Prof. dr. ing. IOAN ARON

A!PA~RATE D.E

BORD PEN~JRu

AERONAVE

.

tffA. .. . .... ._< ~

-EDITURA. TEHNICA 81JCU~ti 1984

Importana echiprii aeronavelor cu aparate de bord tot mai perlecion,ate.a crescut in ultimii ani datorit faptu-lui c, fr informaii precise asupra regimurilor de funcionare a sistemelor de propulsie i asupra parametrilor ce ca-racterizeaz evoluia spaial-temporal a vehiculelor aeriene, nu este :Posibil obinerea unor performane superioare de zbor. i nici navigaia de nalt eficien, in condiiile unui trafic aeri'an tot thai int~ns i cu restricii tot mai numeroase.

Lucrarea prezint principiile funcionale, teoria i con-strucia aJ)a.ratelor de bord pentru controlul sistemelor de

. propulsie i p~tu p~lotaj i navigaie. O atenie mai mare este acordat aparatelor giroscopice i sistemelor autonome de navigaie.

Car,tea este adresat piloilor, navigatorilor, inginerlor de diferite specialiti, tehnicienilor de nalt calificare, ca-drelor cu pregtire superioar care lucreaz n industria

aeronautic, fiind util tuturor celor care, prin preocuprile lor, au tangen cu problemele generale ale msurrii mrimilor neelectrice ~i ale automatizrilor. Ea constituie totodat un material documentar extrem de folositor pentru cadrele didacti.ce, studenii i elevii din nvmntul aeronautic.

Control tiinific: dr. ing. Ulm SpiJ:1eanu prof; dr. ing. M: Ni

Redactor: ing. Nicolae Voicu Tehnoredactor: Elena Geru Coperta i supracoperta: Mihail Boitor ~

Bun de tipar: 27.IX.1984. Coli de tipar: 31,5. c.z .. 629.13.05/.06.

iparul executat' sub comanda nr. 149/1984, la Intreprinderea .:;Poligrafic "Criana",

Oradea, str. Moscovei nr. 5. R"ubtie> Rom.Wu

. }n 'llti'T'!Jete :desenii aer

timp modul judicios n care autorul a structurat ntreaga lucrare. Astfel, n cadrul primului capitol se prezint cititorului noiunile eseniale pe care se fundamenteaz studiul aparatelor de bord. In continuare, fiecare capitol constituie o tratare unitar a unor categorii de aparate, expunn-du-se concis att bazele teoretice ale domeniului, ct i date concrete asupra variantelor constructive realizate. Vom remarca n acelai timp o meritorie . orientare a autorului de a acorda o extensie deosebit apara-telor de bord moderne, de complexitate sporit, aa cum este cazul apa-ratelor giroscopice i sistemelor de direcie sau centralelor aerodinamice

i sistemelor autonome de navigaie. Prin specificul ei, carteq. se adreseaz n primul rnd celor care lu-creaz n domeniul aeronauticil - ingineri, piloi, navigatori. Totodat, ea prezint interes pentru cei

Introducere Q")Elemente . comJ)Onente ale apa~

rate,o,r

5.2.1. Clasificarea litrometrelor 137 5.2.2. Litrometre electromecanice

cu flotor . . 137 5.2.3. Litrometre capacitive 142 5.3. Msurarea debitului de com-

bustibil 151 5.3.1. Clasificarea debitmetrelor 151 5.3.2. Debitmetre de vitez 151 5.3.3. Debitmetru de vitez totali-

zator 154 5.3.4. Particularitile constructive

ale debitmetrelor de bord . 155 5.3.5. Erorile debitmetrelor de vi-

tez 158 6. Msurarea altitudinii de zbor . 159 6.1. Metode de msurare a altitu-

dinii 159 6:2. Teoria altimetrului barome-

tric 161 6.3. Construcia altimetrelor baro-

metrice 164 6.3.1. Altimetre. cu un ac indicator 164 6.3.2. Altimetre cu dou ace indi-

catoare 166 6.3.3. Altimetre cu corector a pre-

siunii statice 167 6.4. Erorile al timetrelor J. 70 6.4.1. Erorile metodice ale altime-

trelor 170 6.4.2. Erorile instrumentale ale al-

timetrelor 172 6.5. Calculul altimetrelor 175 6.6. Altimetrul de cabin 176 7. Msurarea vitezei de zbor 178 7.1. Definirea vitezelor de zbor . 178 7.2. Metode de msurare a vitezei 179 7.2.1. Metoda manometric :179 7.2.2. Metoda termodinamic 180 7.2.3. Metoda anemometric 181 7.2.4. Metoda rezolvrii triunghiu-

lui vitezelor 182 7.2.5. Metoda vizrii reperelor te-

restre 182 7.3. Teoria vitezometrelor aerodi-

namice 182 7.4. Construcia prizelor de pre-

siuni 1186 7.5. Construcia i calculul vitezo-

metrelor pentru vitez indicat 191 7.5.1. Necesitatea cunoasterii vite-

zei indicate 191 7.5.2. Calculul vitezometrului pen-

tru viteza indicat 192 7 .6. Construcia i calculul mano-

metrelor pentru msurarea vi-tezei adevrate i a numrului Mach 193

7.6.1. Vit~zometre mecanice fr traductor de temperatur 194

8

7.6.2. Vitezometrul combinat 196 7.6.3. Transmitor de vitez ade-

vrat 197 7.6.4. Indicatorul numrului Mach 199 7.7. Calculul erorilor metodice si

instrumentale 199 7.7.1. Erorile datorate prizei de

presiuni 200 7.7.2. Erorile de msurare a pre-

siunii 200 7.7.3. Erori metodice de presiune

i temperatur 200 7.8. Metodica de calcul a vitezo-

metrelor 203 7.9. Msurarea unghiurilor de in-

ciden i de glisad . 204 8. Msurarea vitezei verticale 206 8.1. Consideraii generale 206 8.2. Teoria aproximativ a vario-

metrelor 206 8.3. Erorile metodice ale variome-

trelor . . . . 209 8:3.1. Eroarea dinamic datorat

inertiei 209 8.3.2. Eroarea datorat variaiei

temperaturii T 1 210 8.3.3. Eroarea datorat temperatu-

rilor .Te' T 1, Tmed 210 8.4. Constructia variometrelor 211 8.5. Calculul 'variometrelor 213 8.5.1. Calculul capilarului 213 8.5.2. Calculul capsulei manome-

trice . . . 213 8.5.3. Calculul mecanismului de

transmitere 213 9. Centrale aerodinamice 216 9.1. Consideraii generale 216 9.2. Relaiile de etalonare ale cen-

tralelor 217 9.3. Structura centralelor aerodina-

mice 218 9.4. Particularitile constructive

ale centralelor aerodinamice 2120 9.4.1. Transmitorul de presiuni . 220 9.4.2. Transmitorul pentru tem-

peratura aerului frnat 223 9.4.3. Rezolvarea ecuaiilor de eta-

lonare 224 9.5. Erorile centralelor de altitu-

tline-vitez 229 9.5.1. Erorile metodice 229 9.5.2. Erorile instrumentale 230 9.6. Particularittile constructive

ale centralelo~ de altitudine i vitez - 230

10. Determinarea direciei de zbor 234 10.1. Noiuni introductive 234 10,2. Metode de msurare a capu~

lui i gismentelor . ,, . 236 10.3. Compasul magnetic 237 10.3.1. Magnetismul terestru 237 1().3,2. Acul magnetic ca element

sensibil . .. . . . . . 241 10.3.3. Construcia compasului

magnetic . . . . 242 10.3.4. Erorile compasului magne-

tic . . . . . . . . . 243 10.4. Compasul magnetic de induc-

ie electromagnetic 246 10.4.1. Principiul de funcionare . 246 10.4.2. Construcia compasului qe

inducie . . . . . . . . . 251 10.4.3. Observaii asupra erorilor

13.8.z.,Giroori.-;ontul pentru avi~ oane acrobatice . . , ,

13,8.3:.Giroori;w-nful.._ . la .distan . 113.8.4. Girqorizontul . combinat . 14., Aparate gitoscopice de direc-

ie . . . .. , . . 14.1 .. Coriiderai generale 14 .. 2. Q:irosemicompaS1Jri de avia-

-tie. . ... . ...... . . . . .. 14.2.1. Principiul de fuiJ.ctionare a

girosemcorppasului . . . . . 14.2 :2~ .. Oiro~micompas. c:u. corec-

ie dup cad.cu n mi~re pe ortodrom : . . . . . . . .

14.2.3. Girosem.~coblpas. cu. corecie pendular in micar~ pe orto" qrom . . ...... .

14.2.4,. Erorile gJ.rosemicompasul'i-

338 340 344

346 346

347

347

349

353

lor . . . . . . . . .. . . . 356 14.3. Constructia giroemicompa~

sului .. . . . f4;4. CaJ,culul prelimii1ar al girOc

semieoinpas1.1ri!or 15. SisteJile de misurare a direc-

. ei de zbor 15 .1. Consideraii . generale . 15.2. Sisteme de cur-S eu dou ca~

nale ......... .. 15.3. Sisteme de curs cu trei ca"-

nale... . ........ , ..

362

364

367 367

368

372 373 15.4. Sisteme de curs multicanal.

15.5. (:op.trucia istemelor de cun;;. .:. , . . . . . . 374

15.5.1. Particularittile sistemelor de curs pentru aeronave . . . 374

15.5.2. Sisteme de curs pentru avi-oane grele KS . . . . : .. .. 375

155.3 . Sistemed~curs pentru aVi-oane acrob'lotice KSI . . . . . 381 15.5.4~ Sisteme de CU:rS de precizie

TKS ........... 385 16~ Pripeipile stabilizrii girosco

piee . . . 390 16,1: Consideraii generale . 390 16.2. Girostabilizator de fort mo~

noaxial. . . . . . .. . . . . . . . . . . 391 16.3. Teoria. simplificat a girosta-

!bilizatorului . . . . . 393 16A Girostabilizator biaX:ial 399 16.5; Centraia giroscopic de ver-

tical GV-4 . . . . . . . . . 400 16.6, Platforma stabilizat girosco--

pic . triaxial . . . . . . . 40~ 16.7. 'Centrale giroscopice de cap

i de verti-cal . : . , . . . 406 17. 1\feodel-e. aeroduiamic. i Dop-

pJer de navigaie . . . . . 416

11:1. Consideraii generale . . . 17.2. Principiul. metodei aerodina-

I1lice de navigaie . . . . .. . . . . 17;3. Erorile' sistemelor aerodina-

mice de navigaie . . . . 17.4. Sistemeautomate:Doppler de

navigaie . . .... 17.5. Construcia sistemelor a'liltD-

mate de navigaie 18. Navigaia inerial 18.1. Metoda navigatiei in~ial~ 18.Ll. Accelerometrui si semnifi-

caia1ndicaiilor sale . . . . 18.1.2. Principiul . naviga tiei iner-

iale ... . . . . 18.1.3. Influenta rotatiei vehiculu-

lui . . : . . . . . . . .

416

4'1.7

125

427

433 438 438

438

439

441 18.L4; Determinarea coordonatelor

n raport cu . un referential ne-inerial . . : . . .' . . . . 44l

HU.5. Sistem. de navigaie ineria:.; l fr ,platforllllJ. . . . , .: . 443

18.2. Constructia sistemelor imir,. iale de navigatie . : . . . . . 445

18.2.1. Clasificarea' sistemelor iner.:. iale . . . . . . . 445

18.2.2. Procedee de corectie a ac~ eeleraiei gravitaiei . . . 446 18.2.3 .. C9I'lstrtiCla accelerometre.:.

lor . . . . . . . . . . . 447 18.2.4.'Principii de construcie .. a

sistemelor ineriale monodime'n.:. siotlale de navigaie . . . .

18.2.5. Principii de construcie . a sistemelor .. inertia le bdimensi~ nale de navigaie . . ..

450

455 18.3.Erorile sistemelor inertiale de navigaie . . . . . . . ; . 18.3.1. Studiul. oscilaiilor platfor-

mei ......... ' ..... . 18.3.2. EcUaia er-orilor . . . , 18.4. Alinierea platformei . . 19. Sisteme complexe de naviga.

ie . . . . . . . . . . . 19.1. Consideraii generale i cla-

sificarea SCN . . . . 19.2. Amortizarea oscilaiilor plat;.

formei . . 19.3. Sisteme inertiale cu asistare

multipl' 20. Sisteme directoare de zbor 20.1. Consideraii generale . . . 20,2. Relaii intre parametrii mi-

crii aeronavei i parametrii traiectoriei' impuse . . . . .

