'NRIATIEI

TEMPERATURII ATERMOCUPLURI

TERNIOI\IETRELOR CU

Aceste erori se compenseaza alcgdnd conv'cnabil ntatcrialclc tcrrrocuplului.

Astfcl, sc considcrd cd:

E, (LT) -- a (T - To).

R=Rr+R.+11

unde R, cstc rczistcn!a arcului'

II

I

1J

I

-i

l

I

I

il.rsurlret tc'trtpcr.riurii lu b.riJui .tctunJ\e lLlr

1

L

l,

L

i

i

tr,

I

t-"

t

a rczistcn(ci nu poatc fi cotnpcnsatd dcoar<

giscsc la tcmpcraturi difcritc.Daci sc exprimi mirimilc B, E, Rs, b

B = Bo(l + oLT1)',0 =

b,h,L=latunci rclalia (9.13.), unde se presupune E1

Q=Qo(l+oAfr)=9c

unde o este coeficientul de temperaturd al aparatului, iar gs este devialia indicatorului;-

corespunzdtor lui AIs :0. Din (9.15.) se observh cd pentru compensarea erorilor deH:

temperaturd este suficient ca o = 0. Acest lucru este posibil prin alegerea materialeltii$

circuituluimagneticasrfelincdt6=0,y=0EiF=0,iarpentrurealizareacondiliei.$c=0 se conecteazd in serie cu cadrul galvanometrului o rezisten!d R1 cu coeficient de!-temperaturd €[1 negativ. ''*

O altd cale de realizare a condi{iei o:0 constd in introducerea in serie cu'l;

cadrul a unei rezisten{e de neutralizare Rn = Rno(1 - crazr)' Astfel, se poate scrie: ':-rr:

(9 16.1',5.r+SF'tf

iar in condilia de compensare a influcnfei temperaturii se

rctxpcraturd echivalent din (9.15.), astfcl incdt rczultd:introduce coeficicntul de ,

L

=(R"o +n,.[r* ("R R

R

G,

T

go

R

br,a0

gOuRn + Ro

t.

l.-

I

i

I

aR^" - a,R."o=6-Y-3fJ- s' " "'=0.

R,,,, * Rro

De unde se obline valoarea rezisten{ci dc ncutralizare

conpensdrii complete zi'tempeiaturii:

(9' l7')

Rno pcrltru realiT-area

'

rO lR\\t"v''

:i'l"#:

'l'l

66t67

d\

LI]CRAREA 5: ITI4SURAREA TEIITPER.4TURII

L Sconul lucririi

Prin realizarea acestei lucrdri se asiguri experimentarea metodclor de

misurarea a temperaturii la bord. Totodatd, se asigurd formarea deprinderilor practice

privind mdnuirea instala[iilor precum gi explicarea erorilor care apar in procedeul de

mdsurare

2. Partea teoreticl a lucrlrii

Pentru mesurarea temperanrrii se pot utiliza mai multe metode, care in principiu folosesc orice

fenomen fizic conddionat de varialia temperaturii, pnntre care amtntlm:l. Metoda volumetricd - Se bazea"; pe legtrtura dintre modificarea volumului Va unui corp

sub ac[iunea temperaturii. Functie de starea de agregare a corpului, termometrele care

functioneazi pe aceastii metodtr pot fi:

- cu mercur:

- cu alcool:

- cu bimetale.2. Metoda manometricA. - face corespondenla intre varialia presiunii unui gaz sau lichid la

volum constant qi temperaruri. In acest caz termometrele pot fi cu vapori, gaz sau lichid.3. Metoda lermorezislivd - consta in varialia rezistenlei electrice a unui conductor sau

semiconductor cu temperatura.

4. Metoda electricd - se bazeazi pe aparilia unei tensiuni electromotoare, la un termocuplu.

propo(ionald cu diferenla de temperaruri dintre cele dortA capete reci-t. 5. Metode radialiei - temperatura se mtrsoari indirect prin mAsurarea energici radiante.i .JzA Dintre metodcle prezentate anterior in avi4ie se utilizeazi in exclusivitale nt.rtoda

:. tennorezistivd gi meloda electricdi

i Z,T. TERI\IOIVIETRI] CU TERIVTOREZISTENTA

Termontetrele cu termorezistenli funclioneazd pe bala metodei termorezistive. respecdv pe

proprictatea ce o au conductoarele gi senriconductoarele de h-gi modifica rezistivitatea p (rezistenla

il) in functic de varialia tcmperaturlr.

dc tunrpcratud a rezistcnlci clcctrice rcprezcntati in Fig. I se poatL'cxpt'inta prin relqia:

n(ar)= n,,[t + o 'Lr + lt '(az')' +...]

Terutistoarele sunt omestecuri dc ntnteliule scrrticonductoure din orizi de mctlle grele

aglomerateoblinuteprinpresarc'infonnidesferc-saudiscuri dedimensiuni de l...5mm.prerizuteici doua terminale. Ele au constante dc tinlp fbane micr (crrca l0 ms). iar caracteristica de

i tcnrpcraturi are forma:

:

tundc tcrlperuturit Tse i:rin K, i:rr:r si b sunt constante de material.prin dcrivarea ecualiei (l), se oblinc cocllcicnrul dr- variqic a rL'zistr'ntci cu tempcra(urr:

o=l.dR=- r, (2)n dr 7''

cilre estr'ncgativ gi cu aproape un ordin dc nirrime superiorcocficic'ntului q al metalelor.

Tc,rtuot:czisturlelc (rletalice) sunt rcalizate din fier, cupru, nichel slu platim h carc dcpendenla

()

't,r,' ri,

rg'

(-.1)

Nlisttt itt cit tcllrPcl iltut rll-rrcntrcir 5

[)lcii tct'tttotczistorul cstc tlirr phtini. ilrr

tcnlpclilttllll ritt'i:tz:j itl linritclu' 0...650"C.

cunrctcristicit R(A'I) arc fornru:

n(ar')=4,[+a.a'/'+1 (ai')'] (4)

runiL' cr=3.96S 1 0'1 grrl' l f i F=-5'Sa7' l 0grd'l'

Pcntru nichcl accasltr crroctl'ristictr arc o

lirrrutr 5i ntai conrplicattr. Pcntru intcn'alc nrici

dc tcnrpcrarurl AI = ?'-Io sc poiltc considcril

cr funclia R(AI) este liniara, sensibilitate a

termorezistoru lui fiind 5 = $-.r = o.4".d(ar)

fern ich.il

plnt inil

F-

tl

qa<

r0

9

I

6

4

2

1

ln Tnbelul / sunt date c6teva propriemli a unor materialc

trci metale dintre cclc mai utilizatc in domeniul termometriei'

.-{-.2.t,t. SCIIEI\IBLE. DE IUISURAITETERI\TORE,ZISTENTA

o 'too 2oo 3oo 4oo 5oo 600 zoo f"C

Fig. I Varialia cu tcmpcrarura r rczistcnlci

A TERiIOI\IETRELOR CU

ca schcmc de misurare la bordul acronavelor sc intalnesc citcva variante dc tcrmotltctrc cu

tl.mrorczistcnli (Fig.2). De reguld' elementul termosensibil (transmilitorul) se concctcazi in una

n o A

"'

l:ig.2Schemedemlsurarefolositcintermomctrelccurczistendclcctrici:lu - puntc cu scmidiagonola; b - putltc colllplcxi

Tahelul IDomeniul de temPeraturtr in careCoeficlentul de

temperaturl mcdiu8l rezistentel in

intervalul 0'.'100

3.91x I

r68

169

tlrrr l.rttrrilc rrnci purrli tlc triirsurat'c' cclclirltc llturi fiind

,.',up"r.,uri, zcrtr (tnatrgltrilri)' Aplrrattrl indicator cstc

pcltrtitnctrt rttobil.

)) .I'IiI{NlOI\IIJ'I'RT'] CU'I'EI{I\IOCUPLE

Dircipunctuldcsu<lurlsaudecontactdintredoudconductoaredinaliljcdileritc'estep|asatl..otcnrpcraturlTdifcritidetcnrperaturaT0acapetelorlibere'numitcrecideoerc'ce.detlbicei.I>7i,.in.,...op.,elelibcreapareot.e.nr'dcvaloarcErdependentddcdifcrcnlad!-tcnlpcrilturiAI=r-7i'p'irrtr-.rclalicdcfonnr: Ft=irLT+b(A7")r+c(AT).+..=kA7- (5)

undr a. b. c. ...sunt constrnte de material'

Conlorm Tttbelului 2 existd materialc cu potenlial clectropozitir ' dar gi cu potcnlial

clcctronegattv. TÂ,,t,,t -)

tbrmate din materialele: cromcl - copel,

cupru - copel. in Tabclul J sunt datcin avialic celc mai utilizate termocupluri sunt

cr()nlcl - alumcl, cupru - cQnslanlan'' tter - copel'

carlcteristicilc E1(AI) Pentru cAteva termocupluri'

NtttttcIbrmltc din tcz-istolrrc .tl.rl'.J cr'cl-tctctltLtl tlc

utt logorttctru nlcullclr\L'lr'clric ltt trtlttttcl

,).,

-'".

l

Tobelul 3

T"nsi,*"t termoelcctromotoare Inl\t1'cmPcratura

["c] Cromcl - c!Pd- Cromel - alumel NiCo - As FcNi - Cs

t00 6.95 4,l0 0,00 0.40

200 14.66 8,l3 0,00 1.40

300 t? ol t2,21 0.38 1.29

400 ?t49 16,40 1,60 6.28

20,65 J,'+ I

s.36

10.78

t6.29500'600

'24,9 |

29.15'1.39 2?.t1

700 5/E00 66 4? 33,32 9,41 ?8.t5

Jl,)t |.42 _1+.i J900ir:

i, lurilor NiCo - AS (nichcl ctlbrlt - rlunrcl spccirl)

tarea lui Er estc tbarte nlici pcntru o varialic a

produsi dc varialia tcmPcrrlurii lipiturii rcci (in

rcipala croarc a tcrlllotnctrclol cu lcrtllocuplurl sc

u cxccplia aparltclor care foloscsc tcrntocuplurilc

pensarea acestot erorl'

Tabelul 2

Potenfialul de electrod pentruAT- lffi'C [mV

GffinG'r ts5L CY145% \

Fiffilutinrhoaiul2g%rl'.1qzR1+ 0. 12...+ 0,77+ 1.87...+ l.li0

ffihel - q.o- ,*t?o nt' tO

-tiI

II

I

J

1

l

I

l.ttct lrr c.r 5

Lr bortlul acroruvclor tcnilorlctrclc dc acr.sl tip sc utilizcazi pclttru ntilsurlrc:r tcnlpcrillurli

guzclor lir ic5irca din turbinl MTP sau MTR, prccurrr Si pentru mdsurarer tcnlpcrilturii chiullsclor h

, iuot.],rrclc cu piston. Ace.slc aparatc sc rmpun prin sirnplitltcn constructivit, prin liniaritatcu scirii 5i

t1 Erorile lermometrclor

.-) Erorile principalc ale terntontetrelor cu rezistenti sunt urmitoarelc:

- eroarea netodicd - datoratl incdlzirii clemcntului termoserrsibil dc citrc curentul ce

trece Prin el;dinamicd;

- erorile instrutnentale - de temperaturd produse de varialia stlriirezrstoarelor din schemtr datorita schimbdrii

mediului ambiant;

- erorile produse de cAmpurile electrice si

extenoare;

- pierderi prin radialie 5i conductibilitatea termicd;

- erorile de frecare;

- de scard;

- provocate de frinarea incompletd a fluxului de gaze'

Dintre erorile mai importante ale termometrelor cu termocuple se menlioneazi:

- erorilt, merodice datorate varialiei temperaturii lipiturii reci, iare se minimizeazi cu

ajutorul bimetalelor:

- erorile ir$trrtnrentale - erorile datorate existenlei tensiunilor t.e.m. parazite (de contact)

care .apar in. punctele dc conexiutrc a termocuplului ctl

conductoarele de legdturd;

- erorile datorate influenlei cimpurilor nragnctice exterioare, ce se

anuleazd folosind ecranele izolatoarel

- erorilc instrumentale de tcmpcraturd ce apar datoritd varialiei

paramctrilor electrici 5i mgcanici ai indicatorului la sclrimbarea

tempcraturii mediului ambiant.

Aoaratura ncccsarl cxccuttrrii lucrlrii

Sc utilizcazd urmetoarele tnat..ialc:

telTnlce a

temperatunr

magneuce

,"t'{'

.1.

li+,'.tE's

.wi-sj,t{l,',t3'.w:.

. i.i..lf+'

'..:t:.ir.ii

: t.Ti

fi:;

.t':r;,:tr.

. .}ili,il

.rw'.1it'

;:

Ii:f

..1,,,du!.r#:

I

.,r,.,

3

t

t-r

\*I

Cuvd dc laborator pcntru incllzirca ulcitrlui dc avialic;

Diferite tipuri de termometre;

Surse de alimcntare de avia[ie;

Cabluri de lcgdturd;

Termon'letrul etalon;

Aparatc dc mdsura.

170

3.1. Dcscricrca instalafici dc laborator

lnstrrlalia pcmriti verificarea funclionirii aparatclor dc nlasurare'a a tcmpcraturii dr-' la bordul

,.r.rnrr.l,rr. lnstalalia sc alimenteaztr dc la tensiuni de ovialie - 27\r c'c'

in contponcnla instalalici intrtr urmdtorrcle pi4i nrai imponantc:

| - sursu de alimentare de

avialie - 27Yc'c.- I lSVc.a.

2 - cabluri de alimentare:

3 - cuva unde se introduce

fluidul de aviatie;4 - ohmctrul Pentrudeterminarearezistenlei; 4

5 - termorezistentd;6 - termometrul etaloni

?-voltmetrul : Pentrudeterminarea cdderii de tensiune;

8 - termocuPlul;9 - amPermetrul.

