ВЫБОР И ПОДГОТОВКА ПРИБОРОВ

Качество и точность полетного — эксперимента в большой сте­пени определяются правильным выбором метода измерений и измерительных приборов, а также грамотной эксплоатацией аппаратуры в процессе проведения испытаний.

При проведении летных испытаний большей частью приме­няются визуальные или самопишущие приборы, расположенные на самом испытываемом самолете; в некоторых случаях часть измерений производится при помощи стационарной аппаратуры, установленной на земле.

Визуальные бортовые приборы имеются на всех самолетах; это пилотажно-навигационные приборы и приборы контроля ра­боты двигателей. Очень часто точность этих приборов ниже точ­ности самописцев. Поэтому при проведении экспериментов пред­почитают, как правило, самописцы, применяя визуальные приборы только в случае необходимости.

Отсчет показаний по визуальным приборам производится летчиком или, если это невозможно, наблюдателем. В случае большого количества измерений или при использовании визуаль­ных приборов для измерений на неустановившихся режимах полета целесообразно применять кино — или фотоаштпарат и про­изводить в нужные моменты времени съ е м к у приборной доски с установленными на ней приборами. В таких случаях к кино — или фотоаппарату приспосабливается какое-либо меха­ническое или электрическое устройство’, позволяющее летчику или наблюдателю осуществить дистанционное управле — н и е. На приборной доске устанавливают часы с секундомером.,

расшифровка показаний которых позволяет получить изменение по времени интересующих нас величин. Иногда производится съемка не основной, а специальной приборной доски, устанав­ливаемой в любом удобном месте и обычно искусственно под­свечиваемой. Обычно специальную приборную доску и фото­аппарат устанавливают на одной жесткой рамке (фиг. 2.5).

В настоящее время разработаны и широко применяются само­писцы для регистрации почти всех величин, которые могут пред­ставлять интерес при летных испытаниях. Существуют само­писцы скорости (спидографы), высоты или, вернее, атмосферного давления (барографы), температуры (термографы), давления масла или горючего (манографы), составляющих перегрузки по осям самолета (акселерографы), составляющих угловой ско­рости вращения (жирографы), углов отклонения рулей или ка­ких-либо рычагов (СОР — самописцы отклонения рулей), углов тангажа (инклинографы), оборотов двигателя (тахографы) и т. д.

В этих самописцах применяется самая разнообразная запись (чернилами по бумаге, накалывающая запись на кальке, фото — запись на пленке, царапающая запись на бумаге с цветным по­

крытием, на закончено# бумаге и др.). В зависимости от назна­чения прибора применяется разная скорость движения ленты — от 0,1 до 5 мм/сек — для записи показаний на установившихся ре­жимах и порядка 10—20, а иногда и до 100—200 мм/сек для записи показаний на неустановившихся режимах. На некоторых самописцах предусмотрена возможность переключения дви­жения ленты на несколько скоростей. По принципу действия конструкции самописцев также весьма разнообразны; в неко­торых самописцах применяется механическая передача от чув­ствительного элемента к записывающему рычагу, в других — электрическая или оптическая. Вращение барабана или бара­банов, на которых смонтирована лента для записи, осущест­вляется при помощи электромотора малых габаритов либо ча­сового механизма. На электросамописцах обычно предусматри­вается специальная отметка ленты через определенные про­межутки времени, позволяющая синхронизировать запи­си разных самописцев, что особенно существенно при измерениях на неустановившихся режимах.

Как уже было указано, самописцы обладают обычно повы­шенной точностью по сравнению с бортовыми визуальными при­борами. Другим их преимуществом является возможность раз­мещения их в разных частях самолета. Наконец, при примене­нии самописцев остается документальная запись, что часто имеет существенное значение.

Для устранения влияния изменения температуры воздуха в большинстве самописцев применяется электрообогрев с автоматической регулировкой температуры внутри кожуха само­писца.

Для измерения быстро изменяющихся величин, например, вибраций частей самолета или изменения числа оборотов при резкой даче сектора газа, часто применяется осциллогра — фическая аппаратура.

Стационарная аппаратура, к которой относятся радиоло­каторы, фотокинотеодолитные установки и т. п., применяется в основной для измерения элементов разбега и пробега самолета и его траектории, а также может быть пример нена для определения траектории полета беспилотных летаю-’ щих моделей. Однако вследствие сравнительной сложности этой аппаратуры, ограниченной возможности ее применения из-за от­носительно малой дальности действия, большого персонала, не­обходимого для ее эксплоатации, и длительности обработки материалов, она не нашла особенно широкого применения за исключением указанных выше видов испытаний. Нужно доба­вить, что в большинстве случаев известные трудности представ­ляет точная синхронизация записей, производимых при помощи стационарной аппаратуры, с записями самописцев на самолете. Кроме того, для учета влияния ветра необходимо в процессе из­мерений производить при помощи шаров-пилотов или радиозон —

дав определение скорости и направления ветра по высотам, а также регистрировать изменения температуры воздуха на вы­соте.