20.3. Teoria sis.temelor directoare 20.4. Constructia sistemelor direc..:

toare de zbor Bibliografie . . . . ,

459

459 '461 463

467

467

469

473 482 48.2

483 486

493 500

p~rateLe. de' bord sint de~ tina te: msl!trii~ ,cgnye,riei, ;tfap~tni terii la distfU). .. i.q;firii~m~ril:Qi}pr.f}z.i~icare cg,r~cte~ize~;evolt,J.ia aerona-velor icacagregatelor'cde bord; Dispozitivele similare aparatelor de bord, dar ca:i~'}lU;.asi~r afiarea infbrrriaiilor,d elaboreaz la ieire semnale

electri~~ e numesc tmnsmitoare: Se poatespune c att aparatele de bord. dt i transn1toarele snt. di~pozitive dinamice care. asigur con-versiamriW.ide, msurat :Q:Umit mrime de intrare, x(t) ntr-o alt

mrime fizic numit mrime de ieire, y(t), care poate fi perceput de om prin organele sale de sim sau care poate fi utilizat direct pentru comanda aeronavei sau agregatelor acesteia: rt componena aparatelor de b(}rtllntra .{ig.l) elementit- csetrsibile ES tr~ductoare T, scheme de

msurare SM,alfiplffcato~~ A.i..uispozitive de' afiare.sau .deindicare DA. n afar de sem11,alul util x{t) ...,..:-.presiuni, temperaturi, viteza etc. -- asupra aparatului acioneaz i sem~ nale parazite Y) (t) numite i zgomote, care cauzeaz apariia erorilor. ntre X+~ aceste mrimi exist r~lai

Nr. crt.

1

2

3

4

5

Tabelul 1 Cteva tipuri de traductoare uzuale

Denumirea traductorului

Sonde ( detectori)

Traductoare. in. general

Dispozitive de mrire sau de micsorare a semnalu-lui

Filtre

a) Codificatori b) Transcodificatori c) Decodificatori.

Denumirea functiei traductorului i observaii

Dispozitive de captare a mrimii de msurat, care trebuie s aib o structur sensibil la aciunea acesteia. Pot s sesizeze un semnal de

natur oarecare optim adaptat operaiei de msurare (sond Hali, sond magnetic etc.)

Dispozitive care modific structura semnalului primit de la sonde. Se numesc uneori i con-vertori de msur

a) Cele ce se limiteaz la amplificarea semna-lului, la energie constant (transformatoare).

b) Cele care furnizeaz energie luat de la o surs separat de circuitul de msurare.

Ele se numesc in general amplificatoare

Dispozitive ce modific forma semnalului pen-tru a reine anumite caracteristici, sau care schimb rspunsul traductorului (filtre de co-rectie)

a) Transform o mr1me de intrare analogic~ in mrime de ieire numeric. Se numesc i convertori analog-numerici.

b) Asigur trecerea de la un cod la altul. c) Transform o mrime numeric ntr-o m

rime analogic (convertor numeric-analo-gic)

6 nregistratori sau memorii Dispozitive care pstreaz semnalul de ieire

12

7 ) Descifratori . (extractori)

(valoarea msurat) intre momentul cnd se produce i momentul cnd se exploateaz

Dispozitive care extrag din nregistrare coninutul su informativ

8 Dispozitive de afiare (in- Furnizeaz valoarea mrimii msurate.

9

dicare) Pot fi de tip cadran cu ac indicator sau de tip

Calculatoare

electronic cu afiare pe tub catodic

Dispozitive complexe care prelucreaz una sau mai multe msurri (informaii, semnale) si-multan sau decalate n timp. Ele pot executa

operaii de adunare, scdere, nmulire, m-prire, ridicare la putere, integrare, diferen-iere, analiz armonic, corelri etc.).

mentele seJ}SibUe, . traductoate!e, meeanjsmele de transmisie i multipli-care, diapc:>zi:thtele de',afiar~ etc.. , .

. Elementele sensibile care intr'n componena aparatelor de bord asi-gur' conversia (transfmmarea) unei mrimi fizice de natur mecanic n

alt mrime fizic de aceeai natur. Din aceast categorie fac parte ~l~roen!f!l~ ~~~J}8ibHe .elasti(!e. (membranele~ capsl}lele, tuburile Bourdon, arcurile bimetalice etc.). . . . . . .. ..~. . . .. Trciductc)arel~ asigtir>cf:mv~rsiaunei mrifnl de orice natur ntr-O mrime adaptat. scopului . n~&urrii. La intrarea traductoarelor se aplic o m.dme .de ci1l~e (mriinea de msurat sau o :mrime intermediar), iar la ieire se obine omrim,e deei're car~ poate fi chiar,mrimea m

surat. In tabelullSint prezentate cteva categorii de traductoare uzuale. Sekema de 117iisurare a unui aparat de bord asigur legtura. dintre toae elem.ent~!e ;c.omp~ne.gte ale acesuia. Schema de . m.surare este des-.c~.(~jg . ~ . ;f.j} ri eazl\l'n1etodelo~:de msur~e prin deviaie. Uneori ea

necesit ramificaii pentru' acti'\dzare; amP}i~ieare etc.Scbema este n-chis in cazul metodelor de compensare '(li~ zetd)~ cfud exist dispozitive au:xiliarenecesare pentru adueere&-sistemului la :.Zero, moment n care se poate face msJ,\l:"area. Se. asji!Jr ,astfel echilibrarea maiJ;ual sau auto-mat. ln ulti.riicsltl.laie' estei" nevoie de :un circuit de reacie (fig. 2, c i d). In . ca~~. sc;l]~~~J. _Qi.p. .. g~ ~t {> se. re~ze~ o lllsurare diferenial,. n sensul c zgomotele se elimin prin scdere. Mrimea de ieire poate fi de forma Y'='=f(Yi~'f). , :

:-~. .JJ:-.'

Ft~e.:i. Sclte!Jle .stvucu~ale ale apiiratcl~:c de bord:. . , . . . . ' iilOI;.: '" . , ,

a :..... aeh~''t'i~'; b "'":SChemarCU, ~10llal1edtler~llltial.: .' a.,.r-;:. ... c;;v ,'l.!ilUi .S:~at.

Metodei~ de mil:lrare se. pot clasifica' dup mai inul te criterii. Astfel dup.to~~ 'ElJfPresie~;yalpr~.:lll~~'\lrate se . .q.~ose~sc -m~ri: ~alogice i m$~U.tn~t:ice .. {v .. ~ul 2}cP'u.p:tehniqa:.de msur,ar.se:.det)~e~ besc metbde. de:~-sur~~ pri~< (iev.i.(}ie, Pf~n .. comparie (d~ conipen.sa~~) i prin P.UW.ta~.,(z. -~~lele. 3 i 4). ~ii func~ ~e .valoarea:9:~ ~ff;ri~W

,13 )"J

Clasificarea metodelor de msurare dup .forma expresiei valorii murate . -

Tabelul2

~-- -~ :PI:1ncipi!ll de tnsu_ra:r:_e-.

.Msurtori apalogice .

Msurtori numerice

Modulaia de. ampli tudine. Supprtul in-formatiei ' este . un sehmai . modulat. ll .

amplitudine

Modtdatia -:de' trecven.:. .- :Suportul informa~

i ei. ete- u,n, semnal modulat n fr~cven

Tabelul 3 Clasificarea ~etod}lor ~~,ptsurae du~~Jelmic;:t_de msurare

Variante de me:tode. De:finiii. Observaii

De numrare :lent cu cUsp:ozitive mecanice

rapid cu contoare electronice

Prin d.eviatia Este cazul msurrii directe a dimensiu-. unu( aedndi- nilor unei piese cator in ra- t..;----;,.-...;......~...,..------.---+"'-------------------port cuun cadran.. ____ _

De comparaie (Mrimea de

msurat se -comp~r:-cu o mrime

. cunoscut) _

Metode balistice (echi-librul nu s~ poate realiza sub actiunea. mrimii care produce

deviaia)

Anarnorfoza adic ob.., . tinerea unei anumite

funcii de x.

Comparaie direct

Comparaie cu .. un . - .semnal proporional .

eu mri:Ql~a de_ m-srirat

Poziiile de echilibru se obin prin opo-ziia aaoucuplurrsau. dou fore

M;:tgnetoelectri!Ce, electromagnetice, fero--nil.agnetic.t; .electrodinamice, ferodinamice, cu induce,: termi~e,.~lectrostatice

balisUc propriu-zis folosit atunci cnd mrimea -~de msurat are o

existen prea scurt, ea reducindu-se la un impuls. Msurarea prin ocul dat -oe tr .. mrme

,constant apli-cat brl.lsc la momentul t=O

. Se realizeaz atcionind_aupra formei or." ganelor mobile (carne) din sistemele me-canice, sau pe cale electronic i electro:.. mecanic

Mrimea de msurat x se compar cu o mrime de acelai fel" y cunoscut pn se obine x-y =O

Se_ compar semnalele mx ~i ny. Se ac-ioneaz. asupra mrimilor m, n, y pn rezult egalitatea X-:11,Y}m=O

un Valoarea semnalului este o funcie f(x) cunoscut, care se compar cu un sem-nal funcie de mrimea de comparaie y, cunoscut g(y)'" La echilibru .. se obine f(X):-g(y) =O care .se poate aduce prin etalonare la forma X=((l(y)

Intervenia asupra mrimii de compara-ie y se execut automat cu un servo-mecanism comandat printr-un circuit de reacie. Condiia de echilibru este f(x)--g(y)=O

15

PrincipiUl metodei

De opoziie sau de zero

Principiul comparrii

_valorilor egale

Principiul deyiaiei constante

Principiul desfurrii

16

Clasificarea metodelor de comparaie Tabelul 4

-Metode de msurare

Metoda de. opoziie

Metoda de zero automat

Montajul in punte

Mrimea de compa-raie se juxtapune mrimii de msurat

Variante. Definiii._ Observaii

Opoziia a dou mnmi identice. cea ne-cunoscut, x i cea cunoscut y. La echi-libru rezult X=Y Opoziia raportat la cauz: valoarea mrimii de msurat se determin meninnd

constant mrimea y (Y=const=x). Opoziia raportat la efect: valoarea lui x -se determin ;prin readucerea la zero a indkatorului, meninnd pe x const

Operatorul este nlocuit cu un dispozitiv automat de aducere la zero a indicato-rului

In acest caz mnmea X fiind pasiv, se folosete o surs comun pentru a acti.c viza d9u ramuri conectate in paralel.

Metod de zero const n stabilirea c dou pun

fi neglijat. In raport de variaia n timp a mrimii de msurat se deose besc msurri statice (mrimile nu vcariaz n timp), cuazistatice (varia-ia este foarte lent) i msurri dinamice (mrimile variaz n timp). Dup modul de determinare a valorii se deosebesc msurtori directe i msui"tori indirecte.

Snt necesare n final cteva precizri referitoare la metodele de msurare. Msurrile analogice stabilesc o analogie ntre valoarea mrimii de msurat x i deviaia y a unui sistem indicator (echipaj molbil). Problema principal const n stabilirea corelaiei precise ntre deviaia y i mrimea x, dat de o anumit lege de coresponden continu nu-mit de regul ecuaia scrii. Deviaia sistemului indicator urmrete continuu variaia mrimii de msurat. Prin operaia de citire operatorul (pilotul, navigatorul) transform o indicaie analogic de pe cadranul gra-dat ntr-un numr (indicaia numeric). Codificarea analogic se reali-

zeaz pe baza unor fenomene fizice (mecanice, electrice, electronice, ter-mice etc.). Teoretic, indicatorul unui instrument analogic poate lua un

numr infinit de poziii, precizia de citire fiind limitat, n principal, de puterea rezolutiv a ochiului.

Msurrile numerice (cifrice) indic valoarea mrimii msurate prin-tr-un numr obinut n cadrul schemei de msurare. Fa de msurrile analogice, msurrile numerice snt mai precise, se pot transmite la dis-

tan mai uor i fr erori sau distorsiUni. Caracteristica principal a indicaiei numerice const n faptul c valoarea mrimii de msurat, va-

riabil dup o funcie continu, este redat n mod discontinuu cu aju-torul unui convertor analog-numeric.

2. CLASIFICAREA APARATELOR DE BORD

Aparatele de bord pot fi clasificate n funcie de urmtoarele criterii: a) destinaie; b) natura semnalelor de ieire; c) afiarea informaiei; d) distana la care se transmit informaiile.

}{il) Dup destinaie, aparatele de la bordul aeronavelor se mpart n patru grupe dup cum urmeaz:

("grupa I-a: aparatele (i transmitoarele) pentru pilotaj i navi-gaie;

Y-grupa a II-a: aparatele i transmitoarele pentru controlul regimuri-Iar de funcionare a sistemelor de propulsie ale aeronavelor i a celorlalte agregate de bord;

Y grupa a III-a: aparatele i transmitoarele cu destinaie medical-biologic;

./.grupa a IV-a: aparatele i transmitoarele pentru msurarea para-metrilor ce caracterizeaz mediul ambiant precum i parametrii aeronavei ca:-e i.'1flueneaz funcionarea aparatelor de bord.