3.2. Modul de lucru

. inaintea de inceperea lucrului se cupleazd cablurile pentru realizarca montajului

prezentat mai sus;. se alimente az1 cutensiune din l, termotranzistorul pentru realizarea polariz lrii;. sc cite$te t€mperarura pe terrnometrul etalon 6; r '' ' I

. sc mdsoard diferitele- mdrimi electrice care variaze, respectiv rezistcn.ta pe'

ohrnetrul 4 9i cdderea de presiune pe voltmetrul 7'

3.3. Problenre dc studiat

Pe tintpul lucrarii se vor executa dctermindrile:

i) riclicarea caracreristic ilor R=f(T) $ u=f(T) atet la incelzirc cit 9i la rdcire:

li) vcrificarca cxpcrimentale ; ecuafiiloi de etalonare 4 gi respcctiv 5, 9i dc

irselt'lenca detcrminnrea erorilor relative :-iiiiJ"." car.actcrisrica dc incdlzirc nu corespundc cu cea dc rlcire?

t7l/\

4. Dltc cxpcrinrcntllc si rczult:rtc

4.1. La incilzire

lnrtrrurrtl

['c]Rmtrrurrrtr

tcllRtcnr.tl.

tfitUmtr:urntll

InrV]Utt,,."tic

InrV]€s

IVo]

tglo/ol

2030405060708090100

110L20130140150160170180

190

200210220230

t72 t73d'u

1.2. La rlcirc

-tJ

-ti

I

I

i

-l

)

l

I

II

l

I

li

!

lnrlruratA

["c]Rrntrru rrtl

tcllR rrorrric

totUmtrruratl

lntVl(/tr,,rtric

InrV]€p

t%1

tulVol

2302202ro200190180170160150140r301201101009080706050-10

3020

[-trcr:tr clt 5 Ni.rSur:tt r'lt tctrlltC111q,ll O;{;ir i,rn U ii iali)iiii

.lii. ,'' i:t'i

:i"'';1.,.,

rir',:i .;

..1.

Jji ;.i.f,.;:

i".. I

!: :;-.ij,:',\'t:

I | ,:",

ltt.'\'l

I ti ll

i.t t'lI.

4.3. Caractcristicilc4.3.1. La incllzirc

4.3.2. La ricirc

:=F>6=cEtg(s9

9'6oc'il .oOF(E

t)

I

l1

Ii

(I

L,

I

t

ti"r'.i{,#,

fi..+4.ri-

80 t00 r20 140 160

Temperatura T[C]

tiO I lf 0 I 20 140 l6t)

Temperatura T[C]

r80 200 220604020

I

I

'F-F>E.<rlG9

9'aOC'il

.o)OFE

L--

20 40 60 180 200 22ll

75

10. N{ASURAREA CANTITATII $I DEBITULUI DE COMBUSTIBILLA BORDUL AERONAVELOR

Misurarea cantitdtii Si a debitului de combustibil la bord este necesare pentru a

asigura securitatea zborului. Aparatele care mesoard cantitigile de combustibil se

nunresc litronetre, iar cele care mdsoard debitul de combustibil debitntetre.

10.1. METODE DE MASURARE A CANTITATII $I DEBITULUI DE

COMBUSTIBIL

Deoarece nu existd metode de misurare directe a volumului de combustibil, se

folosesc nretode indirecte de mdsurare,bazate pe dependenfa acestui parametru de un

alt parametru ugor de mdsurat. Astfel de parametrii pot fi:

- nit,elul lichidului din rezervoare, caz in care aparatul de mdsurd se mai

nurne$te gi nivelmetrrL. Cu ajutorul acestei metode la bordul aeronavelor se

folosesc lipontetrele el.ectrontecanice cu flotor Si litrontetrele electric'e

capacitive.

- presiunea exercitatd de coloanoa de lichid, numitd Si metoda hidrostaticd, se-bazcazA

pc dcpcndcnla presiunii hidrostatice p a combustibilului pe fundul

rezcrvorului de nivel /r al acestuia , adicd p = yh.'

Dc asemcnea, pentru mdsurarea debitului de combustibil se folosesc tnetocle

indirecte, respectiv:

- t,tetoda voluructricri slu c/c vite:d, cflrc sc bazcaztr pc dcpcndcnla vitezci dc

rotatie a unci turbine cu palete introdusd axial in conductS. de viteza de

curgerc a fluidului prin acca conductd;

- tnetocla presiLmilor sau clt secliune variabild - se bazeazd pe depcndenla

varialiei clc prcsiunc a untti fluid carc curgc cu o anumitd vitezd printr-un

aiutaj carc igi nticgorcirzl scc[iuncn 9i vitcza fluidului;

- rrterotla caloricd - face legitura intre difcrcn{a de cdldurl intre doui puncte

pc carc o manifcstl un fluid incdlzit 9i vitcza de curgere a acestui fluid'

i{/. Nl.lsl'lli.lrcit ciltlttt.rlil \\r u!urtulut ur !Uur()uJiioir r.r (r{rl(iur.lcr(ril.t\e l(,1

r0.2. l,ITttoi\ttiTRE lil,ttcTltot\utcANtcli cu trt,O't.oR1:

Litronrcrretc clectrornecarrice cu flrconsl ruct i ve:

- cu lre,,rintisic directri. vari0utirreZervOrului:cu lrartstrtisic indirectd, varianti

I

face printr-un cuplaj magneric, (

un capac din material nemagnetic

'Yfi

Fig. l0.l Schema constructid a transmilltoarelor cu flotor| - Ilotor; 2 - angrenaj cu rogi conice; 3,4 - cuplaj nragnetic cu magnr,llpcrmanenli; 5 - potenliome(ru; 6 - capac diamagnetic.

in continuare vonl discuta despre al doilea tip constructiv, respectiv litrontetrulflotor cu transrnisie indirectd. Dupd cum se observa in Fig. 10.2 aparatul este

Fi-e. 10.2 scheme elcctricc spccifice litronrctrclor elcctronrccunicc cu flo(or.folositc la bordul acronavelor

'ltit16

Dr\cl

'71

(Jctuvrlrr Gl(l(;L)l(L

'.loul-cil fupclic clc tcnrpcraturi. Pcntru a vcdca carc sullt condrliilc dc compcnsarc cu

tculpcraturn, sc calculcazi raportul curcn[ilor prin cclc doua cadrc [4], prcsupunind

cI r1 = rr = r, obfinandu-se:

f,*&\*,*r,)*o,14I1AI)*o./,_[- r f' '' " r '_/l"t

T-Gr'\n;*,.)-n, Gx'a')*o. R.

I r) r

(r0.r.)

gi numitorul R"1

9i Rr, care sunt

( 10.2.)

(10.3.)

unde s-au fotosit nota{iilc: *;=ft,*z =#t,AR =Rz -R,,Ar-r'-r., R=

=Rr *Rz.

Din expresia (10.1.) se observd cd numdrdtorul notat cu R.2

sunt funcIic dc tcmpcratura mcdiului ambiant prin rczistoarcle R"

fabricate din cuPru.

Considerdnd varia(ia de temperaturd AT se poate scrie:

R. = R.o(l + GAf); Rr = Rro(l + aAf)'

ccca ce va duce la varialia rezistenlelor R"s $i R.2 sub forma:

R"t = ['

. Y]R,+ r. )- o ,,

- [Y (n,*,, )- Y (n n+ I r)+ R.o

]"ot =

(a n+ a r)+ R.o +

r

R+ A r)+ R, ^lalr ='-l

I

I

I)

j

iI

I

IL--

I

It-

----.iC

,,1:.

,\stlL'l r:rportul curu.nlilor din cclc do

' It _R":,,+A/?I. R",,, * M

Pcn(ru ca aceastA exprcsic (10.4.) sa

celc doud varialii de rezisten{d AR.1 gi AR.

condigiite T"' =9;. +="=+,rezulr6.nd: ,,*#' R.,,, R.r" R.,u ^\.,iR"r

' ----.'-"-' ,;;l

IO.2.I. CAITACI'ERISTICA STATICABLECTROMECANIC

A LITROI\TETRULUI

Pentru indeplinirea condifiei (10.5.) se aleg convenabil rezistenfele 13, ra,

Rro. DacI se considerd cd r, -9 -, condi{ia de compensare devine:

Fie y votumul lichidului din rezen'or gi gunghiul de rotalie al acului indicator,

caracteristica aParatului fi i nd:

iar sensibilitatea:Q= q.(v)

S: dPdv

in general, caracteristica litrometmlui nu este liniar6, fiind necesare mlsuri

speciale pentru a o liniariza. Se considerd schema structurale din Fig. 10.4, care

este formatd din;

Ir/!, r-r Jr l..--r R r-r /l=

-,

a

Fig. 10.4 Schema structuraE a linometrului| - rczcrlorul:2 - potenliometrull 3 - schema dc mesure:4 - indicatorul logom.'tric:

,, \ t" / ) caracteristica rezervorului - h = h(v)- care exprimd legdtura dintrevolumul rezervorului gi nivelul combustibilului din el. Sensibilitatea

rezervorului este:

^ d/r). =-,' dr

2 ) caractct'islica polenliontetrului Jiurclional - lQ = R(/r) - exprirnilcgdtura dintre rezistenfd gi nivelul combustibiluiui. Sensibilitatea

traductorului rezistil' este:

' s" =S.' dlr

caracteristica puttlii cle rtfisttt'd - + = !to, - exprimi lcgdtura

dintrc'raportul curenlilor prin cadrele logonrctrului 9i rezistenla

traductorului potcnlionretric rczistiv. Sensibilitatea acestui bloc este:

n.o =&[.,*..*#) *=R, + R,.. li

( r 0.s.),i

iT

R.o =I]o(.,+ ro+ R)r

Din aceastd relalie se constatd cI are loc compensarea completd de temperaturinumai dacd r-r + q + R : const., cei:a be iniplicS'sthimbarea invtrsX ii''rdzistenietoi aifi

(r0.6.)

Rr

pc rdnd cantitililc dc

IIt_;

cclc doud laturi adiacentc cursorului.Dacd la bord existd mai multe rezervoare gi se doregte sd se cunoascd suma

cantitdIilor de combustibil, sc plaseazd in fiecarc rezcrvor cite un transmilltor, iarpotcnf iometrele se conecteazS. in serie (Fig. 10.3). De data aceasta, compensareaerorilor dc tempcraturd estc doar pa(iala. Aparatul poatc fi prcvizut cu un comutator

ft

-1 )

I

t.

l,R1 Rl

Fig. l0 3 Schema litromctrului totalizrtor

care pennite conlutarca indicatorului, astfcl incat sd indicccornbustibil din ficcarc rczcrvor, precum gi cantitatea totali.

t7t{ t79

l(). lvlisurlrcir canritllii Si dcbitului dc conrbustibil ll bordul acronlvclor

/r \dl_rlt/. I

S, =iil'4 ) caraclcri.stica aparatului dc ntdsurd (logouelntl) -

c.\primtr lcgltura dintrc unghiul dc citirc a cflntitlliipi raportul curcnlilor din cadrclc logontctrului.aparatului de mdsurd este:

iti_rlit"fr"''.'i

,1,);ti

,tei:L 'iiQ = q (;):.;,

r " ._i

dc conrbustibil .

Scnsi bilitarch ,i;

, ..;:];

, ;iJ1,;.

", i

:flotor cstc produsul ,

^ drprr= r/. )

dl 1rl.1' /

Sensibilitatea totrili a litrometrului mccanic cusensibilitililor celor patru componente:

drp=--dv

Cca mai accentuatl ncliniaritate o introduce ccualia de nivcl /r = /r(r') a

rczcrvoarclor datoriti formei complicate a rezervoarelor dc combustibil de la bordul ';

acronavclor. Dc asemenea sunt ncliniarc ai funcliile R = R(h) ti f = f&r.Do.at*sunt impuse din considerentc geometricc ai dc gabarit caracteristicilc ft = /r(r'),

R=R(/r) ti I = 1(n) trcUuie sd se detcrminc caractcristica q= E(f ) astfelincatI, I. I.caracteristico litro*.trului g = g (v) sd fie liniar6. Problema se rezolvd ugor printneloda grafo-analiticri. Conform acestei mctodc se traseazd grafic ccle trei

caracrerisrici ir = ft(r,), R=R(ft), + = +(Rt (Fig. 10.5). Practic sc construie$re. I, I.gr:ificul h = h(v') pi R=R(l) din care se oblinc varialia R = / (v). Cu aceasta qi cu

graficul + = +(R/ se ob{ine graficul ! = sfrl.in final, din graficul I = g(r'/ ti- /. I. " I. - I.

caractcristica impusd a scirii e = g (v) sc obline ,p = f (+), adicd caractcristical.

lo-cometrului. Practic, acest lucru se face rnodificdnd forma pieselor polare sau a

nragnetului permanent mobil utilizat in indicatorul logornctric.

Frecvent, pentru liniarizarea caracteristicii g = rp (v) se intrebuinlcazdpotenfiornctrele funclionale (Fi-e. 10.6). La accstca sc poatc proiccta sccliunca astfcl

1

s = fls,/-l

rE0l8

Octlviln CRIGORE

irrciit. lllitr caractcristiclr R=R(/r). si rczultc o Iarirlic liniari pcntrtl

sclri i.

carJctcnstlc:r

pnn

1I

I

l-t

I

'l.l

I

J

!tî,at

lrql,I,

caractcristica losomctrului

,tlT,.