В последние годы известное распространение получила так называемая телеметрическая аппаратура, при помощи которой показания датчиков, расположенных на само­лете, по радио передаются на землю. Применение этой аппара­туры, несмотря на известную сложность ее, в ряде случаев яв­ляется весьма целесообразным. Так, при проведении испытаний на пикирование, на флаттер, на максимальные перегрузки и при других видах испытаний, когда возможно разрушение самолета в — воздухе, а также при первых полетах нового опытного само­лета, особенно необычной схемы, применение этой аппаратуры может оказаться исключительно полезным. Кроме того, наблю­дая на земле по показаниям приборов весь процесс выполнения полета, можно на ходу корректировать и исправлять задание. Для той же цели при некоторых испытаниях целесообразна передача летчиком по радио показаний визуальных приборов и консультация его с земным персоналом в процессе выполнения задания.

Выбор той или иной аппаратуры и способа измерения для проведения испытаний зависит от столь большого количества факторов, что невозможно дать какие-либо общие указания по этому вопросу. Многое зависит от цели испытаний, потребной точности, возможности размещения на самолете приборов тех или иных габаритов, характера заданных режимов (установив­шиеся или неустановившиеся режимы), количества потребных измерений, необходимости их синхронизации, срочности прове­дения испытаний и т. п.

Перед установкой приборов на самолет, а также периоди­чески в процессе испытаний, если последние проводятся в тече­ние продолжительного времени, производится лаборатор­ная поверка и тарировка приборов во всем диапазоне их работы. В результате этой тарировки определяют инстру­ментальные (или приборные) поправки при раз­ных показаниях прибора. Если поправки превышают допустимые для данного типа прибора величины, то он заменяется другим, имеющим меньшие поправки. Вследствие наличия в приборах трения и люфтов инструментальные поправки следует опреде­лять при прямом и обратном ходе, причем разница поправок не должна превосходить допустимых для каждого прибора норм. В результате обработки данных лабораторной та­рировки строится так называемая тариров очная кри­вая, на которой по оси абсцисс откладывается показание визу­ального прибора, а по оси ординат— инструментальная поправка

^^пр “ ^пр. испр А’пр,

где Хпр — показание прибора, Хпр. иепр— истинное (исправлен­ное) значение величины, соответствующее показанию ХР. На фиг. 2. 6 показан образец тарировочных кривых указателя ско­рости.

Фиг. 2.6. График инструментальных поправок указателя скорости.

Для самописцев на тарировочной диаграмме по оси абсцисс откладывают истинное значение измеряемой величины, а по оси ординат — высоту соответствующей записи на ленте самописца от базовой (нулевой) линии (фиг. 2.7).

Фиг. 2.7. Тарировочный график двухстрелочного спидографа.

Если приборы не имеют обогрева, их следует тарировать при нескольких температурах воздуха, напри­мер, при комнатной температуре, 0°, —25° и —50° С, а при об­работке результатов эксперимента пользоваться соответствую­щей кривой.

Результаты тарировки каждого прибора следует сравнивать с прежними его тарировками для проверки стабильности его работы, т. е. степени устойчивости показаний прибора при одинаковых внешних условиях его работы. Приборы со значи­тельно меняющимися тарировочными диаграммами следует бра­ковать.

В некоторых случаях принято производить тарировку прибо­ра на вибростенде, создающем вибрации постоянной амплитуды и частоты, соответствующие вибрациям на самолете, что прибли­жает условия работы прибора при лабораторной тарировке к ре­альным условиям в полете.

Вопрос о погрешностях приборов будет рассмотрен в сле­дующей главе.

При установке приборов на самолет должен быть выполнен ряд требований, существенных для их нормальной работы в процессе испытаний. Прибор должен быть установлен в таком месте, чтобы к нему был удобный подход, позволяющий быстро и без помех производить зарядку и разрядку прибора. В месте установки прибора не должно быть резкого изменения темпера­туры при изменении режима работы двигателя. Проводка к при­борам, измеряющим давление, должна быть возможно ко­роче, без резких изломов и перегибов, для того чтобы запаздывание показаний прибора при быстром изменении измеряемого давления было минимальным. Существенно также, чтобы в трубопровод между приемником и прибором, измеряю­щим давление, не могла попасть влага. Для поглощения вибра­ций и уменьшения их влияния самописцы устанавливаются на амортизаторах, а приборные доски, на которых смонти­рованы визуальные приборы, укрепляются на амортизирующей подвеске.

Для расшифровки показаний самописцев применяются спе­циальные прозрачные шаблоны из целлулоида с нанесенной на них шкалой и базовой линией (фиг. 2.8), а также риской, которую следует совмещать с отметкой отметчика времени на ленте; в пересечении шкалы с записью на ленте производится отсчет, соответствующий данному моменту времени. По этому отсчету при помощи тарировочной кривой определяют значение измеряемой величины.

Для расшифровки показаний визуальных приборов, снятых при помощи кино — или фотоаппарата, применяются специальные расшифровочные столики с увеличительным стеклом и подсвет­кой кадров пленки.

Для всех приборов, для которых это возможно, целесообраз­но перед полетом и после него произвести непосредственно на самолете сокращенную тарировку, заключающуюся в прогонке лент самописцев или записи показаний визуальных приборов на нескольких контрольных режимах. Наличие таких контроль­ных точек позволяет избавиться от ряда погрешностей при проведении испытаний. Для тех приборов, для которых невоз-

Фиг. 2.8. Шаблон для расшифровки записей на лентах само­писцев.

можна контрольная тарировка на самолете, следует до и после полета делать кратковременные запуски для получения контроль­ной нулевой линии на ленте.