17

a. Aparatele din. prima grup, snt destinate pentru msurarea coor.:_ donatelor- liniare i . unghiulare,: g~~-~)i;~azti~ :gozitlct.~~!"_D~l)ayeilJI")pa

itf:~preeum sf'"'~oer1 vatelor acestor coordonate. Tinuta aeronavei n . ZboP este.: ebnif~pr~Ufi'ghTume--cre .. tangaj,rulfii17gi~.aie.. Miarea;d~;.rotaie a aeronavei n raport cu axele sale este determinat de vitezele i c;tccele~

raile unghiul~re. Poziia centrului_ de mas se definete cu. ajutorul a trel coo~donate: /..., i coor~onatele ce definesc pozi-ia aeronavej n. rapor.t cu inta: a~imutul, nlarea i distana nclinat. n tabelul 5 snt prezentai . sintetic . parametrii i aparatele de . bord care asigur m.su:rarea lor~ Pe lng aparatele menionate ri tabelul 5, la bordul aero-I1avelor J.noderne se utilizeaz aparate- perfecionate cum ar fi centralele af3rodinamice . i ce:ntr~ele giroscopiCe care esigur msurarea filai m ul- 2 tor parametri de zbor, simultan. De asemenea se menioneaz existena sistemelor complexe de. navigaie.

Ape1r:atele din cea de-a doua grup msoar parametrii fizici ce ca~ racterizeaz regimurile de funciqnare ale sistemelor de propulsie, . func-

ionarea St1rs~lor .-electroenergetic? precurn- i funcionarea unor agregate auxiliare (sistemele de frnare,. de escam.otare, a trenului de aterizare, instalaiile de climatizare a cabinelor aeronavelor etc.). De aceast dat,

aa cum se vede n tabelul 5, se msoar presiuni, . temperaturi, nivele, turaii, debite, traciuni, tensiuni, frecvene etc.

Grupa a treia cuprinde aparate ce msoar parametri ce intereseaz aproape exclusiv navele cosmice i n particular unele aeronave experi-mentale.

Ultima grup se refer la parametrii mediului ambiant. Cunoaterea acestora este necesar att pentru scopuri de navigaie (viteza U i direc-ia 8 aie vntului) ct i pentru climatizarea cabinelor aeronavelor. Para-metrii referitori la vibraia aeronavelor se msoar pentru a stabili regi-murile critice de vibraie care pot duna att structurii de rezisten a aeronavei, ct i aparatelorde bord.

~ n funcie de natura semnalului de ieire, aparatele~ de bord se m-paYt n urmtoarele grupe:

- aparate cu semnale de ieire care se adreseaz- organului vizual al pilotului: deplasarea acului indicator, a fascicul ului luminos, a spotu.:.. lui pe un tub catodic etc.;

---- aparate la care semnalele purttoare de informaie snt recepionate de pilot cu ajutorul organului auditiv. Semnalul de ieire se distinge prin intensitatea sau tonalitatea sunetului, prin intermitena acestuia etc.;

- aparate ale cror semnale de ieire snt recepionate cu ajUtorul organelor de palpare.

18

D.enumirea. parametrlllui .... (coordonate)

Tabelul5

Parametrii i aparatele pentru pilotaj i navigaie Coordonate -~.rni/hiular~:.

- .. ' :,- ~-:.. :

- unghiul de tangaj {atitudine longitudinal);.

-- .. unghiul-,~e .. r.ul.iu (nclinar.e .. Jate-' ral);

-- unghiul de giraie

Viteze unghiu_lare: - viteza de tangaj; - viteza,,de.ruliu; - :viteza de giraie

- acceleraia de tanga}; - aecel~raia de ruliu; - acceleraia de giraie

Unghiurile definite:Ja de vectorul vitez: _:_ unghiul de inciden; - unghiul de glisad; - unghiul, de -deriv

CrYordbndt~z~ aeronavei:: ~ .

altitudinea; ab.aerea.laiill'al; _ distana parcurs

Vitezele -_viteza . proprie. (aqev} . Giroorizont. {Giro:vertical);

}

girodireciona1

Giroscoape de yitez (girometre) - "

Accelerometre unghiulare _(pendulare); ~ ~ ~:. ~

compasuri de aviafe

Indicator de unghi de in~ ciden (glisad);

--sistem DoPPle:r;-: ciriemod,etNoril_ethi

Altimetru; navigator automat (calculator de navigaie)

Yite.zometr:u aerodinamic; . vitezometru necorectat; sistem.ooppler; .. varinmetru;: ':itezometru

19

penumir~a p~rametrului (coordonate)

Acceleraiile liniare n raport cu coordonatele Oxyz - longitudinal; - transversal;

-normal

Suprasarcinile aeronavei: - longitudinal; - transversal;

-normal

Poziia n raport cu inta: -azimutul; -unghiul locului; - distana nclinat; -nlarea

Notaia

A q> D h

l }

l

Tabelul 5 (continuare)

Aparatul de bord cu car_e. se msoar

Accelerometre liniare sau pendulare

Indicator de suprasarcin

Mijloace rad.iotehnice goniometrice i telemetrice

Parametrii reginurilor sistemului de propulsie

Presiunile n motor: ~-

- combustibil; Pc Manometru de combustibil; -ulei; Pu manometru de ulei; - aerului dup compresor; P2 } manometre pentru aer - n priza de presiuni Pt

Turaia moto,r,ului n Tahometru. -

Temperatura n' motor - naintea hirbinei; T~ } Termometre cu termocupluri; - dup turbin; T4 - uleiului; Tu } termometre cu rezisten - aerului Ta electric

Coeficientul de compresie r:J.

Cderea de presiune pe turbin r:J.T

Debitul de combustibil: - n regim normal; Q } Debitmetre - n regim forat Qf

20

Tabelul 5 (continuare)

Denumirea parametrului (coordonate)

Cantitatea de combustibil: -n volum;

- n greutate

Traciunea motorului

Notaia

v. G

p

Aparatul de bord cu care se msoar

Litrometre (nivelmetre)

Traciometre

Parametrii mediului ambiant

Parametrii atmosferei: - densitatea; - temperatura; -presiunea - umiditatea; - viteza vntului; - funcia de corelaie

a turbulenei atmosferice

Parametrii aeronavei care influen-eaz apa.tatele de bord: - amplitudiJJ:ea vibratiilP~i: _;_ frecvena vibraiilor;

..,..:.... temperatura lJ.nOr pri ale aeronavei

y(P) T p

X u

R(,;)

TerlJlometre pentru aer; manometre pentru aer; higrometre; sistem Doppler sistem Doppler (cinemo-derivometre)

Vibrometre; frecvenmetre: termometre

n cazul transmittoarelor semnalele de iesire nu se adreseaz omu-1ui. Din. acest ~tiv ~1e se -potprezenta :suTiorme !o arte variate .. pupa :natura. eestot sennrale Se 1st1ng: . . . . .. . . . -~--~--~~----.. _r;S;--:-_ tra:1smioare c11,sem~al de; i~ir~ ~lecric;.Jn acest scop informa-

ia primar este convertit cu unul sau mai .multe traductoare astfel nct laieir.e se .obine un semnal electric; V-'-, transmit'oare-cu :semnal de ieire hidraulic sau pneumatic;

--~- transmitoare cu semnal de ieire mecanic (fore,. deplasare, vi:-tez etc.); (--- transmitoare cu semnal de ieire optic; :;L_ -- transm.itoare cu semnal de ieire acustic.

La bordul aeronavelor moderne se utilizeaz aproape n exclusivi'-tate transmitoare cu mrime de ieire de natur electric.

~ c. ln funciede procedeul de afiare a informaiilor se deosebesc: '_/\....- aparate de bord la care afiarea se face. analogic ~cu ajutorul unui

diSpozitiv de indic.are format din cadran circular sau dreptunghiular i ac 21

indicator (fig. 3~ i b); cadranele pot avea i form . cilindric sau ski'~'~pa.r~tf,_la'{.)are afiarea se asigur~ ajutorul~ pdrane avn;l

~E:r:~~~e ip_a~I?-~ ~rafice s~~~stiv~; ele ofer o ima_gfne' calitativ1 s~n:-

a c Fig. ::3. Dispozitive de afiare a informaiilor:

'a -'- 1CU: ae indicator i cadran cireulatr; b - cu laC in-ilicator i eadran liniar; c - oad1'an cu imagini con.ven ... :

ionale.

~ ~ tetic asupra evoluiei aeronavei n zbor; spre .exemplu _cu c:ljutorulc~dra-:nului din fig. 3, c se poate stabili poziia avionului fa de~ p~anulorizon:tal; un aspect particular al aparatelor cu indicaii convenionale l repre-zint semnalizatoarele, destinate s avertizeze pe membrii echipajuluFdes..;. pre apariia la ::bord a :nnor regimuri anormale; spre exemplu, n loc de a afia n permanen ~un parametru oarecare x(t), se semnalizeaz numai dac acel parametru ia valori periculoase; procedeul prezint avantajul

c r1u solidt~at~niaechjpejului de~t atunci cnd este necesar interven--la_}1Ji p~n~rg:a.rest~bili~regilnuLnor)Tial de~ funcionare; _ . , ., . .. " . ~ : ari~at~: cu "afi~e~f numeric" a into:tmaieiyi~l1a1~ rf_co"d :z~cimal sau n. sod .binar .(v. tabelul ;2); .intr_oducerea. indicatoarelor. numerice re-Pt~int o tendfn ~eneral: tt n domeniul" msurrilor comune:; ct i ri~'c l ai irt~urrilor la bordul aeronavelor; . ~ .. . -;

-c aparate cu afiare mjxt. a informaiilor; "n ultimiittni se mani.;.. fe ": teil.din~ ca pe cadranul a.celtiiai aparat 0S 'se. afieze mai multe in-

' formaii:, ifie numai sub;JorJI;l analogic, fie numai numeric, fie -mixt; este vorba de aa-numitele aparate indicatoare combinate; alteori apa--ratul afieaz i:rnagini grafice sugestive combinate cu indicaii analogice sau numerice; acestea snt cunoscute sulb denumitrea. de :p,parq:e indica-tom:e integrate; . . . ,

'fi- aparate. ,care afieaz calitativ numai diferena dintre valoarea pro~ramat (necesar) i cea real a parametrului msurat. Ele snt apa-rate :de., zero; .sau aparate directoare; ele snt comode n:~e.xpl()atare; cci pil-otul trebuie s acioneze astfel nct s

J>

c PRINCIPII DE PREZENTARE A INFORMAIJLOB v tN CABINA ECHIPAJULUI Indicatoarele aparatelor de bord i celelalte sisteme care transmit informaii membrilor echipajului pe cale vizual snt montate n cabina echipajului pe cteva panouri, dintre care unul frontal, numit tablou de ~Acesta se ncadreaz :ri- arhitectura general a cabinei . de . pilo-taj care conine i alte elemente necesare conducerii avionului. In organi-zarea cabinei de pilotaj se au n vedere principiile ergonomiei - tiin care studiaz metodele de concepie i exploatare a mijloacelor tehnice,.

urmrindu-se optimizarea relaiei om-main-mediu. Sistemul complex format din om, aeronav i mediul n care aceasta evolueaz funcioneaz corect dac se asigur urmtoarele compatibiliti: informaional, ener-

getic, spaial-antropometric, biofizic i tehnica-estetic. ntr-un astfel de sistem omul comand nu numai aeronava, ci i modelul informaional al acesteia. Dup acest model pilotul i d seama de poziia i evo-

luiile pe. care le execut aeronava fr a observa din exterior fenomenuL Modelul informaional de bord ntrunete dbu domenii: unul senzorial compus din aparate indicatoare, semnalizatoare, ecrane, grafice ete. i altul motric. - senzorial care const din dispozitivele de comand ale aeronavei compus din prghii, manete, butoane, ntreruptoare etc.

ln continuare se fac referiri pe scurt la modul n care se aplic prin-cipiile ergonomiei pentru a se realiza expunerea optim a informaiilor pe tabloul de bord. Rapiditatea i precizia de citire a indicaiilor apara-telor i de formare a modelului informaional depind, n foarte mare m

sur, de locul i modul de plasare a indicatoarelor pe tabloul de bord. Avnd n vedere numrul mare de parametri controlai - cteva zeci.- - este evident c plasarea iridicatoarelor trebuie astfel fcut nct timpul necesar citirii i interpretrii~ informaiilor s fie ct mai scurt. Indica~ toarele aparatelor care msoar cei mai importani parametri trebuie pla-sate n centrul tabloului de bord. n acest sens se are n vedere destinaia aparatelor corelat cu principalele regimuri de zbor, valoarea informaiei,. securitatea zborului, minimizarea timpului necesar pentru citireac indica-

iilor i pentru formarea modelului informaional. innd seama c vi-teza de zbor, altitudinea, unghiurile de ruliu, tangaj i girq.ie snt para-metri care. au o valoare informaional mult mai mare dect spre exem-:-plu . presiunea din instalai a hidraulic sau temperatura aerului, indic.~ toarele primilor. parametri trebuie plasate n centrul tabloului de bord (la avioanele monoloc) sau n faa fiecruia dintre cei doi piloi (prim i secund) n cazul avioanelor de pasqgeri. In cadrul organizrii clasice a unui tablou de bord, n partea stng se plaseaz aparatele pentru pilotaj i navigaie, iar n dreapta - aparatele pentru controlul regimurilor mo-toarelor.

O organizare mai modern a tabloului de bord se poate vedea in fig. 5, unde se folosesc aparate combinate i integrate, dispuse astfel in-

24

ct indicatoarele pot fi urmri te n raport cu dou drepte de referin: una orizontal si alta vertical.