Fig. 10.5 Mctoda analitic5 de calcul a caractensticii lrtrometrulut

dcterminarea ca rac te ris t ici i lo gome ! rului

IJ

l

II

I

11 = f(tt)/r(v)

cunoscuta

I

I1lr)

"caractenstlca Polen[lfunclional"

sc dctcrmina

nc(p (r')q=l(R)

cunoscula

Fig. t0.6 Metoda analiticd dc calcul a caractcristicii litronretrului prtr

clcterrrrinarcu c ( rd c lc ri s I i cii po ten 1 ion rc | ru I u i lt nc 1

i o n a I

4t1

1

lI

=R =f (v)

I

I

t_

I

t

L

10. Irlisurrrcrr cantit:'rtii Si dctritului dc. conrbustibil la bortlul ircronuvclrrr

Il"

i"_

r(

111.2.2. ERORILE LITRONIETIFLOTOR.

Erorilc principalc ale litronrctrclortrpurr:

er()ri ,rtelodice - orovocate de inc

- io,o.o,. zborului accelerat: ii9- provocatc dc varialia geometriei rezcrvoarelor; ,lt

crori itts!rutnentale provocate in gcneral de influcnla tcmpcraturii mediului d-l;

ambiant asupra componentelor electrice ale schemei de mdsurare etc. ,:.,

,:J

in general, erorile metodice nu se pot compensa gi prin urrnare echipajul ,itrebuie si cunoascd modul lor de manifestare gi sd citeascd indica{iile aparahrlui in i'i

zbor rectiliniu orizontal 9i uniform. :'-

Erorile instrumentale de temperature pot fi compensate total sau pa4ial.

N-

I

L::

tt:

I

L,:

Litrometrele cu flotor gi cu traductor poten{iomctric rezistivau o siguranld micd in continuare. De aceea Ia bord se utilizeazdunnitorul tip de litrometru.

e 'l I

I0.3. I-ITITOMETRECAPACITIVE

sunt imprecise gi

cu preponderen{d

i,,

r

L,

Litrometrele capacitive folosesc ca traductor de nivel un condensator special.Acesta este un condensator cilindric compus dintr-o armdturd interioard gi o armdturdcilindrica extcrioard (Fig. 10.7). Cilindrul interior poatc fi previzut cu un strat izolantprotcctor. Introducand traductorul in rczcrvor, combustibilul va pdtrundc intrc ccledoui arnrirturi pani la o inalfimc cgali cu nivclul lichidului din rczervor. I)eoarcceconstanta diclcctrici a bcnzinei, pctrolului, uleiului etc. estc dc citcva ori nrai narcdccat pcrnritivitatea aerului (sau vaporilor din acestc substanfe) carc umplcre-zcn'orul, insdamnh ci pe mdsurir cc se introduce combustibil in rez-ervor,

calncitatca traductorului crcatc, dcvcnind rllaximat cind rczcrvorul cstc plin,

Avlntajul principal al acestor tipuri dc litromctrc cstc acela dc a nu avc:t picsc

nrobilc. Astfcl sunt eliminate, ccl pulin pa(ial, erorile datoratc inclinarii gi

acceleralie i prin rlontarea in acclagi rezeryor a doud sau mai rnulte tradtrctoarc legate

in puralel.Foartc irnportant dc specificat e ci acestc tipuri de Iitrotnctre pot funcfiona

tttrtrttti dut'ti surt! ulirnertlatc itr cru'anl altct'ttaliv.Caractcristic a C = / (/r) se deduce considcrand ci traductorttl cste Ltn

condcnsator cilindric cu doud tronsoane: unul de lungirne -r, avind ca dielectric stratul

izolant de pc elcctrodul interior (daca cxista) gi corrrbustibilul (cu penrritivitatea

L

L

L,

Ociavian GRTCORE

ru.lutiva e,)l cclllalt dc lunginrc' H -.x avind

cir strlt izolant aerul sau vaporii de

cornbustibil, cu pcrmitivitatea relativd

aproxitrlativi €r = l. Astfel. capacitatea

cchivalenta se obline considcrdnd

trlductorul format din doua condensatoare

de capacitate C (r) ti C (H - -t) conectate in

paralcl. JinAnd cont de notaliile din Fig.

I 0.7, capacitafile sunt:

-2trE'Eo *- 11x

1n P:in,

Prc,,

C,

c"-'=rft,"-''=Pk*,

51H-,)tr

(10.7.)

unde: p 2inF P, : 6 $i P t,,r= p r +.6'. Se Fig. 10.? Traducrorul capacitiv cilindricobservd din (10.7.) cd funcliile de variafie a

capacitdlilor sunt liniare cu nivelul de combustibil x.

Capacitatea echivalenti a traductorului este:

!r,.1",14(^n--.r,r .r\nalt\ll t, ,,r,,,.,''a -ti'1,il:t,,,t: r.,l:i ,i-,, I 1 -r : ,. ,. :i-,itut,, it

C. (.r') = c* (.r)+ Cu-, (t)= 4ult,.\ + (H- r)] =ln //2inl

0t,,,

"l (r,- l)x + H]co,

') -.rrrrclc crr 5',, = -:Ja!- s-it notitt capacitatca speciJica u condensotorului gol'

l't&t'-l) ft*,

Sensibilitatea acesrui traductor in raport cu nivelul r al cotttbustibilului se oblinc

dclivi\nd pc ( 10.8.) itt raport cu .r':

s(.r)= d:J(r)= 21tu (r,- l)= (e,- r)c, .

d r 1n

2:in,

P laxr

l{cl.Iia (10.9.) nraral cil scrrsibilitatca traductorului scacle- ctt crc$tcrca raporttrltri razci

cxterioarc pc cca intcrioarl 4!l , p611v pentru care valoarea acestuia nu trebuie si2t..,

( 10.8. )

( 10.9.)

8233

10. lr'lrisururcrt cantitirlii 5i dctritului tk'cortthtrstibil lrt [r,rrdul ltcrotrll'clor

l'ir-. pl'cil nlilrc. [)c rcgulir dil'crcnla intrc cclc dor.rit t0ZC, p:irrr - P:"*r cstc cttprinsi intlc1.5...(r ulur. I)cntru a nrlri scnsibilitiltca traductorrrlui capacitiv, accsta sc rcalizcazi iicu nr:ri ntultc annlturi coaxials'([ic nuntlrul lor n), astt'el inciit capilcitlltcil:cchivalcntir a cL'lor n condcusntoarc cililldricc lcgltc irt ptralcl cste: , t.l

Octirviln GRIGOI{l:

scutnalizarca unor dclccliulli cc apar in sistctrtul dc alitncntarc ctt

conlbustibil.

pc.ntru a inclcplini accstc func[iuni, litronrctrele cap:rcil.ivc sunt forrrlate din

dortl pirrli contPoncntc: una pcntru tnisurarc 9i atta dc cotlrandi autotllati a ordinii dc

consu l1l.

10.3.r.1. INSTALATIA DE NIASURARE

I

IIJ

l

C.(r)= i.,(.r)= 2 nr:,,(c.-t)... n*;2h.

P r.cxr

Notind cu 6 grosimca amriturilor gi considcrind indcpliniti condilia:

Pr*t,,nr * P,*,..r, -6 = m =consl

Pr,rt Pr.inr * 6

c.(t)= z*Lle,,[(.,- l)x+ I{Jm

( l0. 10.)

Accasta funclioncazlalimentati cu lenstu,lea

pc principiul punlii autocchilibrate (Fig' l0'8), fiind'alfei.natiya de t 15 V/400 Hz Prin intermediul

( l0.l I .)

Din 1l0.ll.) func1ia C"(x) estc liniara in raport cu nrArimca dc intrare -r, iarcapaciratea inilialS C.(0) este diferiti dc zero. Cunr rcactanla capacitivtr este cgale cu

IX"=*,, dependenfa ei cu x rezultd neliniard. Pentru a liniariza caracteristica(l) L" t.{/

X.(.r) a traductorului capacitiv sc pot utiliza armdturi prcvizute cu orificii distribuite(un nunrir irnpar de orificii pc armiturilc imparc, numir parpc armaturilc imparc Ai

nu se practicd orificii pe ultima gi prima armdturd), astfel incAt in final capacitatea

spccifica a condcnsatorului cu orificii este:

cu =2ne,,(l-a

l

l

I03.T. SCI{EMELE CONSTRUCTI\/E ALBCAPACITIVE

Fi-e. 10.8 Schcnra de principiu a litronrclrului capacittv

Pt{-punte-demtrsurd:.PC-puntcdeconlpcnlJre:l-indicrtrrr:lvlE-nlot.lrclcctric: BR - bloc dc rcdrcscrc: A - amflillcator: T.\ - transforttrat()r dc aliillcn(Jrc:

T - transforntrlor dc conlpcniarc;

tuitd din doua pun1i, una dc nrdsurare -PlvI - a

dc cotnpcnsarc PC' Daci rczcrv'ortrl csl'c gol'

, iar capacitatea din latura IIC se ia Ct'- Crt'

de mdsura - / - ntr sc gdsegtc la zero' pc

diagonala BD a punlii sc culcge o tensiune carc'. dupd arnplificare, se aplica la

infiigurorco dc comanda /c a motorului electric I/c' Acesta. printr-un mecanlsnl'

riii""..ra cursoarclc rcostatclor R1 9i R6 pAnd sc oblinc cclrilibrul puntii' iar acul

indicatorul.i rcvine la zcro. Daci rc-zcrvorul cste untplut ctt contbustibil, Cr> Cr,' iru

1

LITROI\{ETRBLOR

Func[iilc pc care trcbuic sd le indeplincascd litrornetrele cu traductor capacitiv

- ntdsurarea cantitdlii de conrbustibil din rezervor sau grupuri de rezervoare

- contilndil prograrnului sAu orclinii de consulrl a cornbustibiltrlui din

rezcrvoare

- scmnalizarea opticd a rczcn'ei criticc clc conrbustibil

I

I

)

I

-l l5 \'/-100 tl2

t84ls5

t-

I

!,

l() \lirsururcir cuntit:ltii 5i dcbitului rlc conrbustihil lrt bordrrl lcrorlrvclor

cchilibrul punlii sc stricir astl'cl inclt urotoacul indicator la diviziunca nraxinr, sirnultipirni la rcstabilirca echilibrului. Puntca dccrorilc mctodicc datoralc nrodificarii pcrvarialia tcntpcraturii sau a coutpozilici pcr

doui laturi citc o jurritate din bobina scctT. Latura EF confine capacitatea C1 dccornplct introdus in combustibil. Cea dc a

1

crpacitate C,. egal6 cu valoarea lui Cr dacd temperatura petrolului este de 20 1 l0 "CffiDeci, in condilii normale dc temperaturd, accasti puntc este in echilibru. Tensiuneii,tde alimentare a primarului transfornratorului 7C se ia de la cursorul reostatului de!compensare R6. Dacd se modificd permitivitatea combustibilului , variazd capacitatea i

Cr, ceea ce face sd se strice echilibrul punfii. Tensiunea de dezechilibru UnH se ]introduce in amplificator, fiind in antifaza fafi de semnalul eronat Usp dat de puntea .,

de mlsurare. Intruclt Ups *Uso: 0, indicafia aparatului este corecte. Dar valoarea luilUsp depinde gi de cantitatea de combustibil din rez'ervor. Introducerea corecfiei gi in-func{ie de cantitatea de combustibil din rezervor este asigurati de cdtre reostatulprofilat R5 al cdrui cursor este legat cinematic in cursorul reostarului R 1. ;:.

I0.3.1.2. INSTALATIA AUTOMATA DE I\IASURARE.L;

u^rl$.;

tnstalalia automati dc misurare (Fig. 10.9) cuprindc doud traductoarc inductivccu flotor Tit,Tiz avind miezurile mobile de-a lungul unor ghidaje cilindrice. Ele se

Tr.r

Fig. I 0.9 Schema dc principiu a instrlafici automate de conranda a ordinii dc consunt

l-ir'li:-trltluctrllrcintlttctivc: 'l 1 11-lritnzislo:trci'l'r-trrnslirrttt;tttrltrc:Nlr'Il:-lln)loilrcclcctriec

de cchilibrrrca a purr(iil Kr. Kr - rclcc

'; li

I!

L

L

I

L

Itr

L

t

n^,,

|1

li(-.i,

tILJ

flt 'lf{6

G, = k (C*i- C,r )

lD/

nllscazir in rczcrvor la nivclc binc dctcmrinatc. iar ntir-'ztrrile' ntobilc

hotor v.tr urmlri nivclul combustibilului in acestc ptllrctr'. lnfiSurd

.on..,u," in dou5 laturi alc unei pun1i, cclelaltc doua laturi fii

rczist comandl, in funclie dc nivelu

(prin , intrarea in func{iunc' a motoarelor electrice Mr

iMtransvazarc'concomitentcuasigurareatlnorscffm ate rezervorut se golegte' ambele miezuri intri

.ornpr", in bobinc, echilibrul pun[ii se restabile$te. iar funclionarea pompelor

elcctrice inceteazS.

Octrviln CRIGOIIE

10.3.2. COMANDA AUTOMATA CICI-ICA A ORDINII DE CONSUIII

A COMBUSTIBILULI.JI

Fig. l 0. | 0 Schcmi dc calcul a ccntrrjului avionului

centrul dc tnasl CN4 al aeronavci, sa fie zcro, adicd:

Grlr+C:l:-Grl:-G111=Q (10'12')

Aceasta condilic (10.12.) poate fi exprimati in ftrrrclie'dc capacitililc C*i ale

traductoarelor plasate in rezervor:

( I0.I3.)

Menfinerea centrajului unei aeronave in limitele tolerate este o condilie

esenfiald pentru a pdstra proprietalile d ale acesteia' De aceea in multe

""r"ii, pe ldngd ins'talalia-attiomata de c rdinii de consum' aeronavele mai

,unt ..tliput"\i cu dispozitive autonrcte ciclice. Principiul de funcfionare

a unui astfel de automat este prezentat, co cazul a patru rezerv6are dispuse

in lungul fuselajului, in Fig. t0.10. Menlinerea centrajului aeronavei este echivalentd

cu conditia ca, suma momJntelor fo4eloi de greutate ale combustibilului, in raport cu

o constanti dr- proporlionalitatc. Prin unnarc, condilia (10.12.) dcvinc:

C.l11 * C"311 * Ko = Cr.,l.r * C..rl.r

unde lfu = Crll.r + Cuh - Corlr - Co:l: .

|0. l\lrjsurlrcl cantitiitii 5i dcbitului dc courtrustibil ll bortlul acroulvclor

Ltttr.lc (l;, cstc ulptciti.llcl tr:lductorului lcspcctiv ciind rcz.crvorul cstc gol. iul k - cstc

::n,-,i

l.':", '{i)

( r0. t4.) i,' j::'j '

', '1,

Condilia (10.14.) poatc fi rL'alizati cu ajutorul schcnrci din Fig. l0.ll, unde,;jriconstanta K0 cstc reprczentatd prin condcnsatorul G. Dacd puntea astfcl formata este T

inechilibru,curentulidindiagonalaestenul,a$acescpoatescrieil+ir+j5=ir*rn',sau in funclie dc capacitdli:

(10 15 )U 1Ca1 + U2Cr2 * U5Cr5 = U3Ca3 I UrC^c.