Un criteriu major privind plasarea aparatelor pe tabloul de bord l. reprezint timpul total t necesar pilotului pentru: a) citirea unei in-

dicaii Ati; b) deplasarea privirii de la un aparat la altul A-r,; c) forma-1

Fig. 5. Plasarea aparatelor pe. un. taplou d,e bord modern: 1 - gtupa de. aparate .ce indic' Viteza, nti.mrul Ma

Fig .. 6 .. Tabloul de bord al avionului "Tristar" cu dispunerea n "T" a prindpalelor aparate. de bord: 1 - cea~rn.ic; 2 ...:_ vitezometrul . combinat . cu ma,chmetru; 3 - semnaliza tq,are de avarie; 4 ~ ia!lJ!arat di,rector, ;de pilotaj ; 5 - ind.iC

proporional~ cu valoarea informaiei furnizate. Pentru micorarea lui t;,n este :neces~u:" s se. afieze informaiile n aa fel nct s se uureze~ pro-. cesul cerebral . de formare a modelului informaional. n acest scop se folosesc indicatoare combinate i integrate care afieaz civa. parametri ce se gsesc n interdependen sau aparate care redau modelul informa-

ional, spre exemplu un ecran pe ~are apare modelulspaial-temporal al avionului (silueta acestuia n micaie). Durata'trt .st:r reduce :prin instrui-rea temeinic i antrenamentul sistematic al piloilor.

Pentru a se exemplifica modul de plasare a. indicatoarelor pe tabloul de bord, n fig. 6 i 7 snt prezentate dou variante tipice. aplicate la

1

Fig; 7. Pr.oiect de tablou de bord (jumtatea din stinga) pentru un avion de pasa-geri supersonic (B-2707):

1 - 18lpa.I't leu ecr:an ~1ectroruc de afiare penru ;pilotaj i comand; 2. r- indicator de navi-gaie cu hart mobil; 3 - indioator

numrului de indicatoare, rolul acestora fiind preluat de dispozitivele de semnalizare optic a unor parametri ce nu trebuie controlati n mod continuu. '

CONDIIILE DE FUNCIONARE A APARATELOR-DE BORD

ln calculul i proiectarea aparatelor de bord . trebuie s se in seama de condiiile specifice n care acestea snt folosite, mult diferite de con-

diiile de utilizare ale aparatelor obinuite. ntr-adevr pe timpul exploa-trii, aparatele i celelalte agregate de la bordul aeronavelor snt supuse actiunii unor factori climatici si mecanici care le solicit si exercit o influen nefavorabil asupra pr'eciziei i fiabilitii lor. '

el Atmosfera terestr i propriet.ile ei. Ese cunoscut faptul c atmo-sfera terestr este nveliulgazos format dintr-un amestec de gaze numit aer. Masa atmosferei a fost evaluat la 52 1014 tone, din care jumtate este concentrat pn la altitudinea de 6 km. Caracteristic pentru atmo-

sfer este variaia ntr-o gam foarte larg a presiunii, temperaturii i funiditii ei. Componentele aerului snt: azotul (78,090j0), oxigenul (20,95o;0), argonul (0,93D/0), bioxidul de carbon (0,030j0) precum i neonul,. heliul, criptonul, hidrogenul, xenonul i . radonul n cantiti foarte mici [140]. Aceste proporii (n volum) se menin pn la altitudinea de 25 km. n afar de gazele menionate, n atmosfer se maigsesc cantiti varia-bile de vapori de ap precum i diverse pulberi care plutesc n aer .

. Atmosfera are o anumit structur vertical. n funcie de repartiia vertical a temperaturii aerului n atmosfer se delimiteaz urm.toarele straturi:

'ffhPo.sfera,. este stra~ul inferior al ~tmo~f~re~. a crei D;l~ime variaz~ cu latl tldinea Intre 8 I 18 km, valorile mici fund la poh, Iar cele mal mari la ecuator. n troposfer temperatura scade n medie cu 6 ... 6,5 gra-de pe km.

Tro:eg_p_auza sau substratosfera este stratul de tranziie ntre tropo-sfer T stratosfer. Grosrrrea-aeestui strat este de cteva sute de metri, dar poate atinge 1 ... 1,5 km. Temperatura aerului este cuprins ntre -50 i -60C la !atitudini polare i mijlocii i ntre -70 i -80C la !atitudini tropicale i ecuatoriale. Caracteristic tropopauzei este izotermia.

Si.nJ,.tQ_sfera ncepe la limita superioar a tropopauzei i se menine pn. la aitit'Uainea de circa 35 km. Caracteristic pentru stratosfer este faptul c temperatura aerului este- n general constant pn la 25 km

nlime, dup care ncepe s creasc mai ales deasupra !atitudinilor mijlocii. La !atitudinile mici i mari variaiile de temperatur n strato-sfer snt mult mai accentuate.

Mezos er este stratul atmosferic cuprins de la 35~45 km pn .la 80...,-,.1 O km nlime i este separat de stratosfer prin zona de tranziie 28'

numit stratopauz. In acest strat de la 30-35 km pn la 55 km nlime se produc creteri accentuate ale temperaturii cu valori cuprinse ntre 3 i 5C pe km. )?este 55 km temperatura ncepe s scad cu 2 . ' . 3Cfkm atingnd la limita superioar a acesteia valoarea de -75 ... -95C.

Tern:rosfera se afl deasupra mezosferei de care este separat prin mezopauz i se extinde . pn la nlimi de 1 000-1 200 km. n acest strat are loc o cretere accentuat a temperaturii aerului cu nlimea (de la -80C pn la +2 000C sau chiar 3 000C) n prima- jumtate a stratului. n a doua jumtate .a termosferei se produce o scdere a tem-peraturii aerului. Existena unor cantiti enorme de particule cu sarcini electrice (ioni) care confer acestui strat o mare conductivitate a fcut ca, n vechea clasificare, acest strat s se numeasc ionosfer. n termo-

sfer i mezosfer se produc o multitudine de fenomene, motiv pentru care cele dou straturi snt cunoscute sub denumirea comun de etero-sfer.

Exosfera este ultimul din straturile atmosferei terestre fiind sepa-rat de termosfer prin termopauz. Limita superioar a exosferei se gsete la 3 000 km.

Pe lng structura vertical detaliat s-a introdus o delimitare glo-bal a atmosferei i anume:

- omosfera strat cuprins ntre suprafaa Pmntului i altitudinea de 100 km, caracterizat prin omogenitatea compoziiei sale;

- eterosfera se extinde deasupra omosferei pn la 2 000 km nlime i are un caracter eterogen;

- exosfera se extinde peste 2 000 km i caracterizeaz aanumita atmosfer extra.terestr.

Structura vertical a atmosferei este prezentat schematic n fig. 8. Desigur pentru aeronautic intereseaz primele dou straturi: troposfera

i stratosfera. In schimb pentru cosmonautic prezint interes att restul straturilor atmosferei, ct i ntreg spaiul interplanetar [76, 140].

Din cele artate rezult c temperatura variaz n limite foarte largi n raport cu nlimea. De asemenea, temperatura aerului variaz n func-

ie de latitudine i de anotimp. Aparatele de bord trebuie astfel. proiec-tate nct s funcioneze corect la temperaturi cuprinse ntre -'60C i +50 ... +80C.

Spre deosebire de temperatur, care are o variaie complicat cu alti-tudinea, presiunea atmosferic scade monoton cu nlimea. De asemenea, presiunea variaz n funcie de condiiile meteorologice. Astfel, la nivelul mrii, presiunea poate lua valori cuprinse ntre 700 mm Hg (minime ba-rometrice) i 800 mm Hg (maxime barometrice). Fenomenul de variaie a presiunii atmosferice cu nlimea st la baza metodei barometrice de msurare a altitudinii. Pe de alt parte ns micorarea presiunii cu altitu-dinea are o influen nefavorabil asupra funcionrii unor aparate de bord.

Repartiia densitii aerului cu altitudinea este determinat de legea distribuiei presiunii atmosferice, a temperaturii aerului, de prezena va-

pocilor de ap. Ecuaia: de stare ~a gazelor .stabilete ~eg~tura intre elemen-tele care determin variaia_ densitii aerului_ cu_ n~llr:nea

f'l (H): = p(H) , 1";.- RT(H)

unde ~tt: .pr~sbinea p -ct. i temperatura T snt funcii 'descresctoare cu altit~diriea {pentru T afirmaia 'este valabil dac H < 30 km). Se vede c

EXOSFERA

-

-70-60--SCH.0-30-20-10 Q 10 20 30 L.O 50 100 1000 2000C

Fig. 8. Structura.v.ertical a atmosfereL

-~ cei dol parametri~ p i T, acioneaz n_ mod c1iferit asupra variaiei lui \ p (H). n tot cazul rolul principal n- forma de variaie p (H) l are tem-

peratura. _ n afar de temperatura i presiunea atmosferic, asupra aparatelor de bord au ~ influen noei v i vaporii de . ap din atmosfer, pulberile 30

Variaia-temperaturii

Scderea presiunii atmosf~rice

Umiditatea ridicat

./ r

Petturl:>aia exterioar

Cimpuri ele_c~ . 'trice . i magne--ti{ce -

Radia tii -electro-magUetice si radioactive

1

Influena asupra aparatelor de bord

Tabelul 6 (continuare)

Posibilitt:rde umitare a influenelor nocive

Provoac apariia erorilor. -_Aparatele de- bord se prevd -- in indicaiile aparatelor cu ecrane electrice i mag-

electrice i electronice netice adecvate

Micsoreaz sensibilitatea dispozitivelor semiconduc-toare. Modific propriet

ile fizice ale unor mate-riale -utilizate in construc-

ia aparatelor de bord

Se utilizeaz dispozitive se-miconductoare de mare sta-bilitate, materiale insensi-bile - la radiatii i ecrane protectoare

i radiaiile. Aerul umed ptrunznd n interiorul aparatelor provoac for-:-marea de picturi -de ap. Acestea se pot depune pe contactele electrice, n lagre etc. afectnd corecta funcionare a eparatelor. Mai trebuie avut n vedere cmpul magnetic (terestru sau al aeronavei) i cmpul electro-

- static care pot exercita aciuni perturbatoare asupra unor categorii de aparate de bord. n tabelul 6 se dau cteva detalii privind influena facto.;.. rilor- perturbatori exteriori asupra aparatelor de bord.

Atmosfera _standard. Dat fiind inconstana repartiiei n timp i in spaiu. a parametrilOr atmosferei (presiune, temperatur, umiditate, den-sitate), o comisie internaional de aviaie a propus definirea unei atmo-sfere convenionale numit atmosfer_ standard la care se raporteaz toate qatele obinute n diferite d_omenii de activitate.

/ Atmosfera standard este definit prin urmtoarele caracteristici: ,/ ~--_ are o compoziie omogen cu nlimea; .

1 V:, ~ aerul este perfect uscat; / / -- la nivelul mijlociu al mrilor i oceanelor temperatura T0 are va-

loarea de l5C (288 K); - temperatura variaz liniar cu nlimea pn la altitudinea de

11 km dup legea: T=T0--rH,

unde .-r .. este gradientul de temperatur- (-r=6,5/km); - peste 11 km (nu mai mult de 35 km) temperatura se consider _constant egal cu -56,50C;

~ presiunea atmosferic la nivelul mijlociu al mrilor i oceanelor este de 760mm Hg, sau 10 332 kgf/m2, sau 1 013,2 mbar, iar greutatea unui metru cub de aer este de 1,226 daN;

-densitatea (masa specific) la nivelul mrii este egal cu 1,225 kg/m3 ;

-viteza sunetului 'la H=:O n conditiile atmosferei standard are va..:. loarea a=340,24 mfs=1 225 km/or.

Valorile parametrlor atmosferei standard n funcie de altitudine snt date n tabelul 7.