Dac[ tensiunile Ur,... Ua se iau propo4ionale cu distanlele 11,... Ia, iar U5q=.,IQ, rezultr ci (10.15.) este echivalentd cu (r0.r4.). Dac6 sc modifictr centrajul pcstelimita admisi - din cauza distribufiei combustibilului in rezervoare - in diagonala 'punlii apare curcntul r a carui faza dcpindc dc sensul descentrdrii (in fati iau inspate). Acest curent, dupd amplificare, sc aplica motorului electric Me. Acesta. cu

Fi-s. l0; I I Schema de principiu a autonratului de centrarc

ajutorul unui dispozitiv cu contactc K selcctcazd gi pune in funcliunc pornpelcrczen'oarelor din fala sau din spate, astfcl incit si sc rcstabilcasca ccnrraJul. iJnadintre acestc pompe transmite fErd intrerupcre combustibil la motoarclc de propulsieale aeronavei. La conectarea autornatului dc centrare, tracluctoarelc capacitivc sedecupleazi de la blocurile de misurarc pcntru a sc evita uncle influcn{c rcciprocenefavorabile.

wCxr.

"ll

r8889

Octlvian GRIGORt:

I(I.3.3. IiIIOI{ILE LITI{ONIETRELOIT CAT'ACITIvE

Capacitatea traductorului litrometrelor este o func1ie dc mai mulre variabile.prrtiirrd li cxpriuratd in raport cu volumul v dc combustibil sau cu masa ly' a acestuin.

crr un-uhiurilc dc ruliu gi dc tangaj (yli e), cu accclcralia a:

C = C,(v,0,T, a, E r) -- Cer(M,O,y, a, € r, Q). (10.t6.)

Varia!ia parametrilor ce intrd in expresia (10.16.) provoacd erori metodice inindicaliile aparatului. Dintre toti acegti parametrii, ne vom ocupa de erorile produsede varialia permitivitdlii e I cu sortimentul petrolului gi cu temperatura acestuia.Exprimind variafia lui C funcgie de volum cu formula (10.8.), rezulti capacitateatraductorului litrometrului ca fi ind:

C"= Co * Cu = Cs + kv(e rE z) = Co + kv[e 1e( I +crAI) -e z) = Cs + kv(e 1e +Ae 1 -€ 2).( 10.17.)

Eroarca absolutd in acest caz este:

iur croarea rclativd dcvinc:

)(-AC*=Aer==kvA€,,' dE,

AC, = A€,

L"o Ero-€z

( 10.18.)

( r0. r 9.)

( 10.20.)

undc C,s gi €;e sunt valorilc lui C. gi e llaI'=20oC (Af = g;. Cum e y1=2E2si t1dcpinde de tempcratura, din (10.19.) se obline eroarca:

LC. e," aLT=2uLT-

C,n Ern - €t

Pentru sorturile uzuale dc petrol folositc in aviatie c( = -0,0007 grd - I gi variatii

de temperaturi intrc - 60"C...60oC, croarca traductorului cste cuprinsi intre -5...+llqc.

Daci faccnt accla$i rationamcnt pentru cxprimarca masice a cantitatii dccorlbustibil, capacitatea echivalenta a traductorului echivalent estc:

II

-ti

J

II

)

i

{

J

I

I

-q

1

i

l

I.:

iI

l0 Mirsurlrcr c0ntit:'ilii gi dcbitului dc cornbtrstibil lr trordul acronitvclor

lel , \C" =C,, *Cn, =C,, +k;(e' -e:l ( r0.2 t.)

( r0.22.)

cu croilrcil absoltttir:

PentruAt, ^ - A,p

-=v,l -t,o P

I

t -.

I

i

a^ 1^' v ,ApAC,, =fiot, .hAP=k

n, o.' - kM(e,,, -t');

gi eroarea relativd:

LCu = 2Le,('' Ao-c0 c ----:-"ro p

petrolul de aviafie se poate considera

, astfel incAt relalia (10.23.) devine:

oC] =0,64a.C.o t,n

(10.23.)

cd € r depinde numai de P

(r0.24.)t-

4i

I

I

Dacd se compari (10.24.) cu (10,19.), se Poate trage concluzia cd eroarea

ntetodicit la etalonarea ntosicd a litromctrului este de peste patru ori mai micd decAt

I't eralonarea in unitdli de volum, ceca ce justificd existenla la bord a Iitromctrelor

gradatc in unitali masicc.

Dc asemenea, trebuie menlionat cd erorile instrumentale alc litrometrelor

capacitive sunt neglijabile in raport cu cele metodice.

I

I

l-

90

Fig. I 1'raductolul clpacitiv cilirtdr ic

' Gnrllu:

- s;iti

lF I-uGRAREA 6: lvIisuRAREA CANTITITII DE CO'T1BUSTIBIL

1. Scopul lucririi

Prin realizarea 'acestei lucrdri se asigurd experimentarea metodelor de

mdsurarea a cantitdtii de combustibil la borduf unei aeronave' Totodatd, se asigurd

ii".r"r." O"prinderilor practice privind mdnuirea instalaliilor precum 5i explicarea

ierorilor care apar in procedeul de mdsurare'


Pentru determinarea volumului de combustibil existent la bord se folosesc metode indirecte de

mdsurare,b^zate pedependenla acestui parametmde un alt parametnr uSor de nisurat' Astfel de

o*Tt[ll,j;l tichidutui din rezewoare, caz in care aparatul de -rris'rl-se

mai numegte 9r

ttit,elmetru'Cuajutorulacesteimetodelabordulaeronavelorsefolosesclitometreleelecrromecanice cu flotor 9i litrometele electrice capacilive'

- ir"rir^,it "*.."it# i. coloana de lichid, numi6 Si metoda hidrostaticd' se bazeazA pe

dependentapresiuniihidrostaticepacombustibiluluipefundu|rezervorutuidenivelfra|acesruia,adidP=1lt'

2.T. LITROMETRELE ELECTRICE CAPACITIVE

Litrometrele capaciii'e folosesc ca (raductor de nlvel un condensalor spccial' Acesta cstc un

conlcrrsaror cilindric .ornput Ji*i-o arm[rura interioari 9i o armdrurA cilindricd cxterioartr (Fig' l)': strat

, lincele

, velul,li.ni..lrlui din rezervor. Deoarece constanta

i diclectrici a benzinci, petrolului, uleiului etc' este

i dc ciitcva ori mni mlre decit pcrnritivitutea

i adrului (sau vaporilor din aceste substnr{c) crrc

. umple rezervorul, inseamni cd pe misuri ce se

: introduce combustibil in rezervor, capacltatea

I tioauciorutui creStb, devenind maximi cind

'rezcrvorul este principal al acestor

tipuri tlc litrorr tlc I nu lvcu picsc

rriobilc. Astlcl , ccl pt4in pnrlirl'

: crorile datora accelcralici Prin

: ntotttarca in acclagi rczen'or a doti sau m3l

: nrultc traductoare legate in paralel'

r Foarte important dc specifrcat e cA aceste tlpurl

I de' litrontetre pot funcliona nttlrnai dacd sttnl

'.. tilitttcntateI Car"cterist e considerind cii trnrluctorul cilindric.cu dou-t

, tr.onsounc: 'irtd ca diclcctric

|.rrcnrrclt (r

strittul izohnt dc pc clcctrodul intcrior (dnci cxistir);ii cornbustibilul (cu pe-nuitivitarcr rclatir:r g,1. ..,

ccliilirlt dc lungirnc Il -.t uvind ca str:.lt iz-olurrt ucrul slu v:rporii de corntrustibil, cu pcrnritivitltcirrclrlivi aproxinrativi €, = l. Astfcl. cxpilcitiltca cchivalcnti sc ob1i1c considcrirnd rraductorul .',:lirrrrrat din douJ corrdcnsatolrc dc capccitrtc C (r) Si C (ll - -r') concctltc in prralcl.'f inilnd cont dc ; "notirliilc din Fig. l. capacitililc sunt:

/1,.,,", - /),.,.-' - 0 =,.,t =const

p,.., p,'. + b

atunci rclr[ia ('l) dcvtnc:

c.(.)=2nt1r,,1i',-l\'+H] (5)

2,1.1. Iirorilc litronrctrclor capacitivc

Crpacitatca traductorului litromctrclor cstc o funqie i: i"-l-T^"'::. variabilc' putand l.i

cxprinratii in rapon .u ,.i"*"t "i.'."rirt,riil ,uu .u masa M a accstuia, cu unghiurile de nrliu 5i

dc tangaj (Y $i 0), cu accclcralta a:

C'C"(v,O,y, tt, € t)= Cv(hl'|'y' a' € r' P) (6)

c, = 2trc'€".r- *..1n

l)t,-

P,,,,

c,,_, = j9(H-*)=5(u-x);,t /'I'' t,

pn,,

2nt,,unde cu C,, =--:ls-a notat capacitalea specificd o condensatorului gol. Sensibilitarea acestui

f : lnP'*, .. '€ ,- :,-.

unde: ptrnr=p2-6ti prcrr=pr+6.Scobservidin(l)cnfuncliiledcvarialicacapacitililorsuntliniare cu nivclul de combustibil x.

Capacitatea echivalenE a traductorului cste:

c.(r) = c. (x)+ C,-.(') = tLj' 1",.r + (H-.y)l =

ro^

I11',-r)*+Hlc,,,

(t)

(2)

i provoacd crori metodice in indicaliile apararului'

Di , erorilc produsc de vari4ia pcrmitivit'51ii e 1 cu

so t Exprimand vari4ia lui C" func(ic de volum cu

fo c netnrlui ca fiind:

C" = Co t C. = !-o + kv(e l-e 2) = Co + kv[e ro( l+o'A1") -€ zl = Co + kr'(€ ro +A€ | -€ ])'('7 )

p,-,traductor in rapon cu nivelul x al combustibilului se obline derivdnd pc (2) in raport cu.t:

ACAC.=Aerf=krae"

. AC, A€,

c',' €,,, - €,

urrdcC*osi €r0suntvalorilelui C.9i erlaT'=20oC(AI=0)'Cum€ro=2ez$ierdcpindcdetcnlpcrature, din (9) se oblinc eroarea:

AC" €,,, cAT _.., - AT (10)

=---:--- -L ",,

t;11 - c;

Pct1lru sortulile uzusIe de petrol folosite in ar.iqre c' = -0,0007 grd- . 5i variatii de tenlperaturI

intrc - 60''C, . . 60''C. eroarea traductoqului este cuprinS intre -5 " '+l l% ' r

DaciilaccnraceIaSiralionamentpcntrucxprtmareamasicSacantititiidccombustibil.capacitatca cchivalcntir a traductorului echivalcnt este:

- .M / -\ rlltC. =C,+C,, =C.+k-(c -crl.

,1c.. = ?c. ar, * 5lp =kL Le, - k M (e,,,- r, )+"- '' ar, *-'

E P p,, P-rllt

AC., 2A€,

CÂP.Lp

Eroarca absoluta in acest caz cste:

iar croarca relativd devine:

cu ctoi.ttcll absolutii:

1i croat'ca rcliltivil:

(E)

(9)

s(r)= gEG) = f*0.- r)= (e,- r)e,.

C,(..) = IC(..) = 2nt'l(c,-r). + HD;,}

/,..,

Notind cu 6 grosimca armdturilor pi considcrdnd indcpliniui condilia:

(3)

p,".

Rclaqia (-j1 arata ci sensibilitatca traductorului scade cu cre$tcrea raporrului razei cxterioare pc cea

_ /). -.Intcrloari s. ntotiv Pcntru carc valoarca accsfuia nu trebuic si fic prea rlare. De re_guli difercntl.. P:"

intre cele dou.i razc, p2,nr - p2,,t'este cuprinsi intrc 1,5...6 mm. Pentni a mari scnsibiliiateatraductorului capacitiv, acesta se rcalizeazi cu mai multc armituri coaxiale (trc nunriirul lor n),astfcl incat caprcitatca cchivalcnE a celor n condcnsatoarc cilindricc lcearr'in paralel csrc':

rllt

r9ll9?

(4)

IJ

,l

I

I

l

I

Miisurarcir cuntil Crunu:Nunrr':

I

t

t

L-

I

t-

{

It.-

II

t._

I

I

t-

I

i,-

I

I

l)cttlru pctrttlul dc urirrlic sc po:ltc corrsi{crrr cli t 1 tlcpiu{c rrurlai tlc p 5 = 0.7!L. il\tfcl ..

{',,, l) .iirtcrit rclltiit ( l-l) dcvinc: ,:tl- AC,, .. - As,

t=u'u;. (rl)X';.!l

D:rc:r sc corttplri (14) cu (9), sc poatc tra-uc concluziu ci cnsorut ntclrxlit'ti ln ct,,l,r,tnrru",;.'tttttrit'ti ir f itronrctrului cstc de pcstc patru ori mai nlici dccdt la e tulonarau in unitali dt' 't\tlunt. gt:s.n.,l

ce'.lustilicir cxistcnla la bord a litromctrelor gradatc in unitili ntasicc. ,,;Dc use'tnenca. trcbuie menfionat cd erorile instrunlentale ale litronretrelor cirprrcitive sunt'. ,

ncglijabile in raport cu cele metodice- ,

.

3. r\paratura necesarl executlrii lucrlrii

Se utilizeazd urmetoarele materiale:Instalplie de laborator pentru mesurarea cantitelii de combustibil:Cabluri de legdturl;

- Cilindru etalon pentru combustibil;Punte de mdsurd (RLC - metru).

3.1. Dcscricrea instala{iei de laborator

Instalalia pcnnite verificarea metodei capacitive dc misurarea a canritAfiiconrbustibil de la bordul aeronavelor.

In conrponcnla instalaIiei intrdurmltoarele pd(i mai importante:

| - cuva unde se introduce fluiduldc aviatie;

I - annaturacnpacit i v;

traductoru lui

.l - cabluli dc alinrentarc;4 - I{LC - metrul pentrucletcrnrinarca capacitilii ;

5 - cilindrul etalon.

3.2. Nloduldc lucru

inairrtca dc incepcrca lucrului sc cupleazi cablurile pcntru rcalizarca rrrontajuluipfczcntat rllal s!ls;

cu rjutorul cilindrului ctalon 5 sc introducc fluidul dc avia 1ic;

sc citcStc valoarca capacitirf ii cu ajutorul aparatului dc masurl 4

-1.3. Probleme dc studiat

Pc tinrpul lucrdrii sc vor executa detcnninarilc:

i) ridicarca caracteristicilor C=f(v);

ii ) vcrificarca cxpcrimentald a ecuafiei dc etalonare, care,t-

este dati de c--i[ern +.r(c-coIunde A=bxH

condensatorului, iar / este lungimea dintre armdturi, 9i de

erorilor relative.

4. Date experimentale si rezultate

- ft= m;

- 12= m;

- l- m;

- €o- 8,85 x lo-rr F/ m:

€= F/m.. ri,r,ir{tr\

in acest caz parlicular

este aria armArurii

asemenea determinarea

v

lnrUX

lmlCmIrurrtI

tFlCtcorctk!

tF1

e

lVol

100200300400500600700800900t000

9l

| .ttr'r.rr clr (rfvli-rsurirrca culrt itliI i i (lc corrrhLrstiIi I

{.1. Ca ractcristicilc

r00 200 300

ll.otso(u

=C)(uCL(uo

Octuvian GRIGORE

II. DI'TERI\IINAIIEA DIREC'I'IEI DE ZI]OII

Pcntru rezolvarea problcnrci de nav'iga1ie. respcctiv deterrninarca dira<'tiai tlcr/rot', pararnetrul principal estc ttttghittl care deterntind direclia de ;bor. Pentrudcfinirea accstui unghi sc arc in vcdcrc o dirccfic de rcferinla rcpcrabild in oriccconditii qi invariabild in timp 9i spaliu. Accaste linic de referinld poate fi:

tangcnta la mcridianul gcografic in punctul de misurd;tangcnta la mcridianul rnagnctic in punctul de mdsurd;proicclia in planul orizontal a drcptci cc unc$te aeronava cu-n astru;drcapta ce une$te punctul de observalie cu o statie dc radioemisie (radiofar).

Prin cap se infelege unghiul format de proiecfia orizontald a axului longitudinalal aeronavei cu linia de rcferinla. Accst unghi se mdsoard in sens orar gi are valorictrprinsc intre 0 gi 360 grade. In funclie de linia sau planul luat ca referinld scdeosebesc (Fig. I l. I ):

. CA - capul adevdrat - unghiul format dc prolecllaN.

a.rului longitudinal

N"\al

400 500 600 700 800

Volumulv[mt]900 1000 1200

raetoflavei , p€ planulorizontal, cu tangenta lameridianul geografic alloculuiON;CM - capul magnelic -unghiul format deprorecfra axuluilongitudinal al aeronaveipc planul orizontal, cutangenta la meridianulmagnetic al locului ON,;CC - capul conrpas -unghiul format de

proiccgia axuluilongitudinal al aeronlveipc planul orizontal, cu

planul nteridianulmagnetic al conrpasului

ON.;CR capul relalivunghiul format de

proiccf ia axului

CC

;i;-.

0 _ll/

B

t96

Fig. ll.l Dcfinirca drr,.'ctiei dc'zbor

I

-'t

I.)

I

I

I

I

:

CM =CC+L,'CA=Cful *A,,, =CC+A" -FA,,,,

unde A,,, -cstc declinafia magneticd $i A.- devia{ia magneticd.

I l. l)ctcrrrrinrucl dircctici dc zbor

Ionsitudirrill al acronavci pc planul orizontal inarbitrara AB.

intrc accste un-qhiuri sunt evidcntc rclatiile:

raport cu o linic dc rcfcrinla.

(il.t.) ,

I ,j, .il

Daci unghiurile definite mai sus'se nrdsoard in raport cu viteza de drum w,aceste unghiuri se vor numi drum adevdrar, dntm magnelic si respectiv drunr('(,,tI pa.r.

Pe I6nga capurile definite in raport cu meridianele terestre, in aero-navigalie se

Fig. | 1.3 Dcl'inirca gismenrelor

rnai utilizcazd 9i unghiurilc mdsurate in raport cu alte linii dc rcferinld, care senulnesc gi.rtttettre (Fig, I1.2). Aceste unghiuri se mdsoard tot in sens orar gi pot aycavalori cuprinsc intrc 0 gi 360".E1c sunt dcfinitc dc proicc;ia pc planul orizontal a axcilon-eitudinalc'a aeronavei xe qi proicctia pc acelagi plan a linici cc uneitc ccntrul detttasi al aerotravc-i cu obiectul vizat de la bordul sdu. in funcfie de situaliilc din Fig.| 1.2 sc disting urmdtoarele unghiuri:

gi.strtatttttl rudio"rtulici, p1, cstc urrglriul forrrrat rlc prcliccliilc pc plirrrulorizontal al axei lorrgitudinalc a acronavci xe gi al linici cc une$tc cc-ntrul de.nrasi al accsteia cu statia dc -eoniomctrarc;eistttet'rrtl sau azinru!rtl corpitlui ceresc,83, este fonnat diu aceiagi proiecliex0. cu proicc,tia, pe planul orizontal, a liniei dusi din centrul de rnasi alacronavei in direcfia corpului cercsc;gisttrettttrl .sau ungltittl lintei, p3, este fornrat de x1y cu proicc(ia pc planulorizontal a linici cc uncptc ccntrul dc nrasi al acronavci cu tinta tcrcstra sauacr-irr n ir:

Octn iln Cl{lC0RE

ll.l. METODE DE MASURARE A CAPULUI $l GISNIENTELOR

in navigalia aeriand se utilizeazi mai multe ntetod€ dc misurare a unghiurilor

dc cap gi a gismcntclor. Printrc accstca sc numtrrtr:

- metoda rnagneticd;

- metoda inductivd;

- metoda giroscoPicd;

- mctoda radiotehnicd;

- nretoda astronomicd.

11.1.1. METODAMAGNETICA

Aceastd metodd sc bazeazl pe proprietatea acului magnetic, suspcndat in cdmp

magnetic terestru, de a se orienta paralel cu meridianul magnetic. Aparatele, care

fol;sesc acest principiu pentru a deterniina direclia nordului magnetic, se numesc

compasuri magnetice.

rr.i.Z. METODAINDUCTIVA

I

Mdsurarea capul magnetic prin aceasta metodd se bazeazd pe principiul.

induceriidecEtrecAmpulmagnetictercstruauneitensiunic|cctronrotoaree,lntr.untraductor de induclie, valoarea acestei tensiuni e fiind funclie de orientarea

traductorului (sondei). Aparatcle carc funcfioncazd pc acest principiu se numesc

conrpasttri indttctive sau mai exact, compasuri cu induclie electrontagtteticd'

rI.1.3. METODAGIROSCOPICA

Metoda giroscopicd se foloscatc pcntru mlsurarca capului adevdrat cA $i a

capultti relativ}R. Misurarea capului adevdrat sc bazeazA pe proprietatea pendulului

giioscopic de a se orienta dupd componenta orizo ra

lc iotalie-a Pamihtului 0' 'Astfel, aceaste ei

girobusolclor larg rrtilizatc in navignlin mariti se

6azcaz,i p. propii.totca giroscoptrtui iibcr ac iu

oric'ntarea axei salc proprii de rotatie' Pc sc

gi ros enri conr Pasuri I e'

11.1.3.1.1\TETODAGIRONIAGNETICA$IGIROINDUCTIVA

Acestc nlctodc utilizcazd giroscopulliber, dar Sitraductoarclc'sensibile fali dr-'

oricntarca in cirurpul magnctic tcrcstnt carc atl rol dc clenrctrtc dc corcclie a

tu

9ii 99

I l. trtrt,tr,,,,.rrLr rtil!!ltut u! 1lr(I

!itrrsctrltpclr)r. PL-

gin tittdttt't ivt'.:tccst principiu sunt rcaliz_alc (.(rtttpu.\urilc {iro,,,tt!:ntti((, $i

Octlr iirn GRICORI

ttlitsoarit. Magnctisnttrl scoarlci tcrcstrc sc nranil'csta pr intr-un carnp rnlgnctic.<'tittrpttl cntstol, a carui intcnsitatc, {, cste inlcrioard intcnsitelii I a cirnpuluirilagnctic rcgulat. Accastd componcnta dc datorcazd proprictalilor magncriccaccidcntale structuralc alc scoa(ci tcrcstre.

Pcstc accstc doui cimpuri, considcratc invariabile gi lcgatc de srructulrglobului tcrcstl'u, sc suprapun alte doud campuri, carc pc langa faptul ca dcpind dc-

coordonatclc punctului dc observagie. sunt variabile gi in timp. Unul dintre acestea areoriginc'cosrnicd $i cstc cunoscut sub denumirca dc cantpul varialiilor periodice Si alpcrturbaliilor' 7l . Ccalalti componcntd, dc originc tcrcstri, arc o varialic lcnta in

tirrrp gi sc nurnc$tc camp dc varialie scculard 7..

In concluzic, cimpul maSnctic terestm total I nrdsurat la un momcnt dc timp l,intr-un punct de coordonate tr Si e, are expresia:

f (s.,,p, t ) = f , (1,,p) + f , (r^, a) + i " (),,p, t) + f , (5., rp, t\ (11.2.)

unae {(4,,d) arata ce acest cdmp este funcfie numai de proprietdlile magnetice P,ale rocilor gi dc distribulia lor d, in scoarfa terestrd. Componentei d i se datoreaza

anomaliile c6nrpului magnetic terestru provocate de acumuldrile de roci magnetice insubsolul regiunii respective.

Confornr Fig. 11.3, vectorul 7'al intensitalii cAmpului ma-qneric reresrru, care

-. 1,-..1-. ,r+ .1 /. | ) i,,,., . -, e : n ,, / .',r,t ,.t. .,,-

Fig. I 1.3 Componentelc vectorului intensinlii

clmpului magnc(ic tercstru l'

II.I..I. IUETODARADIOTEIINICA

mdsurarca gisrncntclor in raport cusc bazcazi pc dcpcndcnla dintrc

intrc planul cadrului gi dirccIia citrce receplic optimd sc facc ilutonrar.

aslrottotttice.

II.I.5. t\TETODAASTRONOMICA

Se bazeazr pe determinarea unghiurilor de gisment faln de corpurire cere$ti(Soare, Lund, stele), prin vizarea lor iu ajutorul unor dispozitive optice ptoro,. iubordul aeronavei. yizarea se poate face manual suu uuiomut. irr ultimur caz seutilizeaztr traductoare cu celule fotoclectricc, care dau semnalelc ncccsare urmdririiautomate, de cdtre dispozitiv, a astrului vizat. Aparatele care folosesc aceastd metoddse numesc cotttpasuri astronomice automate,

' . "D"r.r.ni riiiieii' dil;[ti;i""ii rj,ii.irur' io,qunoscutd de om inc6 de la inceputurile exutilitatea acestui instrument a fEcut ca el si fl,'.^.l:a:^:-: -^-, -.rnodificiri constructive, in special ra bordur navelor. principiur dc func{ionarc scbazeazi, pc nretoda magnetici, respectiv pe proprietatea acului'magnetic suspendat incdmp magnetic terestru de a se orienta paiatet cu meridianul masn;tic.

17.2. COMPASUL MAGNETIC

In continuare, o sd facem cdteva precizdri asupra magnetismului terestru.

' Misuritorile efectuate pe suprafala Pdmintului, atdt la sol cat gi la altitudinc,au denronstrat cd accsta posedd un ia,np'mugnetic propriu, care in primi aproxirnaticil putem considera ca acela produs de un dipol magnetic. Aceastd asemdnarc, estcvalabild dacd magnctur permanent are lungime mila in comparalie cu diamerrurglobului terestru, este prasat in centru pdmintului, inclinat ru it,st fara dc o*o Jlrotalie diurni, iar polul sud este orientar in partea porurui nord geogrofi;:l;;.;r;;;;cdmpul magnetic terestru are o structura spaliala temporald nrai"compticatd, dcoarccepentru un anumir loc ai la un moment, el este oblinut prin rezultanta mai multorc6mpuri. Astfel, cea mai narc parte a cdmpului magnltic tercstll totar, a caruiintensitate sc noteazd cu vcctorul f , o formeazi cdtttpul regulut f . Ilrtensitatea lui4 cstc funclie de coordonatcle l, gi <p - longitudinea gi latitudinca locului in carc sc

200

20

I

t

I

I

l

(-,

I l. f)ctcrminurca dircctiei de zbor

cstc tangcnt Ia liniile- dc carnp, sc exprimi (pcntru un punct oarccare dc pc suprafalaPirrnarrttrlui), prin componcntclc salc pc axelc rricdrului 0(q(. respectiv x, y si Z. ,",,

lIrnaviga1ic.in|ocrrlcomponcntelorXgi/seuti|izcazdcomponcntaorizonta|aH. a crirrrpului magnctic tcrestru, precum gi unghiul A.. numit declinalie magneticti, -dintre- accasti componenta $i planul meridian. De ascmcnea, in locul lui z', l).intcrc'scazd unglriul /, nutttit ittc'linulie nagtteticd, forrrral. de vectorul f cu planul ,,

orizontal local. intre aceste elementc existi, evident, relatiilc: )

( I r.3.)