32

Tabelul7 Variaia parametrilor atmosferei standard -cu nlimea H,_,

T,K ,. p,mffiHg P-. kgfml =P/Po a, m/s 1

v, m 2/s 1

g, m/s2

-2 301,19 958,50 1,4781 1,2066 347,90 1,252810-5 9,81281

-1 294,67 854,52 1,3469 1,0995 344,11 J,3517 9,80973

o 288,15 760,00 1,2250 1,0000 340,28 1,4607 9,80665

1 281,65 674,12 1,1117 9,0751 336,43 1,5812 9,80357

2 275,14 596,28 1,0066 8,2171 332,52 1,7146 9,80049

3 268,64 525,98 9,0941 . 10-l 7,4237 328,56 1,8624 9,79742

4 262,13 462,46 8,1942 6,6891 324,56 2,0271 9,79435

5 255,63 405,37 7,3654 6,0125 320,51 2,21p3 9,79128

6 249,13 354,13 6,6022 5,3895 316,41 .2,4153 9,78820

7 242,63 308,26 5,9010 4,8171 312,25 2,6452 9,78514

8 236,14 267,38 5,2591 4,2931 308,05 2,9030 9,78207

9 229,64 230,95 4,6712 3,8132 303,78 3,1942 9,77900

10 223,15 198,70 4,1357 3,3761 299,45 3,5232 9,77594

11 216,66 170,19 3,6485 2,9784 295,07 3,8966 10-5 9,77287 12 216,66 145,44 3,1180 2,5453 295,07 4,5595 9,76981 13 216,66 124,30 2,6648 2,1753 295,07 5,3351 9,76675 14 216,66 106,24 2,2776 1,8593 295,07 6,2420 9,76369 15 216,66 9.Q,810 '1,9467 ' 1,5891. . 295,07 7,3029 9,76063 16 216,66 '77,616 1,6640 1,3584 295,07 8,5437 9,75758

17 216,66 66,350 1,4224 1,1611 295,07 9,9952 9,75452

18 216,66 56;719 1,2159 9,9257 295,07 1,1692 10-4 9,75146 1'

19 216,66 48;489 1,0395 8,4857 295,07 1,3676 9,74842

20 216,66 41,455 8,8870 7,2547 295,0T 1,5997 9,74537

25 216,66 18,9j8 4,0621 3,3160 295,07 3,4998 9,73014 30 230,35 8,8767 1,790110-2 1,4613 304,25 8,3565 9,71494

35 244,01 4,3522 8,2842 10-3 '6,7626 313,14 1,8929 10-3 9,69978 40 257,66 2,2191 4,0003 . 3,2656 321,78 4,0956 9,68466

3 - Aparate de bord 33

H,knfj. 1 . . . l 1 ' - . - ~

1 'T;K " ;~- mmHg ~ - p;kgfm11 A=P/Po a, mis v, m 2/s g, mfs2

45 271,28. 1;1732 2,0086 1,6397 330,17 8;4977 . 9,66957

50 ~74,00 6,3441 .ro-1 1,0754 10-3 8,7788 331,82 1,5997 10-2 9,65452 60 253,40 '1:8092 3,3162 10-4 2,7071 319,11 4,874910-2 9,62452

70 ~19,15 4,3761-.10-2 9,2747 10--5 7,5712 296,76 1,5475 10...:....1 9,59466

'80 185,00 8,356410-3 2,0979 10-5 1,7126 272,66 5,9202 10-1 9,56494 i

90 f185,00 1,3834 10--'3 3,473310-6 2,8354 . 272,66 . 3,5759 10-2 9;53536

100 209,22 2,4310 10-4 5,3393 10-7 4,4075 . 9,50591

120 332,24 1,9165 .1o-s 2,6586 10-8 2,1703 9,44741

140; 76_8,00 5~5394 . 10 .... 6 3,276610-9 2,674R 9,38948

160 1;155,3 2,85tJ8 1,108110-9 9,0457 9,33205

180 1193,2 1,6872 6,2332 10-10 5,0883 9;27400

200 1,226,8 1,0226 3,6109 2,9477 9,21750

250 1'3()2,8 3,2604.10-7 1,0270 8,3835 9,07850 300 1=358,0 1,1956 10-'--'7 3,352110_:11 2,7364 9,94270

Pentru msurarea presiunii atmosferice s-au adoptat :mai multe uni-ti dup cum urmeaz:

1 barye=.l dyn/ctn2=1,0197210-6 {kgfjcm2 ]; 1 bar=l M barye...:...._J,Ol972 '[kgf/cm2]; 1 mbar-1 000 barye=l,01972 l0-3 {kgf/cm2]. Presiunea atmosferic normal la nivelul mrii i .la temperatura de

ooc rezult din greutatea coloanei de mercur lung de 760 mm.: P=i76 15,39 980,62 barye=l 013,25 mbar~

De obicei aparatele pentru msurarea presiunii atmosferice snt gra-date n mm :coloana de mercur, cunitate care n amintirea lui Torricelli S-:-a nuii).it torr,

~Influenta: aciunilor mecanice asupra aparatelor de_~ Precizi~ __ i fiabilitatea aparatelor de bord scad nu numai sub influenta facgrilor cli---matfcl,Cl"i dalort unor sot1cifrFmecaiiice-:-Acesfe solicitri sinr:cau=: zate de forele de Inerie care apar pe tiinpuT micrii accelerate- a avio- ~ nuhii. Iniportan-te- solic-itri--_ mecanic-e snt- pr_o,duse i de- v-ibraiile struc-turii pe care se monteaz aparatele la bord. In funcie de-~auzele care le

provoac, acceleraiile ce apar pe timpul zborului pot fi, grupate dup cum urmeaz:

~-_Acceleraii liniare care apar din cauza variaiei vectorului vitez de zbor ca mrime i ca orientare. Valorile limit a1 ale acceleraiilor depind de tipul avionului. La avioanele pilotate aceste valori snt limitate de factori fiziologiei, precum i de rezistena structurii aeronavelor. n cazul avioanelor grele se admit suprasarcini nz=az/9 pn la valoarea 4, iar n cazul avioanelor supersonice militare se admite nz-!10. Aparatele de zbor nepilotate admit suprasarcini mult mai mari (de ordinul zecilor).

;'15.. Acceleraii liniare care snt produse de vibraia structurii de re-zisrena a aeronavei din cauza sistemului de propulsie sau aciunii for-elor aerodinamice. Oscilaiile forate la care snt supuse aparatele de bord pot fi descrise cu ajutorul unei funcii periodice de timp f(t) care se reprezint printr..;.o serie trigonometric de forma:

c:o [>< f(t)~Bo+ t;1

(Ak sin kwt+Bk cos kwt),

care reprezint dezvoltarea funciei f(t) nesinusoidal n serie Fourier, deci n componente armonice.

Dac se scrie A~--!_~ -i Bk=ak cos ~-k-~e obine: c:o . [IZ. f(t) . B0 + &,_ ak cos (kwt-q>k),

de unde prin dubl derivare_ rezult acceleraia:

Se observ c amplitudinea acceleraiei datorat vibraiei este pro-porional cu ptratul pulsaiei i cu amplitudinea.

rit. Acceleraii unghiulare datorate manevrrii aeronavei i oscilaiilo~' acesteia n raport cu vectorul vitez din cauza caracterului turbulent al atmosferei i a unor imperfeciuni ale comenzilor aeronavei. Valoarea acestor acceleraii difer n funcie de tipul de avion, iar amplitudinea lor poate fi de ordinul zecilor de radiani pe secund la ptrat.

p(d. Acceleraii unghiulare provocate de oscilaiile ce apar din cauza deformrii elastice a aripilor i f1,1selajului. Ele au de regul un caracter sinusoidal cu frecvena de civa heri n cazul avioanelor grele i de c-3* 35

teva mii de heri la avioanele uoaref iar amplitudinea este de ordinul zecilor. de radiani pe secund, la. ptr:at.

n general aparatele de bord snt supuse simultan la cele patru ti-puri de acceleraii. De aceea la proiectare trebuie cavut n vedere coefi-cientul de, suprasarcin rezultant nr=na+nh+nc+nd. Evident'aparatul se

calculeaz la o suprasarcin admisibil nad'> nr. -Pentru diminuarea influentei-- actiunilor mecanice se iau msuri de

amortizare a aparatelor de bord i d~ echilibrare precis a pieselor mo- bile din :construcia- acestora. -

1

ELEMENTELE COMPONENTE ALE APARATELOR DE BORD

.. Construcia aparatelor de bord s-a diversificat mult n ultimii ani. Alturi de unele aparate purmecanke care se utilizeaz i n prezent, i-au fcut aparia instrumente de co':nstrucie complex care includ att componente mecanice ct i componente electrice i._ electronice. In cadrul acestui capitol se prezint succint elementele componente tipice pentru. construcia aparatelor de bord.

l.L COMPONENTELE MECANCE ALE APARATELOR DE BORD

/(cel mai frecvent ntlnite n ~strucia aparatelor de bord snt ur-mtoarele componente mecanice: ~elementele sensibile elastice (arcu-rile m~_,o __ m_ etrice ___ --.-, b .. ._l,l.rdu_ f_ur . ile, m ____ em __ .bra_-nele_, capsu~_e.le_-~s ar_cprile _b_l__meta_-lice); (ID/mecanisme~ de transmisie. i multiplicare;- ... "dispozitivele de ghidare .. a micrii; W. amortizoarele. Amnuntele' pri Ind stabilirea for-melor de calcul i proiectarea acestor componente se gsesc n literatura de specialitate [18, 39, 58].

1.1.1. Elemente sensibile elastice

Elementele 'sensibile elastice fac parte din categoria mai larg a arcurilor adic a elementelor pentru acumularea energiei i asamblarea

elastic. Arcurile se_~?:ractedzeaz p~iJ:!__defQJ::m.atii el9$till~ mari_~~-~~)nfll!ena ~nei -~g!l!~A..~~~re _(for; ~P-l!JtL:Qg:~_,___g~~-~~Il:~~r:-~~--ac~s~ teia revn1Ta forma In1t1al. m'cazul elementelor sensibile elastice actiu-nea exterioarae.ste-~n.--!'Iu1d.-sub presiune.

37'

.. /

In calcule~intereseaz fora F dezvoltat de . elementul elastic, sgeata (deform.a1a elastica) t;::seiSibilitate-a ..S=f/Y S?~.~ S J/p si rigidita-tea C, care este InVersa sensibilitii. De asemenea intereseaz aa-numita

~ctertstic a elementuluz elashc adic de_gend,_~q__g~:Jor!Jlat!~iJRJJ.lncie de mrimea. de Intrare (pr~Iunea_L_for_~, cu~!ult_}n tabelul 1.1 snt prezentate principalele tipuri de arcuri utilizate n construcia aparatelor de bord i caracteristicile lor statice.

t\ Arcurile -manometrice numite si tuburi Bourdon snt tuburi cu perefr'~ubiri care pot aveaform de ~re de cerc (fig. 1.1, a), form spi-ral sau elicoidal, prima fiind cea mai rspndit. De regul o extre-mitate A a tubului se fixeaz rigid de corpul aparatului, iar cealalt ex-tremitate O este liber. Forma seciunii tubului (fig. 1.1, b) nu trebuie

s fiei circular. Numai n acest caz sub aciunea presiunii interioare

Caracteristicile statice ale unor arcuri

TiPUl . arcului

Elicoidal cilindric

Reprezentare _:;;chematic

Ar_cplan .-... ~-- . -. --.--..~t-- ... ;/ ~ . _-. f (lal1le.lar) . .

Arc spiral

Bar de torsiurie

38

cx. J c,. \.__,

Mrimea de

intrare Caracteristica.- R' ctt t static Igi I a ea

Gd2 F ,_ -F~=Ci< Cr.=-=:.g[}:tri

;;

. . p

..

1tGd4 C=--

r 32 l

Tabelul 1.1

Notatii

G- modulul de' elastici-tate transver-sal

D ...,- clia:netrul mediu;

d - diametru! srmei

E- modulde elastki-' tate

b __._ lirrtea lamei;

h -grosimea Iamei;

l --lungimea arcului plan;

L - lungimea arcului spiral

d - diamet~ul barei;

-lungimea barei

apare un moment ncovoietor n seciune care tinde s ndrepte tubul. n consecin captul liber al tubului se deplaseaz spre exterior cu sgeata f -(fig. 1.1, a). ,J>rin --calcul se urmrete s se stabil-easc depen-

dena dintresgeataf_i presiunea p a fluidului introdus n tub. n acest scop se consider c grosimea pereilor tubului h este n relaia h < b cu

Fig. 1.1. Arc manometric circular (tub Bourdon): a - parametrii arcului; b - forme de seciuni.

'' -

semiaxa rmca a seciunii, i c hR, respectiv- b

(

! 'l

\_

Para-metrii

/~ fly

ft ~~

_/ /

/ fr

f

Ft

Fr

a

b

1,5

2

3

4

5

i3

7

8

40

Tabelul 1.2 Relaii pentru calculul tuburilor Bourdon

Seciunea eliptic Seciune plan-oval

----

-...._,

1-f-1.2 R2 ( bz )~ 1-f-1.2. R2 1-x _y bh. 1-~ -~p E bh h/12 b2+x. p

'!>y--) fly m1R--- .

m 1R-

.=-:J' y 1 ; fly ~- m 2R-y

fly y-2 -2 Ry ml+m2 flvy .-R_---!... m~+mi y

( b2

) f m mi 48 ab 1- --- -,_- 1 p 8 ab(1-x) p a2 +:A 4m1-ma 4m1 -ma

( b2

) f m mz 48 ab _ 1- - -_ - . --2 p 8 ab(1-x.) -p _ a2 +:A ma ma

Tabelul 1.3 V aloril~ coefici~nilor ot, _ > i

c - '

Seciune eliptic s~ciune plan

IX 1 () ., ; IX

1 !)

1 . ;

0,636 0,062 0,662 0,594 0,110 0,713

0,566 0,053 0,584 0,548 0,115 0,652

0,493 0,045 0,499 0,480 0,121 0,591

0,452 0,044 0,459 0,437 0,121 ~ 0,552

0,430 0,043 0,439 0,408 0,121 0,521

0,416 0,042 0,429 0,388 0,121 0,504

0,406 0,042 . 0,423 0,372 0,120 0,488

0,400 0,042 1 0,416 0,360 0,119 0,476

mare sensibilitate i prin liniaritatea caracteristicii statice. Deformaia silfonului sub aciunea presiunii se culege pe direcia axial. Forma ge-

neral a silfonului se poate vedea n fig. 1.2. Fora axial F dezvoltat de silfon este ,F=pAet~ iar Aet=1tR! , unde Rm=(Di+De)/2. Sgeata f a sHfonului supus la presiunea p se cal-

culeaz cu formula:

(l;J)

unde h este grosimea pereilor silfonu1ui; )... = 3 (1-[J.2) [ k2 -1 _ 4(lnk)2].. (l.4)

1' 4 k 2 k2 -1 ,

k= ~:; h3 _c_. ~~ (t +;,) .. (1.5) iar ho este grosimea silfonului la partea interioar aproximativ egal cu grosimea semifabrica tul ui.

/.''"\ De , ' c. Membranele si capsulele ondula te.

""~ mm raspindlfe .1~n construc1"a F" 12 B d f f t ( "If ) . 1g. . . ur u go ra SI on . aparatelor de bord, snt membranele si capsulele ondulate. Membranele ondulat~ snt prevzute cu gofreuri cir-culare concentric~ i cu o zon central, de regul rigidizat. Cnd acestea se ntrebuineaz singure se ncastreaz pe contur, formndu-se o cavi-tate n care se introdtlce fluidul a crui.presiune'se msoar. Memhraru?~ orululate an ur~arele . avantaje= prezint. 'sgei n1ari fr s apar deformaii remanente; pot avea caracteristici aproape liniare; ofer .. po-sibilitatea de ... a schimba caracteristica prin variaia nlimii gofreurilor. In raport cu membranele plane, rar utiliz.ate n. aparatele de bord, acestea au o tehnologie de fabricaie mult mi dificil.

Din punctul de vedere al formei ofreurilor se deosebesc membrane cu ondulaii sin,usoidale, circu are, trapezoidale i ascuite. Pentru a se

obine o sgeat mai mare, se realizeaz aa-numitele capsule din dou membrane identice,:prin lipire pe:contur. n fig. J.3 se disting: a) capsule

ma~ deschise) la care mediul.a crui presiune se msoara se introduce n interior . (de fapt se msoar diferena p-p0 dintre pre-siunea p din interior i presiunea p0 din exterior); b) capsule an~roidL (sau nchise) la care n interior se realizeaz o "vidare" (pn la 0,3 ... Q,l mm Hg), deci se msoar presiunea Po din exterior. Sgei mai mari se obin prin ntrebuinarea bateriilor de 2-3 capsule nseriate (fig. 1.3, c).

Dac W0 este deplasarea centrului rigid al unei membrane (sgeata) i k aumrul de capsule, deplasarea total_ Wt a centrului bateriei de capsule ~= -

(1.6) 41

Dac este necesar s se modifice rigiditatea elementului -elastic pen-tru un anumit domeniu al -presiunii de msurat, se pot combina capsu-lele cu membranele "n derivaie". Ct timp pp1 capsula ia contact cu membrana de'rigidizare, schim-. bndu-se alura caracteristicii W(p). -

o - f-4 pO rng:x}

b 1

Fig. 1.3. Tipuri de capsule: a - capsul manometric; b - capsul aneroid; c - baterii. de capsule.

Ecuaia caracteristicii p(Wv) a unei membrane ondulate are forma: pR_4=A( Wo )- +B( Wo)a,-- Eh4 h - - h (1.7)

n care

3-j-t ] -(m-[J.) (m+3) ' (1.8)

(1.9} unde kb k2, -__]t1 snt coeficieni de anizotropie precizai n tab~lul lA, care snt egali cu unitatea la membranele plane.

Suprafaa efectiv Aet a unei membrane avnd raza exterioar R i raza centrului rigid r este:

Aet= .2:.. (R2 +Rr+r2), (1.10} ---3 ____ _

r iar fora dezvoltat de membran pe dir-;~xial datorat presiunii p \ se_ calculeaz cu relaia evident:

(1.11) 42

T:{tbelul 1.4 Retail de calcul a coeficienilor de allizotropie pentru membranele ondulate

Forma profilului

Trapezoidal

Ascuit

Sinusoidal cu'nclinare mic

k1

H 2 1--

( 2a )

- l 6a 2a JzZ cosllo+ l + 1-"--

____ z_+~

+ (1- 2za)cos6o+2ld cos 6o l

1 -.-

COS~o

1

k"

( 2a ) H 2 1--

- z_+6.a' Ji!- -- - d-cos 60. l '

+ 1-- --+-( 2 a) 1 2 a

l cos3 60 l

H2 +-. _1_

N cos Bo cos2 60

Pentru calcule mai precise se are n vedere, printre altele, modul de fixare al conturul~l _membran~i. Pentru amnu.nte. se reeoma11d consul-tarea litel'atuii d~'spedalitt~ '{18; 39~ 58]. Estec'de menionat c forma

i dimensiunile ondulaiilor se aleg astfel-in.cit-siLse -~obin J;;9I'et;trristka ___ . W0(p} de forma dorit, innd seama c uneori se impune liniarizarea

ecuaiei scrii aparatului- nu n raporrctr~rrea;--ctiirrap'"Ort'1!trpanr=~ metru~ffi.surat prin InfermeallirpreSiuniL="'ESfe-cZuT~a1tifffetfetor-"t-a-lVitez'ometrelor unde caracteristica'""'W;;Tp) trebui-e s aib

-J1asiv. iar la rac1re curbarea se i.ac_e_.s.pre_b_ara~ac.tiy~"~ D]ltorit_~ a~esei propr~~tti arcurile b}"~~ a~ ~o~:ebuinare Jarg" n ~paratele-ri:n

stalaul~ de bor~~UG.toare.p-entm_.1!Ja~"ITTI!~.:rreglc:rre- auto-wata~.E- tem_p~rt_g~ib ~~ L~i:!.dippzjtiy d~"~Q~pensct~~ a Tnfhtfine~tem:Re.taturlL Se utllzeaz- -bimetale de form lamelara -(plan)-,-- Circutar, spiral, elicoidal sau combinaii ntre acestea.

o

~----- !, ~ ~ Fig. 1.4. Arcuri bimetalice:

a - liber ncastrat; b - eu pivot.

Calculul urmrete s stabileasc relaii pentru deformarea (sgeata) captului liber al arcului, cellalt cap.t considerndu-se ncastrat._Pen-tru arcul bimetal lamel~r:jf.i&_ 1.4, a) sgeata fM. calculeaz cu formula:

~- -- - """"~""---'"--="-~ --'"""'"'~ ~~. --~---~~:~~=:~:~~-; _ _..r-~----'"'~~~4,_,..._ .....-.-.,--:~;~ ---.,.~=~"""''"''~=-~-'-"---" ___ _ -"3 [2 [2 1 f=- (cx1-cx2)- b.T=k-, (1.12) 2 2h 2 ___ )

unde b.T=.T-T0, T0 fiind temperatura la care arcul nu este deformat. Dac l2! .. ~1fJ;Ul_ bJrn~aliG~-se.incovoaie .. nu .. numai da toPit .nclzirii,

ci i stlbaciunea unui pivot_mobiL~fig ... ~.l.4;-b}-atuncLncovoierea~:rezul-t~~]: ~- -~

(1.13)

n care primul termen reprezint ncovoierea produs de fora aplicat de pivot.

n cazul arcului spiral plan unghitJ,l ele Jleformaie este [58]: "'-..u..., _ _,.,_~< ' .~- .-".o-~~' -- :"' -- ----~---~--".~..,.-

. ~9 utDmn=kl,_'? (1.14) unde prin Dm s-a notat diametrul mediu al arcului, cu n numrul de spire, iar cu l- lungimea arcului.

Dac se are n ye~un arc elicoidal cu diametru! exterior D re- ~~ _.....,_~~~.~- .-.--~;;;--AA~ - . ..._.,..-~,~~"'-~,.-.,.,.""':--_"'--~r~-;----"' ,.;---~ . __ -,_-

zult [58]: 1 ~9=kl=k7tDn.

Toate relaiile de calcul menionate snt deduse n ipoteza c li- mea arcului este mic. n tabelul 1.5 snt precizate cteva date privind materialele folosite n construcia bimetalelor. Dintre neajunsurile acestui element se menioneaz ineria lui termic mare, din care cauz nu d rezultate bune n cazul proceselor termice cu variaie rapid.

44

Tabelul 1.5 Cupluri de aliaje folosite n arcuri bimetal

\ Compoziie Limitele Diferena tempera turii

Materialele Modulul de (a1-a2)XI0-6 de lucru i cuplului elasticitate E, (valoare temperatura Elementele Cantitate% daN/mm2 medie, maxim lfC) admis, oc

Pasiv Invar Ni+Co 35 ... 37 15 050 Fe restul

-60 ... +200 Activ Oel Ni+Co 18 .. 20 20 400 ... 18 225

crom . Cr 10 ... 12 24 000 nichel Fe restul

Pasivlnvar Ni+Co 35 ... 37 15000 18 Fe restul -60 ... +120

Activ Oel mo- ~i+Co 26,5. -.. 28 18 920 --libden Mo . 3,5 ... 6,5 -2{) 96(f 225

nichel Fe restul

Pasiv Ni+Co 41. .. 43 16-590 Oel Fe restul 13,5 -60 ... +375 aliat Ni+Co 20,5 ... 21,5 20 400 ... 400

Activ Cr 2,5 ... 3,5 24000 - Fe restul

1-.1.2. Mecanisme de. transmisie i multiplicare In construcia aparatelor de bord mecanice i electromec~ice se uti;... lizeaz mecanisme relatiy simple care permit transformarea, multiplica-rea i transmiterea micrii. Unele mecanisme asigur chiar efectuarea unor operaii de calcul simple. Avnd n vedere vitezele i eforturile mici. la care funcioneaz, n. cele ce urmeaz- inJereseaz .doar relaiile cinematice, adic . dependena mrimii .de ieire rx n l!- .e-ma:fjjfea de Intrare J. sau . w, respectiv raportul d~_ ransm1s1 t= _

~ _M~eanismul biel-manivel este folosit n majoritatea aparatelor de Ebrd cu membrana I capsul":-Dup cum se vede din fig~ 1.5 rolul

luuJe de a transforma micarea de translatie (sgeata W a cents..!lht rigid-~ciiliiYk.tDlLillJcarede.,.ott~:ie~a am.1nTive1ei:-crculnClproiec-iile pe direcia sgeii fse.c)oi~--,~----~--- ----~---

w =C-a sin (rx-rx0).:__Vb2 -[a cos (~X0 -:-oc)-;f]2, (1.15) notaiile folosite fiind reprezentate nfig.l.5. . .

Se pot distinge cteva cazuri partipulare cum ar fi d=O sau cx0=0 etc. De asemenea dac W

Fig. 1.5. Mecanism biel-manivel.

b

i:b----------~----

Fig. 1.6. Patrulater articulat.

Mecanismul examinat reprezint un element- amplificator-~ neHniar, neliniaritatea lui folosindu-se uneori~ pentru a compensa neliniaritatea altor componente ale aparatelor de bord.

rJ.;r) Patrulaterul articulat, are ,; schema;; cinematic reprezentat n fl0J..6. Dup cum se vede, att mrimea de intrare ~ ct i mrimea ae ieire cx snt unghiuri. De aceea mecanismul acesta a!'e Tblul de trans-mitere i multipUear~ a ll"licrii de rOtcx "'arcsin (7~_si~~~J' sau, dac unghiurile sni mici tezult

~ .. _ .. a a~-~-__ l.~

' (1.18)

(1.19)

r-j-- {!)Mecanisme de sinus i de tangent. Din categoria in:ecairlsmelor cu cam fac parte aa-numit~le mecanisme de sinus i de tangent. 46

\ . . t}/'2@ ~ecanismul de sinus este prezentat n fig.l.7, a i are rolul de h\~transforma miscarea de translatie W n miscare de rotatie rt. Cu nota-ti~le din fig. 1.7., a rezult relaia: . . . .

\ W -rl[sin cx0-sin (cx0---JYJ_ecanismul de tangent prezentatn fig. 1.7, b are acelai rol ca i mecanismul de sinus. Cu .notaul~ din figur se obine relaia:

W=c-rtg (ex0-cx)-T[tg cx0-tg (0(0-cx)]. (1.22) n particular dac Q(o=O, rezult c ,0 i deci:

tg a.i::=!.Wfr, (1.23) formul ce justific denumirea de mecanism de tangent. ,?

1 k.

Pentru ~=0, =l/(1-cfr)unde cfriiie~asttet un= raport de-n ansnitere~~~- s, ~!oarfe'mare; Dantura angre'llterOr folosite I:tf.]:>a:fteie~ae-lJord~ es e volvent. Pen-

< tru detalii de calcul se recomand literatura de specialitate [58J. '

r; . . ' . -~}-;L3~ Elemente pentru ghidarea micrii - Dih gru~ elementelor pentru ghidarea micrii ~ a ghidajelor -fac parte elementele care au rolul s asigure micarea relativ (de rota-

ie sau de translaie) a dou piese ntr-o arJ.umit direcie rJ.Umit cale de ghidare .