Elementele caracteristice ale cdrnpului magnetic terestru depind atat decoordonatele 7$i q, cdt gi de altitudine. -:.-

Repartilia geografici a mdrimilor ce definesc vectorul f , este pusd in evidenldcu ajutoruf hdrlilor magnetice. Pe aceste hd4i se traseazd linii ce caractenzeazd,

"-

parametrii cdmpului geomagnetic cum sunt:

- izoclinele sunt definite ca locul geometric al punctelor in care inclinaliamagneticdeSteconstantd(I=const').Izoclinacu/=0Senume$teaclinasireprezintd ecrta r o ntl ma gne r i c'.

izogonele - definite ca locul geometric al punctelor in care declinalia ,*u,,,'lmagnetici este constante (Am = const.). Izogona cu A. :'0 se numejtd*ffi.4agottd gi in oricc punct al accstqi Iinii compasul magnetic va indica norduladevdrat, cu condilia ca deviatia A. = 0,

- izrdittanrele - curbele pentru care H: const.'$i ?"= cOnst, sau Z= consr.

Dcoarece aceste elemente nu rdmin constante in timp, ha4ile magnetice scraponeazi Ia o anumitd datd calendaristicd, cca la care s-au cules datele pentruintocmirca hi4i i rcspcctive.

11.2.1. TITADUCTOITUL MAGNETIC - ACUL NIAGNBTIC

Fic rrcul magrrctic sLrb ftlnni dc bari din Fig. I1,4. plasat in ciinrpul ntlgncrictercstt'u dc ilrtensitate f 5i rrr monrcntul maqne'tic al acului. Expcrirrrcntal sc constaticlr asupra ntltgnL'tului pcrmancnt actioncazi cuplul:

( =pt[nxf =tip.nrTsina, ( l r.4.)

urrdc;r cstc pcrnritivitatca acrului. Din (11.4.) datorita prodrrsrrlui vcctorial cuplul Csc anuleazi pcntru c, = 0n, sau altfel spus acul se oricnteazd pe- direcfia vcctorului f .

Ortllilrr CRICOI{E

Datoritl inclinaliei /, aceastd pozilic nu cste orizontald. Pentru a conlpcnsa inclinareircu unghiul /, ccntrul de nrasi al acului magnetic CM este deplasat. fa15 dc punctul dcsuspcnsic O, pc o distanld oarecare sprc polul magnetic sud al acului (Fig. I 1.4 b).

Icos/ CM

a. b.

Fig. I 1.4 lnteracliunea dintre magnetul pcrmanent de moment z-r gi intensitate T.

Valoarea maximd a cuplului calculat cu formula (11.4.) este de 0,04 gfcmpentru compasurile simple gi 4 gfcm pentru compasurile la distan;a.

11.2.2. TCONSTRUCTIA COMPASULUI MAGNETIC. ,

Schema de principiu a unui compas magnetic fEri teleindicare este prezentatd

in Fig. 11.5. Echipamentul mobil al compasului consti din una sau mai nrulte baremagnetice 2,fixate pe flotorul 8. Flotorul 5i lichidul care umple carcasa aparatului 9sunt alese astfel incdt fo4a preluatd de

I X : H sin An, ;Y = H cosA. ; Z = H tg I: H =?.cos1

lz=Tsinl 72 -ll2 +22.

i,

pivotul 6 9i lagdrul 3 sa fie c6t mai :

nrici, evcntual zero. Pc flotor estc fixatcaclrnrrul in formi dc disc 4. Accstcchipamcnt mobil se poatc roti J

nclirnitat in jurul.axului sau, Lichidul _1

carc umplc carcasa 9 este de reguldligroina qi servc$tc 5i pcntrtt

anlortizilrea oscilaliilor cchipnmcntului,rurobil. Capsula l0 are rolul de a

7

8

9

l0

Lconrpcnsa varialia voluntului lichiduluila nrodificarea temperaturii. Centrul de

greutate al echipamentului mobil nu

coincide cu punctul de suspensie, cicstc dcplasat astlcl incit sd asigurc

conrpcnsarca vcrticali a vcctonrlui f.

Fig. I 1.5 Schema .onl*.titt a compasuluimagne tlc

I - ponlagdr;2 - nragnct penirf,ncn(: 3 - lagAr: 'l - dirc dc

citire' n capului; 5 - gcam; 6 - pirrt: 7 - cadran: S - ll()tor:9 - carcasr aparllului: l0 - crpsulr dc crrntPcnsltcr

I ichidul ui.

L;

702 203

JI l. Dc(crnrinurcr dire.ctici de zbor

------.Corrrpusul nlugnctic dr.'scris lufli sus

posibiIitltcl tclr..indicirrii (indiclrii h distiirt calrirra e.clriprjului. fapt carc il cxpunraparatclc gi instalaliilc clcctricc dc bc

fcrouragnctic carr' intri in construc[ia acrrrtilizcnza contpdsut'i nagneticc la distatnra_qnetic - transnrilitorul - sc montcazd inlagnetic sunt mici (de obicei in coada aer

NS<tr>

I1.2.3. ERORILE COMPASULUI MAGNETIC J

i

Compasurile magnetice sunt afectate de multe tipuri de erori, motiv pentru care!

au o utilizare limitata in avialie. Vom prezenta in continuare acclc crori carc sunt,proprii gi compasurilor inductive, care sunt destul de larg utilizate la borduli

iaeronavelor i

i) Devialia magneticd. Este o abatere de la direcfia meridianului magnetic,lcare se noteazd cu A., gi care apare datoritd cdmpului magnetic propriu al

avionului, dat de piesele din ofel, instalagiilc electrice gi radiotchnice erc. Astfel,dc-vialia cste cornpusa din trei componente: o contpoilentd con.ttuntci 61, o,

conponentd semicirculard 62 gi o componentd ataternard 63: I

(u 5 )6,=6r+62+53=[-.

Componcnta constante 61 sc datorcaze. in principal. montdrii imprecise a;

compasului pe aeronavd gi se noteazd de. reguli cu 61= A. Pe graficul din,

Octlvirn GRIGORE

l;ig. I 1.7 accirstal dcvialic rcprcz-inta o drcaptii lllralclir cu a\a absci:clor.

Conrponcnta 6: cstc produsi dc:

- urasclc dc' o{cl dur gi dc corpurilc magnctizatc pcrrnancnt:cdnrpurilc nragnet.ice constante datorate unor surse electrice de bord.

cdmpuri nragnetice ce nu-gi modificd orientarea la rotirea acronavci.

Se considcri deci, cdmpul rl terestru gi sinrultan intensitatca F a cdnipului

produs dc cauzcle mcnfionatc. Vcctorul F este oricntat invariabil fala de axul

longituclinal al aeronavci sub unghiul p. Cdmpurile H Si F, aclionind asupra

Fig. l |.7 Conrponentelc devialiei compasului

sistemului magnetic al

compasului, conduc Ia urmitoareaecuatie de eclrilibru:

- il ,, + M, =0, (l1.6.)

cclc doua cupluri. rotindu-l cdtre

direclia "meridianului magnetic"al compasului, care formeazd

un-shiul 6r (fig. 11.8, unde Y1 =

Vrr) cu meridianul dat de H. Se

poatc scrie:

nrHsin62 = lrFsin(Vr,r + p - 6t.(l 1.7.)

Pentru dcvialii mici, sin62 = 62 9i

-l

j

1

"tII

-lI]

I

-)

2A1

Fig. I 1.8 Conrponcnta scmicirctrlari 61

205

I l. ljcirr nrinrrca dircclici dc zbor

nc:llijrind pc 6; ftr1ir dc yn1 + p, sc oblinc:

o, =Isin(yr, +0) ( I l.ri.)

, rnllsin63 =r?lKsin(VM + E- 6:). *,r,..1 (ll.lo.).#id

,_'l t-::t"::ltmp, intensitatca c6mpurui K indus depinde de inrensitatea cimpurui

lnductor f/ conlorm relatici:

Octavirn CR16ORE

6r = Dsin(2\rru) +Ecos(2ryy). (t t.t5.)

undc D gi E sunt coclicicn[i aproxirnativi ai devialiei ce caractcrizeazd masele dclrcr moalc alc aeronavci. Dcoarecc devialia 63 capitr valoarea maximr 9i seanulcazd de patru ori in 360'(Fig. I1.7),ea se numc$te Si devialie cvadrantalii(cuatentard).

Cu aceste precizdri, devialia totale (l 1.5.) devine:

6, = A + Bsintyy + Ccosyy+ Dsin(2ryp1) +Ecos(2ryy) = 4*, (l1.16.)

care aratd cd, dacd se cunosc coeficienfii aproximativi A, B, C, D gi E aideviatiei, se poate calcula devialia totald a compasului la orice cap Vy.Coeficienlii A, B, C, D, E se pot determina pe cale experimentalS. Astfel.

mdsurAndu-se deviafia totale la unghiurile indicate in formule, se obline sistemulde ecuatii:

I

t-

L

Il.

{I,

1

I

I

l_

adici dc'ia1ia 51 are o variafie periodica in funcfie de capul aeronavei. Deoarecela o- variafie a lui ryv de 360' aceaste deviafie devine ma.ximd de doua ori qi scanuleazi tot dc doui o-ri, ea a cipatat dcnumirea de cleviatie senricirculard.Expresia ( | 1.8.) pentru p = const. capdtd forma:

-FF6, =-cos0sinY" +i-singcosy" =^gsiny" +Ccosy", (11.9.)

unde B 9i C sunt coeficienli ce caracterizeazd, devia,tia datoratd maselor din fierqur.

in c.e privegte compon_enta 63 a devialiei se menfione az6, cd este produsd demasele de fier moale de la bord. Se cunoagte c d aceste mase se magnetizeazi subirrfluenla campului H, dar in general axa de magnetizare nu coincide cu cea a ruiH- Not6nd cu Kintensitatea acestui camp gi cu ( unghiul format de ^Rcu axaar ionului, din ecuatia de echilibru a cuplurilor rezultd:

6os=A+Bp+Cp+D;6ris=A+Bp-Cp-D; (ll.l7.)

6rrs=A-Bp+Cp-D:

i

t_

I

K= k/_1cos(ry1,a + (),

tundc k cstc un cocficient cc caractcrizcazi fierul moalc.Cu aceiagi deduclie ca gi in cazul precedcnt, respectiv

nric. din (ll.ll.) 9i(lLl0.)se oblinc:

6o=A+C+E;6qo=A+B-E:6tso=A-C+E;6zzo=A-B-E;

t;unde p = sin45o - cos45o - Y,

2Rezolvrind sistemul dc ecualii (l l. I 7.) rezulth:

6.,.+ 6r,r- 6,rr- 6,,, d +6 - 6r,,- 6ttu

;

( I t.18.)

D- ; E=44

Cunoscdnd coeficien{ii (ll,l8.) pcntru capurilc men[ionate, ei se pot utilizapcntru a calcula deviafia ( I 1.16.) la orice valoare a capului ty;,1.

ii) Alte erori ale conrpasului ntagttetic. Un compas magnctic indicd eronat.

atit pc tinrpul zboruluiinclinat, cit gi in zbor cu acccleralii. Aceste crori rezultiidin particularitetilc constructivc alc sistemului de magneIi permanen[i. Dcasemenea, in tirnpul virajului compasul magnetic este antrenat in migcare de

rotafie, iar dupd revenirea din viraj. echipamentul mobil poate executa oscilaliicare impiedicl folosirea eficienti a acestui instrument.

Accst0a, de'altfcl, sunt gi o partc din nrotivele pcntru carL's-a rcnunlat la

l'olosirea compasuriIor ntagnetice Ia bordul aeronavelor.

o-60+6r+6,r0+6,r0 l B=6ro-6rro. C-6,,-6,ru422(l l.ll.)

considcrAndu-l pe 61

(1t.t2.)

(u.t3.)

6r = ksin(ry.r + ()cos(ryrr + E),

sau daci sc notcazd k:2n sc oblinc:

6: = nsirr[2(ryr,, + E)],

de undc prin dczvoltare sc obline:

6: = ncos(2€)si n(2rlrr) +nsin(2()cos(2rlv).

Daci irttroduccm notaliilc: ncos(2(): D 9i nsin(2Vrr) = l: rczultn:L-

206

( il. t4.)

207

I I. I)ctclrnirrarta dircctici dc zbor

I I..1. CONIPASUL I\IN GNDl'IC Dn rNDUCl.triELECTROI\TACNE'TICA

Cotttpasul nlagnctic dc induclic clcctrouragnctice a inlocuit courpasul nlagncticcar!'. datoriti cchipamcntului rlobil. facc ca accst tip dc cchipamcrrt si fie instabil gii rtrprc'cis in exploatare

Sublinicm faptul cr gi noul con)pas funcfioncazd tot pe baza c6nrpuluimagnetic terestru 9i, de aceea, o partc din problenrele privind devialia gi erorilcacestuia sunt cotnune cu celc prczcntatc nntcrior. insd, sprc dcoscbirc dc cornpasulntasnctic, clcmcntul scnsibil al conrpasului dc induclic nu arcin conrponcnld nici unelenrent mobil. Lipsindu-i magnelii pcrrnanenfi cu sistemul dc suspcnsic, compasuldc' inducfie nu are erori legate de prezcnta lui. pentru a explica principiul defunclionare a compasului magnetic de inducfie electromagneticd, se considerdtraductorul (ferosonda) din (Fig. I1.9). El esre format din doud bare din permaloy 3,dispuse paralel pe un suport izolant gi doui infEgurdri. infEgurarea primard i sealimenteazd cu tensiunea altemativd u1 la frecvenla de 400 Hz.Eaeste astfel bobinatdincat cdmpurile magnetice H; produse prin cele doud miezuri de permaloy sd aibase'nsuri opuse. In aceste condilii, evidcnt, fluxul magnetic rezultant este constant egalcu zcro, astfel incat tcnsiunca dc icpirc rr2 cstc ,,si ca in pcrmancnld nula.