. _ Dup natura micrii pe- care o asigur i dup forma suprafeelor n contact ghidajele pot fi: a) de rotaie -cu suprafee cilindrice, sfe-rice, conice i b) de translaie, cu suprafee plane sau- cilindrice. n func-

,

ie de natura frecrii dintre partea mobil i cea fix a aparatelor, lagrele cu elemente de ghidare pot fi: a) cu frecare de alunecare; b) cu fre-care de rostogolire; c) cu suspensie elastic; d) cu frecare vis:ooas; e) cu suspensie electrostatic i f) cu suspensie ele,ctromagnetic (v. fig .. l.lO).

Erin caracteri ti unui lag1~ se .nelege dependena momentului de frecare n funcie de greutatea,. orma i dimensiunile lui geometrice. Mai trebuie avute n vedere . suprasarcinile, vibraiile i ali factori. Lagrele de centrare {fig. 1.10, a) reprezint o variant a lagrelor conike. Eje se ntrebuineaz pentru arborii cu diametre i turaii mici, caz frecvent In--tlnrt n construcia apatatelor de bord . I asig~g:~:C>:~~nk~~~J~a"f~ c!sa (p1na la 2 trn):-Arliorele poa.teTuncona n orice poziie: orizontal, -verncal sau nclinat. Cuplul .de frecare depinde de gradul de strn-

gere, dar este oricum inferior cuplului din lagrele cilindrice. Acesteghi-daje se pot folosi numai n aparatele de bord cu cuplul activ mare.

,---1 1 1 .. 1

1.1.4 .. Elemente amortizoare

Pentru a elinrina oscilaiile. echipame!!_elor IJlObile ale ~aratelor se utilizeaz~itive ___ nJ.lmite anwrtizoare. Forele, respectiv cuplurile dezvoltate de. amortizoare snt propor'1onale cu viteza liniar, respectiv de rotaie a echipamentului mobil. Caracteristica static a unui amorti..:.. zor cu micare de translaie a echipamentului mob1f este de forma:

~- f -----..:.___ (~ Fa={@j (1.30) i~rtizorului cu micare de rotaie:

-;-----:------.1 _ i. .Ma=M( (!) ), (1.31) mrimi care se consider pozitive dac se opun micrii .

._______

Tabelul 1.6

Tipul 1 amortizorului

Cu piston

Cu miscare de rotaie

Megneto-inductiv

50

Caracteristicile statice ale unor amortizoare

Reprezentare schematic

Mrimea de intrare

V (vitez

liniar)

6) (vitez de rotaie)

6) (vitez de rotaie)

Carac-teristica

static

7td2 ka==---;

xi+x2 1t d4

x---- t- 128 fJ.l '

1tDA.83 x~----2- 24fJ.L

k = 1tEJ.DL a 48

Notaii

f.L - coeficient de viscozitate cinema ti c;

d, l - diametru! i lungimea capilarului;

D, L, A- diametru!, lungimea i aria pistonu-lui;

A. - 2 sau 5 dac pistonul este coaxial sau necoaxial cu Qilindrul

D, L - diametru! i 1 ungitnea roto-rului;

8 - jocul radial in-tre ro tor i ci-lindru

K - coeficient\ depen-dent de-~ dimen-siuni; \

B - inducia magnetic K B 2p in intrefier;

k =- ....,-. n. um_r_ul perechi-a P p : P lor .. de poli; '

P, - rezistivitatea discului rotitor

Panta caracteristicii statice ,a unui amortizor reprezint coeficientul d~ arnOrttzate i~~xpFitn cu relai_ile~~--~~~._..,...-=--------~~----~--- -~---..,..,--~-

li=~;J J.= ~3 (1.32) De regul amortizoarele l}tilizate n_ constructia aparatelor de bord

au caracteris~i staticeliiiiare' de forma: ~~~~~r-~----~ -l!'~~~?5aV;: -.~~::==](~~ _ .. ~) (1.33)

Din punct de vedere constructiv exist mai multe tipuri de amorti~ zoare, att mecanice (pneumatice cu piston sau cu .Palet, hidraulice) cit

i electromagnetice. n tabelul 1.6 'Snt- prezentate principalele tipuri con-structive de amortizoare precum i paracteristicile lor statice.

COMPONENTE ELECTRI:CE I ELECTRONICE -ALE APARATELOR DE BORD; .

Majoritatea aparatelor de bord cuprind diferite tipuri de componente electrice cum snt: traductoareler jnstrnri'!.~Q:W,e..._.~L~.sch~m~l~ c:Je. msurar~, sis~In~e d.~"c trruJsmisie.Ja. 4is.tant_,c_s~l:l~_m~Jg_ ie c~gmpensare' etc: n -~bun parte aparatele de :~pord snt histrumente de msurare-pe cale elec-

tric (sau electronic) a mr'imilor neelectrice. Domeniul acesta fiind foarte vast, n cele ce urmeaz vor fi prezentate_ succint componentele cele mai frecvent ntlnite n contrucia .aparatelor de bord ..

1.2.1. Traductoare i convertua~e,.electrice.

Co}lVert~r.~~ sht dispozitive. :CP.fe int~oause n lanul de msurare asigur~ c

snt date metodele de conversie a mrimilor neelectrice. n mrimi elec-trice {94].

Dup forma semnalului (electric) obinnt se deosebesc: a) traductoare analogice, la care semnalul produs variaz continuu cu mrimea de in-trare i b) traductoare numerice, la care semnalul de ieire variaz dis-continuu dup un anumit cod.

CONVEI?JIA HA/?1#/L0/1 ilfELECTRICE IN MAR//11 (LECTI?ICE

tforimi idlltlenjqk_ -rez;s/enlo -rezt:stenfo -condtKfit;lr;ltrJ - imlvdoiJ!o -;xrml'IJoikloleo .:wfX1cili/eu

-;Jrmiliwtuteo -li'!lsivneo -sord!lo

11onwlti Av/Qil7(J/O li. . 'l.J:I. J .J. rtor;meo 117!1/Je/Jtoro

-cvrentv/

. . Fig. 1.11. Clasificarea metodelor de conversie a mrimilor neelectrice iri mrimi electrice.

Dup numrul de transformri efectuate i modul de interconectare se pot distinge: a) traductoare directe (simple) care realizeaz o singur conversie i b) traductoare complexe (compuse) care nglobeaz mai multe tipuri de elemente de msurare, rezultnd traductoare difereniale, suc-cesive, cu compensare etc. Cu ajutorul. traductoarelor .electromecanice

este posibil convertirea multor mrimi mecanice: deplasri, nivele, vi-teze i acceleraii ale pieselor n micare, deformaii etc. Prin folosirea unor dispozitive mecanice suplimentare (elementele sensibile), pot fi con-vertite i alte mrimi fizice: presiuni, debite, telnperaturi etc. Traduc'-toarele i convertoarele mai frecvent utilizate n construcia aparatelor de bord snt cele de tip rezistiv, inductiv i capacitiv.

() 1.2.1.1 Traductoare rezistive. Traductoarele rezistive sn:t: reostatice, tensometrice, de contact, electrolitice si magrietorezistive ..

r-f/S/ Tra:tctoare rezistive reo~tatice (p?teniometrice). Exis~ o rn~re varietate a traductoarelor reostatlce. Functionarea lor se bazeaza pe varia-tia rezistentei conectate n circuit n fun~tie de mrimea de intrare care este o deplasare X sau o rotaie ~- Ele pot fi- cu variaie continu sau n trepte, liniare , sau neliniare, bobihate sau din materiale semiconduc-toare etc. n fig. 1.12 snt prezentate principalele scheme de conec--

52

bil continuu sau n trepte~ n tabelul 1.8 snt prezentate trei tipuri de po-teniometre inelare care prin modul cum snt montate permit s se obin la ieire caracteristici statice Ue() de form triunghiular, trapezoi~

dal etc. Pentru deta[ii de ca:lcul se recomand lucrrile. [2, 127].

11

)( ~:

X

R

X

-

X ( 0~-J X. Fig~ 1.13. Poteni~uncionale:

'

.3 2

1 1 1

a ~ .GU s-eciune oontil)UU. variabil; b - cu variaie n trea,p.t; c ~ poteniome1iru de sinus i cosinus.

sc11ema de conexiune

(~~,--~_ .. O( . ,. . V -

- .

Tabelul 1.8 Caracteris~cil~ poteniometrelor inelare

1

Forma caracteristicii . ue (a)

Ji ~ Observaii

r 0 =rp/4; K 0 =U/90;

ri=2cx(l-o:)r0 ; (~ IX

0'.= ---: ~1 90 .

r0 =r p/4; ri=2~(1-:--;:)r0 ; IX-IXo

O:= - ; ct0 ~cx~90; 90-IXo

r v este rezistena poteniome..; trului

55

_rrb) Traductoarele tensornetrice se bazeaz pe variaia ll.R a rezisten~ tei\?ectrice -R a unor rezistoare numite mrci tensometrice la deforma tiile elastice ale acestora conform relaiei:

(lAO) c/..Q Traductoarele cu rezisten de contact snt rezistoare a cror re-

zisten Re variaz cu fora sau presiunea de apsare (sau de .ntindere) ca urmare a modificrii numrului de puncte de contact dintre elementele ce le compun conform relaiei: :

Re. Ro+k/F=.Ro+ko/ll.l, (1.41) unde R0 e~te rezistena elementelor' de contact, k i k0 - coeficieni .con-stani, F - fora de apsare, iar ll.Z - deformaia axial a rezistoru1ui. Pentru exemplificare se menioneaz coloana din pastile de crbune, a crei rez:isten scade cu fora de apsare axial pe coloan. Aceste tipuri de traductoare se pot utiliza n construcia aparatelor pentru msurarea

forelor, cuplur.ilor, acceleraiilor, vibraiilor_ etc. Au o arie mai restrns de aplicare n aparatele de bord.

(cf) Traductoarele electr-olitice funcioneaz pe principiul variaiei re-zist'etl'ei electrolitului dintre 'oi sau .m~i-muli 'electrozi datorat depla-srii lor relative sau-a deplasrii electrolitului. n fig. 1.14 snt :prezen-

X

(J

o---

-c d c X e Fig. 1.14. Tipuri de traductoare el~ctrolitice:

a - cu distan v:ariabil; b -' cu suprafa varilabil; c - cu variaia eleetrolitului; d - cu trei elootrozi i micare de translaie x; e - cu

trei electrozi i micare de rotaie oc.

tate cteva tipuri de traductoare .electrolitice. Rezistena traductorului se poate exprima sub f9rma:-

(i.42)

56

unde y este conductivitatea, A- aria electrodului, dl- distana elemen..-tar dintre electrozi, iar G- conductivitatea "geometric": Dac _l

ponent reactiv Xm a reluctanei care mpreun cu reluctanaRm.t a fie.,. rU.lbi i Rma a ntrefierurilor permite s se defineasc o "impedan" mag-

netic Zm astfel [2]: -N2

L= Zm

(1.45)

, Din aceast relaie se constat c inductivitatea traductoarelor poate fi variat acionnd asupra mrimilor N~ Rm;J, Rma i Xm prin parametrii de care ace~tea depind:

- . . E zi - E . a. . .- . p Je Rt- -- R- -'-X---, m- , m:z- , m- 2 f.!iAi f10 Ao (J)

(1.46)

unde oo. este pulsaia, iar fluxul magnetic total. . Metoda de comutare a numrului N de spire pentru variaia induc-tanei este puin rspndif. Exist mai multe tipu.ri de traductoare in-ductive, dup cum urmeaz:

. 1~ traductoare inductive. simple formate din circuit Inagnetic fix cu bdbin i o armtur mobil (fig. 1.15, a, b);, j- traductoare inductivedifereniale compuse din dou' circuite mag:..

nJlice ,prevzute fiecare cu cte o bobin i o armtur mobil comun (fig~ 1.15,.c}_;_~ . . _ . . _ .. _. . y .. . . . , . . ~ J ~ tradactoare dferenia:Le. _ie tip ,Jr:ir.hsfor1n(JQr_ . a eior funcio-

rilr~ este determinat de variaa flu.Xulul'decuplare a.intre dou grupe de bobine ale traductorului obinut prin deplasarea armturj~ mobile.

Pe fenotnent:!J de inducie electromagnetic se bazeaz urmtoarele tipuri de traductoare: _ -~ .... _: . -"_ . . .

- traductoarele ferOdz mice: funcioneaz pe principiul induceri unei t .. e.m~ ntr-un cadru m. bll plasat'ntr:-un crrip h1C1gneti~ alternativ, n cazul rotirii cadrului fa de axa neutr;

. '

:C[{~: o b c

Fig. 1.15: Tipuri de traductoare inductive: a - CU Vllriaia ntrefie!rului; b - CU variai.a [suprafeei; C. - 'trlatdUidtOr inductiV difei..

renial.

~ traductoarele de inducie: se bazeaz pe inducerea unei t.e.rn. n-tr-o "bobin (sau. ntr-un disc) n cazul deplasrii acesteia n cmpul mag.:-netic al unui magnet permanent.

n tabelul 1.9 snt prezentate prindpalele, forme constructiv~ ale traductoarelor inductive~ ... Pentru . calculul reluctanelor corespunztoare

1>8

Nr. crt.