Fig. | 1.9 Traducrorul de induclie elcctromagncticiI - inllgurarea primard: 2 - infl;urarca sccundard; .3 - nricz dc pcrnruloyl J _ara d.'intrarc.

Daci se considerd un cantp ntagnetic coustant He orientat c.le-a lungul axei desensibilitate 4 - 4' a ferosondei, influenla acestuia se poate explica pe baza curbclorrcprezentati in Fig. I l.l0 a). La varia!ia sinusoidala a tensiunii rr1 dc intrare, induc!iama-snctice in bare variazi cu aceea;i frccvcn(d ca gi tcnsiunea, dar curba este osinusoidi cu atat mai deformatd, cu cit saturatia barelor este mai acccntuatl. irrFig.l0.l0 b) este prezentatd curba de magnctizare B = B(H) gi curba dc variaric a

Octuviln CRIGORE

pcrrrrcabilitalii nmgncticc 11= 1t(H).Dcoarccc l, =:+, r'alorilor rnuxittrc ate' lui /l lc, dHcorcsl'ru nd v alot'i z.cro I)c tttru pcnnc:.rbi I i tatc.

Daca A estc aria secliunii cclor doud bare gi N2 numdrul dc spire al bobinci

sccundirrc. fluxul total prin accastd bobind cstc @ = NzAPHo, avand varialia in timp

dutir dc curba 4 din Fig. ll.l0 b), Tensiunea electromotoarc indusd in bobina

sccundiil'ir cstc:

,,.=-dd'--N. AH.9J!"r dt '',-"-u dr(il.19.)

blt'.

l

l

I

"l

1l

II

I

li

I

)

1

Daci corrsidcrint curba dc nugnctizarc ca fiind dc forma B(flI = all -

vt)

b)

Fig. I l.l0 Funcfionarea traductorului de induqie

v)

20s 209

L

l,

I l. [)ctr'rr:rinirre.:r dircctiti tlr zhrrr

rtrrdc rr $i b sutlt doi cocllcicnti. lnductiilc in cclc dorri nriczuri llind B =lt'(llr- Ilt)5i rcslrcctiv I]"=Lt (l!o+ fi|1), tensiunca l. irrdus in bobirrl sccundilril sc cxprinlir n.riririturos cu rclatia:

t

L

It:.

I

[.

t-

I

L

Estc cvidcnt ca cxistenla scmnalului u2 cste posibila numai daci se lucrcazi pcpoqiunca saturate a curbei B(H) a celor doud nriczuri. in caz contrar p'- p"- p -const., iar sub derivata din rl3 ar apdrea o mdrime constantd (lHo) ceea ce irnplicalr'=Q.

Considerindu-se cazul unei ferosondc cu rniezuri idcntice gi lindnd cont gi dcsensul cinrpurilor prin miezuri, se poate scrie:

,. =-*,o*(n'+a")

B'= a (Ho- H) -b(Ho- H)r:B"= a(Ho+ H,)-b(Ho+ H)r.

B'+8" =='ruonl

, 'rl{r, troon;,!;,'.tlo?l

,,=, ,., rorrr,,

iar tcnsiunca Ia borrrele bobinei sccundare devine:

r. (r)= - N. A !{s'*a")=l2zbAN" H nH,i,-fsin(za.r)

( I t.20.)

( I 1.2 l.)

'il'l.22.) "i,"

Curentul de excitalie r'; produce in miezul ferosondei un c6mp sinusoidal detbrma H1 = H, sinrrr. Considerdnd Ho: const. gi relatiile (l1.21.) inducfia magneticdprin ambele miezuri este:

I

(l1.23.)

Sc obsen'5 cd sernnalul oblinut dcpindc de paramctrii constructivi aiferoscrndei. de anrplitudinea campului nra_qnctic de excitalic dc Hn, de pulsaliacarttpului tnagnctic dc excitalie ot=2nf ti dc intcnsitatca Hstciimpului magnet,ic dernisurat.

Intcnsitrtca //1y a cantpului trragnctic cxtcrior poatc fi privitir ca o cornpol)cptii cintcnsitiilii cirnpului rnagnctic te restru H dupn axa dc scnsibilitate a fcrosondci. DacirH fonncaza unehiLrl \y cu a\a 4 - 4' , atunci /d1 = H cosry, iar:

{.,

L

I

t,6'-

rcla!ic carc arati cd fcrosonda prczinta o diagrarnd dc directivitatc irt rapoft cu V.

,,, (v)= r,, (r)cos ry, ( r r .2+.)

l0

Octuvirrn GRICORIi

i1 particular, dacd ry ia valori de 90" sau 270". serrtnalul culcs rrl(ty) devine tttrl.

A5rdar. mlrinrca de iegirc l:(ry) din traductor cste o functic de orie'ntarca axci dc-

scnsibilitate in raport cu meridianul magnetic, deci de capul compas- Sc rc'1inc

nccesitatea de a stabiliza in plan orizontal traductorul. De asemenea, este de relinut ca

in ( | 1.24.) intcrvinc componcnta orizontald H, a cdmpului magnetic terestnt carc. a$a

csut se gtie, este d funclie de latitudine. La latitudini mari H(q)se micaoreazd, astfel

ci. infonnatiile rr2(ry) despre capul magnetic nu sunt univoce. Pentru a evita

ncur.rivocitatea. se utilizeazd o metodd de mdsurare prin conrpensare. intr-adel'dr,

folosind un sistem format din trei traductoare de inducfie corectate intre ele

(Fig.l0.ll), semnalul de iegire nu mai depinde de intensitatea cimpului magnetic

i..Jrt*, ci numai de orientarea sistemului fafd de meridianul magnetic, deci capul

compas.

Referitor la constmclia acestor compasuri se pot face urmdtoarele observalii:

gdsi fie in

Fig. I I . I I cornpas de induqie elcctromagnctica cu transmisic la distanli

| - traductorul (rransmilltorul): 2 - aparrtul de mlsurd: 3 - cablurilc dc trrnsntisie.

transmilirtor, fic in indicator, uhima varianta fiind intilnitir cel mai frccvent'

;f..

2ll

I l. l)c(crruinurca dire.clici tlc ztror

lr.3.l. linoRlLti coNrpAsuRtLoR DE INDUCl'ilt

Ctrnrpasurilc dc inducfic au acclca$i (r()ri iltctodic'c ca gi compasurilcnragnetrce:

- crori datoratc dcclinalici magncticc;crori datoratc devialiei magnctice;erori -datorate inclinirii aeronavci fald dc traductorul de induclie (dacaacestfl este suspendat cardanic);

- erori produsc dc lnclintrcn clcnlcntului scnsibil in raport cu plalulorizontill.

Cauzelc Ai mecanismul producerii acestor tipuri de erori sunt identice cu celeprezentate la conrpasurile magnetice. De asemcnea, metodele de eliminare a acestorerori sunt identice.

in plus pot apdrea gi erorile instrumentale:

- erorile transmitdtorului, provocate de variafia tensiunii de alirnentarc gi afrecventei acesteia, de schimbarea tenrpcraturii mcdiului ambiant, dcneliniaritatea caracteristicilor raductoarelor, de imperfecfiuni constructive;erorile proprii sistemului urmlritor din indicator gi sistcmului dc transmitCrcla distanl5 a indicaliilor;

; erorile de prezentarc (afigare) a indicafiilor.

De reguli, aceste erori sunt eliminate sau minimizate prin folosirea compasuluidc induclie electromagneticd in tandem cu girodirecfionalul, cu ajutorul cdruia sc facecorec{ia in azimut. Astfel, aparatul oblinut se mai nume$te gi git:ocompas de intluctieelectrontagncticd:

11.4. COMPASURILB ASTRONOI\{ICB

Contpasurile astronomice sunt sisteme de indicare care au ca principiu <1c

functionarc vizarea unor corpuri cere$ti. !indndu-se cont de migcarca de rota[ic diurnaa Pintintului gi de deplasarca acronavei. Cu ajutorul unor aparatc sc dcterrnilirdircclia citrc corpul ceresc oblindndu-se astfel planul de vizare al acestuia. plctnul clevizare teprczinti un plan vertical cc trecc prin centrul de masd al acronavei 9i princorpul cercsc vizat. Unghiul dintrc proicctia planului dc vizare pc supral'afaPdmdntului gi axul longitudinal al aeronavei sc numegtc gisntentul G a! astrultii.Mdrirnca gisrncntului se mdsoari cu ajutorul unor sistcrnc de unlarirc autopratirfotoscnsibilc. Pcntru dcterminarea capului adcvdrat al aeronavci este nccesar si sc

Octlvian GRICOItF.

cupouscu az-irrruttrl corpului ccrcsc A, carc rcprcz-itrta unghiul tlicdrtr lirrln.tt de plilrrtrl

tlc yizlr.c cu pluntrl lircritlilnrrlui locultri (Fig. I l.l2). asrt'cl ilcat sc p():t(c scric

rclalia: N A

CA=A_G. (il.25.)

Mdrimca azinrtrtului A dcPindc

clc coordonatclc locului astrului, adica

dc dcclinalia A de unghiul orar'

Creenwich t6 qi de coordonatele

gcogral'icc l, ;i <p alc acronavci. Agadar.

pcntru dc(crnrinltrcu az.itnutului ,zl cstc

ncccsar sa sc introducd intr-un bloc dc

calcul (Fig. I l.l3) mdrimile 6, rc , l. Si

<o. Mdrimca oblinuti la ieqirea

calculatorului este azinrutul A, care se

insumcazd algebric conform relalici( I 1.25.) cu gismentul (dat de

transmititorul TG), oblindndu-se infinal capul adevdrat'

Pcntru dcterminarea Pozlflelsistemul de coordonateorizontal, iar conrPasul se

numcltc in acest caz cotrtPas

ccrcgti ccl mai frecvent se utilizeazd

a,strottotrtic orizontal, 9i -lsistentul de coordonate A

ccuatorial, cdruia i sc sPunc d

*t;i

;i cltttpcts aslronottttc -

acwt!oriul .

Elententcle scnsibile(traductoarele) alc astrocompasurilor,

ccrcpti. funcliotrcazd de reguld

in spcctrul vizibil (sau chiar in

infrarogu) al radialiilor. Ele

intrir in colnponcnla caPetelor

d e t, iztt rc alc astrocontpasurilor.Dc cele mai ntulte ori un caP de

vizare confinc doud

.ft il oc lc nrc n I e cu sc I e ttitt montate

intr-o scltcntl dc mdsurare

tlil'crcnlialir constituitd intr-un

sistcnr urnrdritor fotoscnsibil

Fig. I l.l2 Dcfinirca unghiurilor

Frg. I l.ll Schcnrlr blrc dc cllctrl u utttri astroconlplr

calc dctcctcazd infonlaliilc dc la corpurilc

Fig. I l.l.l Schcrnl <lc principiu rr sistctnului unlr-rrttor

fotoscnsibil

I

?)

Calculltor dc

Convcrtolc.c.l c.a.

I l. Dctcrnlinurca dircclici tlc zhorGrun,r:

/t/"t (l"ig' I l'l{)' Scltlrlale'lc otr!intrrc dc la fotoclculcntc sc col.rvcrtcsc irr scrnnarc tlc.

1.1;#i';,j;i:Jllit;::Ti,;^'i,llll'l 'l'?,?',,'yr "r..,'i"Jr"l';;;:," are rorur de a

Astrocompasurile au in componenfa lor urmitoarele elemente:

- capul de vizare;- calculatorul:

- transmildtorul coordonatelor aparatului de zbor;- transmildtorul coordonatelor clrpului ceresc;- indicatorul de cap.

Nutttc:

I,I]CRAREA 4: MiSURAREA (INGHIURILOR DE ATITUDINE

, l. Sconul lucrlrii

Prin rcalizarca accstei lucriri se asigurd determinarea unghiurilor de atitudine'lalc unci aeronavc. Totodati, se asigurd formarea deprinderilor practice privindmdnuirea instala(ii lor.


2.1. Indicatorul de viraj gi glisadi

unele inform4ii asupra parametrilor ce

Fig. I Schema cinematici a

vitezometrului de vitczA

in ctrcloncirudina= k-r0 cstedc- ar'c si dap estc mic,

^ K.a" cos/ ,.\e_---------;--t_t' k, l_K'ra,.rrny

k,

Dupi cum se vcdc din (2),

runghiul p de rotalie a inclului dc

suspensie nu depinde numai de o\, ci'5i dc unghiul de ruliu 1, adici de

inclinlrcl acronavci. Din acest motiv

aplrratLrl cstc folosit doar pcntnt a

irrdica scnsul virajului nu gi valoareayirczci dc viraj. Sc' poate dcrnonstra ci dacd vcctorul K ar fi orientlt sprc' planul drept al abronarci.

s-ar oblinc crori maiIndicatorul de gl dintr-un tub din sticla upor curbat l. in care se gdseSte o bila

grea 2 ce se deplase lichid cu rol de amortizor. La panea centraE, pe tub, cxisri

doui rcticule 3 intre ila cd,nd zborul este orizontal sau virajul este corect (Fi-e. 3)

l)acir virnjul estc prea inclinat (Fig. 3c) sub acliunea fo4a tangenliale f bila se deplaseazi sprc'

irrtcrionrl virajului, indicind faptul cl virajul cstc g/i.ral. Dinrpotrivtr, dacl inclinarea estc prca nlicii

(Fig. 3r) forla tangcnliald 7'cste oricntati spre dreapta, deplasdnd bila sprc exteriorul virajului. In

nronrcntului cinetic K spre aripa stdnctr. Inelul desusoensie are axa orientad paralel cu axu-l longitudinalal'avionului. In acest coniext cuplul giroscdpic areexprcsia:

Mo=Rrtr."=i,,K.a,'cos(r-F) (l)

Fig. 2 Schcml pcntru calculul giroscopic la indicatoruTde-virrj

11

rr 215

Ntiisurarcu unglriur.r lor tJc atitutlirrcelr,r trl virltltrlui corert (l;id. -1h) itrclirrlrca 7 J .tcf()n:lrn"'niill:.'1':,1,:,':::'l:::ili:j',ii,li.ii',i,, ilil:i:';i[:iin::i:[:,1,::.' rczr,,'li'lnr'i acrir',ci,zii

,.,";'il 'Jil,luilrr'r pr"'/c"r.tc *i,u,,iir. ,ipi'.";::;iilJ1l["":i'fif':::::H:lici

,r".,,r.-" in,ricirr.rur dc

v

\

'-t

:l!..- -| \\.i.rL-1,)\

lobFig.3 Indicatonrl de.glisadi la viraj spre

a - dcrapari b _ nornnl; c _ gtisai.

IrI

stdnga: 2.2.2. Principiul de func{ionarc al giroorizontului

iEn{

consrituit sc poute montap!' acrollJve in doui

r i nroduri: - cu axa inelului*Fi'' l exlenor Daratela cu axa

tongitudinatl a avionului(Fig. 5, a) qi cu axa ineluluicxtcrior oaralcli cu axa

Giroorizontul esre forma( dintr-un giroscop cucoreclie. Giroscopul este

suspcndat in centrul sdu de

ntasd cu ajutorul a doudinclc dc suspcnsic: unulintcrior ll si altul cxtcriorIE. Nodul giroscopic astt'el

doud grade de libertate si un sistem dc

ltntoottonAltadli ' -

Fi-e. 5 Schema cinematica a giroorizontului:a - pasageri; b - acrobalie

tt9

Fig..tCadranul indicatorului dc viraj gi glisada:| - zhor in rinie drcapricu.i".ri.";;;;; r,i";'i]lu.r-," rinic dreaprd firr irrclinarc: -r _ zbor. recri'niu inclinar spre drcapra:4 _ viraj.spr.: Jr."rp,o-,ofir.,, 5 _ viraj sprc sringa corccr.

2.2. Giroorizontul

2-2.1. Dcstinafia giroscoapcror pozifionarc dc vcrticarr

," ,lojill.jj,i''::.::f".gyerticari sunt consrruite astfct incit sd determj:::,,:.:.::,. gi::li, *nj*l.i ;d*l;;;';;J,,i:,il:ilffi,.Htj'.?,::1:l*ll::l:l:,

gjl::::0i.. d.c.vcrricaia permit si ,. ;;r;;;;;;ni;;"'u'' Memorand accasti direclic, apararctcutilizati nemijlocit p.ni,ir-.t.r.nninarea viz,r"r; ; ^^j::^tl]lu

si de tangaj. Apuratetc giroscopiccutilizate nemijlocit pentru ' '"t"'"':::_:: rurru sr oe tanga..;. Apuratelc giroscopicclocurui se nunrcsc

",ro"lfl,j]l),ll,.j.,^:.:,:r:-a_poziliei,acronavei in rrp*; pranutorizonrlt all::,'::.::=nunrcsc siroorizonturi d,

";;;;i,,."1,i " : :Ifr^,f

i rc o,r i zo t u ut t i. epuru r.i * g ir.r."o, *:;::ilffi,i:mrezeicmnare.t..i,i.. *"nJ'i'#."i1'il'-,fl,'i,1':':Til',ff#l;l:,,T';::X;::

transvcrsali a acronavci (Fig. 5, b). Prima varianti este utilizati in cazul giroorizonturilor dcstinrtcpcntru acronavclc grelc. care nu cxecuti migciri de tangaj prea ample, dcci nu exisra pericolul destlprapuncrl'a axci principale dc rotalie a giroscopului cu axa inelului exterior dc suspcnsic Cea dc-a doua variatrti cste indicatd in cazul siroorizonturilor utilizate la bordul aeronavelor care porc\ecuta rotatii in jurul axei transvcrsale cu unghiuri nelimitate. Formarea indicaliilor privindr;rlorilc unghiurilor dc tangaj gi ruliu se asisuri cu ajutorul unei siluete S a aeronavei vizutd din fatd

5i a urrei linii dc rcfcrinti nurniti Iinia ori:ontulai. Varianta din Fig. 5, a arc silueta acronavci fixilirl;i dt- carcasa aparatului, iar linia orizontului mobila Daca avionul urca, datoriti articulaliilor I 5i2 rlc tijci 1'gi lrrptului ci vcctorul K arc o pozilic fixi in spaliu, linia dc orizont coboartrsub silucraS. Dcci siluetu S aparc d!'asupra orizontului. indiclndu-se sugestiv prin accasta faptul cd aeronava s-a rolit cu botul in sus. In cazul cind aeronava este inclinatd in sens opu5, silueta S aparc sub linia d.'orizont. In felul accsta sc oblin unghiurile de tangaj. Pentru citirea valorilor acesror urrghiuri.rpnratul este prcvdzut cu o scari citindrica avAnd trasate diviziuni in gradc. Unghiul de ruliu esrcaprcciat prin unghiul fonlat de silueta a.'ronavei cu linia orizontului. Se obsend din Fig 5 a crr.

ducd acrouava se inclini pe aripa stdn-sd. linia orizonrului fiind tegatd dc nodul giroscopic rdntdne inpozitic orizontala, in timp ce silucta S fiind fixatd pe carcasa aparatului, sc rotegte tot spre stinqa cuircclagi un-ehi ca si acronava. Varianta din Fig. 5, b are linia orizontului fixa fald dc carcusaaparatului. iar silucta S a avionului montatd printr-un angrenaj A pc inclclc de suspensic. Daciacrona\'a sc rotcf tc in jurul axci transvcrsale, silueta S rdminc fixd in spaliu datoritd invariabilitariivcctorului li. in tirnp ce lini:r orizonttrlui se dcplascazi in sus daci avionul coboari, rcspcctiv injosdaca avionul urci. ln primul caz silueta aparc sub Iinia orizontului, indicind sugcstiv faptul ca

aliontl q'1r[lrri, iar in cazul a[ doilca silucta aparc deasupra linici dc orizont, indicand faptul ca

-t

gin'l.erticaluri.Prtn vrtic'old adevdratd

. ,c i.lclcgc dircclit fo4ci ,c grcutarc, adicd rezulrarrra to4ei ac

21

J\

2t6

l,)

[-r

t,:

L,-

l-

''l'io.trl urcr'i' unghiurilc dc tangaj sc citcsc cu ajutorul unr.i sc.iri cilintlrice. pcntru cirirr..utrttqhitrrilor tlc nrlitr in ntod tut..t., silucra S cstc lcgfltil circnratic dc axa i,rclr,lui intcrior prin

:lfll]::]t' .rr-{rcn.itrlui z1' citircu urrghiurilor dc ruliu sc ruce pc o ..uri-fo.,uori din se-qnrr.rrrc

apuLd( asrel glroscopulul incat sA apari o _ { ./,

tj{i::_1tt,r$l;,'?".::'Ji ,l.i::'T,,.ffi '\@\ f,

:ele giroscopice de verticali sunt previzute cu unoreclie este constiruit dintr_un element sensibil aerentului sensibil pendular este de a .eria ob"re..ude a elabora un semnal corespunzdtor acesteia.:vcnrual duptr o prcalabiltr arnplificarey al cl.ui roi

?,

L0!lrlcu -lNl:isurrrrca unglriurilor dc atirudinc

dupiaxalongitudinaliuue.onorr"i s" ir1, ^ro \ ,i ,,prc'id doud tuburi orientatc de-a )LJqy /(/ , \.1 ffi;_lL,J:,*,..-.]"._!""r "-", l"-"_"*.r"i;; ffit% -+

ntiiir:fi"{::l"Lilfir;'; ,W" ',

3. Aparatura neccsarl executlrii lucrlrii

Se utilizeazd urmdtoarele materiale:

- Instalalia de laborator pentnr simularea inclin drii AIR PRECISION Cod NATO

FAB F0179:

- Giroorizontul 9i indicatorul de glisad6;

- Surse de alimentare de avia[ie;

- Cabluri de legdrurd.

3.1. Descrierea instalafiei de laborator AIR PRECISION Cod NATO FAB

F0479

Instalalia permite verificarea func{ionarii giroorizontului. De asemenea, ea se mai

urilizeazl pentru crearea unor incliniri de + 10". lnstatafia se alimenteazd dc la

tensiuni de avialie: 27Y c.c.,36 V c.a.9i I l5 V c'a'

i,r componc,rla instalaliei intri urmitoarele pa4i ntai importante:

.,;u;; ' "-"' J!r'J'urr Psrrsurar cu J elec

(Fi-e. 7). Pcntru a sesiza deviatiile

:::::.".y1::111,.^,irransvcrsari$i r I s ,. ? 6

dc Ia venicall, picirurilc dc mcrcur sc bvor dL'plasa sub acf iunca or.",iili , . ^

Fig.7 Contutator pendular cu lichidproprii. licand regirura" i,-i. j,*,ilJ';"1,;f"j'1;",1,""i:n,j;i,f,tJ,:::";i,:::f;liii

_1,;:[:ff:i:..::rrat

si unut din cci <toi ;.;i.;ir,;_';;,iriarichidurr,td;;;"_'*;,i,i"p"r"iesreinciinrrd

U

Acc'st inel imbracr ro,o.r giror."opi., t,. t

-J._, , ,f ,, 2 i z e

.emorit pr.nf rugitttcuttrcrti. Daci a.xa giroscooului /-,7ffiy'*=\ \/.ffi\icst(. pcrfcct vcrticali, atuncidc mercur din celc' doui tubnri.jlocul rubului. asrfcl c

stabilc.5rc- conlactul dintrc.ccrrtral 5i clcctrozii dc caoj--.1..^- - r

I - sursa de alimentare de I

avia!ie

- 27Yc.c.

- I lSVc.a.36 Vc.a.

2 - cabluri de alimentare;3 - rparatul de silrrtrlare n

inclinirii cu un unghi dc

t l0';,t - buton on/off:5 - indicator de

viz-ualiz-are a unghiuluide inclinare;

6 - buton Pentru rotirea

tablei 8 (ROTATINGTABLE);

7 - buton pcntru ntigcarea corlpus i a tablci 8 (SCROSBY);

E - tlblir:

Cru

"E zr,_fr ''"'9xy-octr.

-4,t., 6r.^

\ir Prccision - FAB FGI

drspusi dupa axa rongitudinari a avionurt,i, i," *rriii,];i;ffi;,,'il;1il;';:i:";;lifi llri:2ts

I\'lisurirrca hiurilor dc :rtilutlincl.tte r urcu J

9 - tlaductolrr' qiroscoPice'l0-cabluri dc sL.ntnal de la girclsctlape:ll - girooriz-ontul:t2 - buton de alinicrc a cadrelor.

3.2- Nlodul dc lucru

' inaitrtca dc inccpcrca lucnrlui sc cuplcaza cablurilc dc aliurcntarc la sursr dcte.nsiunc fiind atcnli l;r tipul ci;

' se alinlcnteazi cu tensiune din l, instalalia dc sinrularca a inclindrii g, ung6i carcse vizualizeazi pe cadranul 5;

. cu ajutorul instalalieidescrise sc poate aplica doul migcdri:- o migcare a tablei, pc care sunt instarate traductoarcrc giroscopicc, dc

roralie apdsdnd butonul 6;- o migcare compusd a tablei apisAnd butonul 7;

' sc citcate unghiul dc inclinarc pc giroorizontul I I gi sc compard cu indicatorul 5de pe simularor.

3.3. Probleme de studiat

Pc timpul lucririi sc vor cxecuta dctennindrilc:

i) se vor sintula diferite inclindri;

ii./ vcrificare'a expcrimentard a corespondcnlei dintre incrindrile mdsuratc dc-eiroorizont 5i cele misurate dc indicatorul instalalici dc sirnurare 5.

Octrvian GRICORE

I}IBLOGRAITIE

-l

l. Constantinescu V.N., Gilctugc St., l+,lecanica Jluidelor qi elcmente ,ll iaerodinanticd, Editura Didactica gi Pcdagogicd, Bucurcati, 1983;

2. Aron I., Dumitrescu M., Curs de apara!e dc avion, vol. II, Curs intern Academia

Militari, BucurcAti. 1973; I

3. Babici O.A., Bodner V.A., Kozlov M.5., Avialionnie pribori I navigalionnil-

sistemi, V.V.I.A., Moskva, 1969;4. Aron 1., Aparate de bord pentnt aeroneve, Editura Tehnicd, Bucuregti. 1984;

5. Way 5., Handbook of Engineering Mechanics, McGraw - Hill, 1962:

6. BengtssonS.,EngstromO.,lournal of theElectrochenricalSociery, 137' 1990;

7. Demian, T., Elenrente conslructive de ntecanica find, Editura DidacticdPedagogicd, Bucuregti, I 976;reoagogrca, bucurc9u, lylo;

I

8. Grigore O., Aparate Si echipamente de Ia bordul aeronavelor, Editura Printecll2000;

9. Grigore O., Si.rtcrrre electpcnergetice de bord, Editura Printcch, 2000:l0.Grigore O., .Srsteare Si echipanrente de bord, Editura Printech, 2000;I l.Crigore O., Ilelelc electrice de bord, Editura Printech, 20001

l2.lonescu Y.,Teoria sistenelor, Editura Didactica gi Pcdagogicd, Bucurcati. 1985;,

13.* * *' BRIT'ISH CIIIL AIRWORTHiNESS REO|JIREITIENTS, Sec. J,1966.14.* * r, srAs 9688 - 86, F 68, 1986:15.* 'k * IVIIL- W - 50E6fl. 1970:16.* * ir MIL _ V/ _ 5088H. t919.

l

l

_l

i

)

'-tI

J

"lI)

..!.I

I

1

i;t;

s

I

-":0

Date post:	26-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	adi-ghita
View:	292 times
Download:	43 times

Echipamente de bord si navigatie aeriana.pdf

Documents