Tipul

1

,,,, . 1 . tradu(!torului

1 Cu miezul n form de ;n;

2 Cu miezul cu trei coloane

3

4

5

7

8

9

Cu supra.:. faantrefieruhii

variabil

Diferenia! cumiezud

inform 1de !1('

D,iferenial ~, cu rrtiezu- ~ rile cu trei coloane

Cilindric

CHin dric

Solenbidal '

SOJenoidal

10 Cl1 disc profilat

~ariante de traduct9are ind11ctive

Schema constructiv

~n~ ~UM ",____

"

1

Deplasarea armturii,

mm

0,01 ... 5

0,01. .. 5

0,5 .. 15

0,01. .. 5

0,01 ... 5

0,1 ... 15

0,01 ... 5

3 ... 100

3 ... 50

o ... 3606 '

Tabelul 1.9

Observaii

Se execut din materiale ma-sive (aliaj annco)

Pentru cres-terea sensibi-

litii sole-noizii snt

prevzui cu circuit

magnetic de form cilin-dric

Se QOate ob-tine orice form a ca-racteristicii L=f(rJ.)

59

l -

Forme tipice de eledrozi i piese polare

Ne. cct., Fonna geometcic 1

1

~l@J' 1 1 1

JOEfJ 1 2 1

---

1 ~ 3 1 1 1

---

1 ~o~ 4 5

6

7

8

9

10

60

Relatii de calcul pentru parametrul

ab G= ~pentru 8 ~a, S~b

ab G= - +A2(a+b)+6A~ ~

ab G= ~ +A1(a+b)+SA~

ab G= 3.+aA1 + bA2 + SA1A 2

G= bA1 + SA1A 2

-

ab + cb G= ~ o+nc/2

G

2nr m ( m ) G= --- -- -xsinrx x cos rx sin rx

R+r Tm=-2-

TabeluL 1.10

Observaii

1

b- dimen-siune per-pendicu-lar pe planul figurii

Curbele Ah2=f(8) snt date n fig. 1.16;

b- dimen-siune perpendi-

cular pe planul figurii

,

Tabelul 1.10 (continu?re)

::;: 1 Forma geometric

11

12

Relaii de calcul pentru parametrul G

8 m+--

tcrcx ] In ~ +x-m

x+--tgcx

nr ( m ) G= -- -.--xsin r:1. x cos cx sm cx

1 Observaii

diverselor forme ale intrefierului se pot aplica formulele menionate n tabelul 1.10 i curbele A=.f(o) din fig:;.J.16. Dac forma ntrefierului este mai complicat, se aplic metode grafice de calcul. Dac circuitul mag-~ netic este nesaturat, conteaz nu- mai reluctana ntre~ierului 'Rma. A ln caz contrar se are n vedere si reluctana fierului Rmt Traducto~- 3 rele cu circuit magnetic masiv precum i toate traductoarele ca-re fu.rictioneaz la frecvent .ridi-cat reclam, con$ider,pea ... compo-nentei reactive a r~Iuctanei Xm . .

Calculul forelor. ce acioneaz aupra armturii .. mobile se face cu ajutorul teoremei forelor generalizate adic:

F= ( oo: )= :x (L;2 )= _. 1~ . . oL +LI ai ! .

2 ox at (1.47)

Cteva variante constructive de traductoare de tip transforma-tor snt prezentate n tabelul 1.11. Una din bobine este alimentat n

c.a.~ iar cealalt furnizeaz sem- n Olt 08 12 l6 2.0 b.cm nalul de ieire prin inducie elec- Fig. 1.16. Curbele A=f(8) pentru calcu-

fromag}:letic. Cuplajul magnetic lui traduotoarelor indu:ctive. ntre bobine variaz n functie de pozitia armtur,ii comune. In felul acesta tensiunea de ieire este ~uncie de deplasarea armturii, care este mrimea de intrare. Tensiunea

indus n bobina de ieire este: . U 6 =4,44 N f iJ> (1.48}

61

1

2

3

4

5

62

Tabelul 1.11

Traductoare inductive de tip transformator

Tipul traduc.,._ 1-torului

Cu miez n form de ;n;

-Difereriial -

Diferenial cu armtura

bobinat

Cu deplasarea longitudi-' nal-a -ar-"

murii ,-

Cu armtura rbtitoare ---

Schema Formule de calcul

A N2 G,.., UeM=- U1=kU1;

- 28 ' N1

Z1 =6.>L-~ w~N~G

s1::;..S-bx;.s2=S+bx;-R0 =B0/S0 ;

8 1 R1==Ro+ - =- ;

AI Gl 8 1

R 2=R0+ -=- A2 G2

Nr. -~ Tipul. crt. .: c ttaductorului

6

7

Solenoidal

Cu cadru (bobin) rbtitor

Schema

Tabelul 1.11 (Continuare)

Formule de calcul

N2 =U--M2; NI

(M1 i M2 snt inductivittile mutuale determinate pe cale grafoanali ti c)

(J)N Ue= y;f c; v=BAc sin~;

Ac- suprafaa cadrului; oo - viteza de rotatie a ca-

drului; ' B - inducia magnetic

unde ste fluxul prin bobina secundar a traductorului.c Relq.iile de calcul concrete snt date n tabelul 1.12. Primel(3 dou. trad:uctoare din ta.-

belfuncioneaz pe principiul reditribulrH ie,B:siunil~r tii i U 2 la bobina secundar ri funcie de de, plasare-a arniaurii. Urmtoarele trei tpad uctoare

funcioneaz pe principiul redistribuirii fluxurilor magn~tice ID1 i 2 Ultimul traduetor din t~bel este de tip ferodinamic.

f.

J o b c , -. ~ -'

Fig. 1.17. Tipuri de tradu.ctoare magnetoelastice. a -"' diferental; b _;_ diferen,ial de tip transformator; c ---' simplu.

Traductoareie magnetoelastice funcioneaz pe principiul variaiei permeabilitii magnetice a corpurilor feromagnetice sub aciunea defor-maiilor elastice. Este vorba cie efectul magnetoelastic.saumagnetostrictiv in, vers, cci exist :i . fenomenul magnetostrictiv direct care const n mo-dificarea .dimensi,unilor unui corp feromagnetic sub aciunea unui' cmp magn.etic exterior. De regul aceste traductoare se compun din una sau

63

--------- - --

mai multe bobine i un circuit magnetic nchis care se deformeaz sub aciunea unor factori externi (fore sau deplasri}. Reluctana magne-

tic Rm=l/IJ.A variaz dac sub aciunea mrimii de intrare se modific mrimea Il Proprietile magnetoelastice ale materialelor snt caracteri-zate prin sensibilitiie relative:-

S= Dof!/fL sau S= D.!J./v. , (1.49) D.lfl a

unde /J.ljl este alungirea relativ, iar a - tensiunea mecank din mate-rial, ambele producnd variaii LliJ. a lui Il n fig. 1.17 snt prezentate trei tipuri de traductoare magnetoelastice. Au o arie restrns de aplicaie la bord.

cf-1:-2.1.3. Traductoare capacitive. Funcionarea traductoarelor capaci-trve de deplasri (rotaii) i de fore (cupluri) se bazeaz pe transformarea acestor mrimi de intrare n variaia capacitii unor condensatoare. n-truct capacitatea unui condensator este funcie de forma armturilor i de permitivitatea e a dielectricului adic:

C=:eG=~e ~~ : , (1.50) ~~ . (,

unde mrimea G se calculeaz cu formulele din tabelul 1.10, rezult c se, obine o variaie a capacitii dac se modific a) geometria condensa-

toruluF(mrimile A i l); b) natura dielectricului (mrimea e) i c) starea de deforniaie mecanica dielectricului existent.

Se deosebesc traductoare capacitive ~i'Tfl,ple, i traductoare eapacitive difereniale. In tabelul 1.12 snt prezentate principalele tipur de traduc-toare capacitive, cum i unele relaii de calcul. Distana dintre electrozi trebuie astfel alea nct s ',nu se dep~asc tensiunea de strpungere care pentru aer este de 10 kVjmm. Forele (cuplurile) ce acioneaz asu-pra armturilor se calculeaz cu teorema forelor generalizate:

F- aw = .!_ (CU2 ) _ U2 ac. ax ax 2 u =const. 2 ax

(1.51)

Traductoarele capacitive snt mult utilizate la bord n special la construcia litrometrelor. Problemele specifice acestor utilizri vor fi pre-zentate n capitolul referitor la msurarea cantitii de comoustibil.

_L 1.2.1.4. Traductoarele generatoare cele mai frecvent utilizate snt pre-ze'fitate n tabelul 1.13. Cteva dintre ele snt aplicate direct n construcia unor aparate de bord aa cum este cazul tahometrelor, termometrelor, manometrelor etc. De aceea se va reveni 'cu amnunte n capitolele res-pective.

Cele artate cu privire la traductoare, nu epuizeaz acest domeniu n continu dezvoltare~ Au fost mentionate doar acele traductoare care au o aplicaie direct. sau care au tang~n cu msurrile de m:rimi neelec-trice la bordulaeronavelor [50, 94]. 64

Tipul traduc-torului

Cu distan variabil n-tre armturi

Diferentia! cu distan variabil n-tre armturi

Cu suprafa variabil a armturilor

Diferenia! cu suprafaa variabil

Cu dielectric variabil

Niv.elmetru cap aci tiv

Permiti vi tate a dielectricul ui variabil da-torit defor-maiei sale

5 - Aparate de bord

Traductoare (8pacitive de deplasare.~~ de for

Schema

J(

-tt Lfll!

-

l~-~ 1--1-.

~ C, "rY " "ct. ....... - c,

:li ffitg

Tabelul 1.13 Traductoare generatOare utilizate n: aparatele ,de bord

-"Mrimeade ieire-

1- Tensiune electric

2: i c'J'en!:!iJ.llle-electric

3 Tensiune termoelec-

. tromotoare

4 Tensiune piezoelectric

(sarcin eledric Q)

5 Tertsitin fo-toelectric

6 Curenti tur-bionari (cu-plu activ)

7 Tensiune U sau frec.,. vena f

66-

Mrimea de intrare

Vitez de rotaie, n

Vitez de translaie,-v

Teiiipertur -LlT=T-T0

...

For- (pre-siune) F

Flux luminos

n

Vitez de rotaie n

.

SC...llema construGt_:iv

y "-~-------\ L....VJ ~-- jl/ '\.-- -- - j j,,

~ o )u .

~mi ----- ~ - 1

T

~JP ~~-~ ~f2Dfuf {fi

.-.

Relaii. de calcul

U'=k n e

if=illV; U~kV; V=kQ

Q=kF

I=k

Ma=kn

n F= 60

{sau F=p!!); -60

p=nurrin-ll de dini

Doinenili de utilizare

Turaii-(2UO ... 3 000 rot/rriin)

Vibratiile (2 .... 04Hz) (10-2 10 V); De bite

(0.1 .. 50 l/s)

Fore i pre-siuni n re-gim dinamic:

ifmin===_ _ _ ; _ 1 ... 10 Hz: fmax=lOO Hz

Fotoelemente

Tura tii de 20 . .': 1U4 rot/min

Tura ii 102 ... 104 rot/min

1.2.2. Aparate indicatoare i elemente de prelucrare a semnalelor analogice

1.2.2.1. Aparatele de msurat i instalaiile de msurare analogic. Au n~omponena lor dispozitive de msurat (asigur micarea sistemului mobil), lemente de prelucrare a semnalelor, traductoare, elemente de re-ferin i elemente au~iliare. n construcia aparatelor de bord i pot gsi aplicarea .aproape toate. tipurile de. dispozitive. de msurat: .niagnetoelec-trice, electromagnetice, feromagnetice, electrodinamice, de inducie, ter-mice, electrostatice, cu vibraii etc. .

n afar de aparatele la care cuplul antagonist este produs pe cale mecanic (cu resort), n. construcia aparatelor de bord se utilizeaz aanumitele logometre la;cilre cuplul antagonist :este produs cu ajutorul unui cadru suplimentar. Se deosebesc logmnet.Pe~rnagn~toelectrice, electrodina-mice etc.

Din categoria elementelor auxiliare ale dispozitivelor de msuraf.fac parte: elementele de~ suspensia sistemului (echipamentului) mobil, ~lementele de. producerea cuplului antagollist, _dispozitivul de citire (afiare) a informaiei msurate, dispozitivul de amodizare i elementele de echi-librare.

~ rl.2.2.2. Ecuaia de micare a sistemului mobil. Majoritatea aparate-Ior .. au-sis.letxl.ruO:gil,cY mJc.ared~.rotaie. Ecuaia de micare a acestuia se obine din condiia de echilibru dinamic al tuturor cuplurilor ce, acio

neaz asupra axului de rotaie adic:

. (1.52)

ntruct cuplurile Mk au aceeai direcie, ecuaia vectorial ~e reduce la o sum algebric n care. ~ntervin cuplurile: .

M =f(x)c:p( cx) _este clip11l ~ctv :n care f(x) este o funcie ,oarecare de mrimea de intrare X, iar cp(cx)