ТОЧНОСТЬ РАЗНЫХ ВИДОВ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Как уже указывалось в § 4, при определении основных лет­ных характеристик самолета, как правило, ограничиваются не­большим количеством повторных полетов и повторных измере­ний. Вследствие этого оценить точность полученных результатов на основе анализа материалов данного конкретного испытания обычно не представляется возможным.

Если определение основных летных характеристик самолета производится при помощи одних и тех же установившихся мето­дов и при помощи комплекта одинаковых стандартных приборов, то можно считать, что при тщательном проведении испытаний точность испытаний одного и того же типа, проводимых в разных организациях на разных самолетах, будет примерно одинакова.

Для оценки точности разных стандартных видов летных испытаний в крупных летно-испытательных и летно-исследова­тельских организациях время от времени проводят специальные испытания. Подобного же вида специальные испытания для оцен­ки точности необходимо производить при коренном изменении или внедрении новых методов испытаний или новой аппаратуры.

Получив на основе анализа материалов таких специальных испытаний оценку точности испытаний данного вида, в дальней­шем ее используют для оценки точности результата тех или иных конкретных испытаний.

і Проф. М. Ф. Маликов, Основы метрологии, ч. 1, М, 1949.

На практике используют обычно один из двух способов определения точности испытаний данного вида. Первый из этих способов заключается в том, что многократноповторяют испытания данного вида и определяют точность их по ана­лизу и сходимости конечных результатов. По второму способу выделяют основные возможные источники погреш­ностей, тем или иным методом оценивают средние погреш­ности, вызываемые каждым источником, а затем по приведенным в § 4 формулам определяют средние ошибки всего испытания.

В виде примера рассмотрим оценку точности тарировки ука­зателя скорости в полете.

В главе V показано, что тарировка приемника давления в по­лете заключается в определении так называемой аэродинамиче­ской поправки в зависимости от скорости _по прибору Кпр, причем в случае полета вблизи земли bVa — VY А—^пР, где V — истинная скорость, а А = 0,379 —относительная плотность воз­

духа. Один из методов тарировки состоит в том, что самолет при одной и той же скорости по прибору Vnp пролетает на малой высоте вдоль прямолинейной базы длиной в несколько километ­ров в двух противоположных направлениях; измеряя при помощи секундомеров время пролета базы в каждом направлении, опре­деляют истинную скорость самолета V, а при помощи установ­ленных на самолете приборов (или по данным метеостанции) определяют давление воздуха р и температуру Т, а также ско­рость по прибору КПр. Проделав такие измерения для ряда зна­чений Vuр, получают для каждого из них соответствующее значе­ние аэродинамической поправки SVa, после чет по полученным точкам строят график &Va=f{VПР).

Оценка точности тарировки указателя скорости может быть проведена двумя способами. При первом способе производится многократное повторение тарировочных полетов, в результате чего кривая Wa в зависимости от Vnp проводится не по 5—6 точ­кам (как это принято при нормальных испытаниях), а по не­скольким десяткам точек. Рассматривая проведенную по боль­шому числу точек кривую, как условное «среднее арифметиче­ское», находят среднюю квадратичную или вероятную погреш­ность для нескольких диапазонов VnT>. При втором способе оценки точности необходимо прежде всего установить возможные источ­ники погрешностей. Для нашего примера такими источниками являются:

1) неточное измерение Упр при помощи указателя скорости или спидографа;

2) неточное измерение времени пролета базы;

3) неточное измерение давления воздуха р;

4) неточное измерение температуры воздуха Г;

5) неправильное ведение самолета по базе;

6) погрешности, связанные с порывами ветра и с изменением его ско-рости во время пролета самолетом базы;

7) погрешности, связанные с неточностью подсчетов, осеред — нением записи приборов и т. п.

Оценив на основе лабораторных испытаний приборов и спе­циальных опытов погрешности, вызываемые каждым источни­ком, по формулам § 3 находим средние погрешности для разных значений КПр.

Таким образом при первом способе оденка точности произ­водится по анализу конечных результатов, а при втором спосо­бе—по анализу точности всех промежуточных измерений и эле­ментарных операций, на которые можно разбить данное испыта­ние. Первый способ приводит к более надежным результатам, однако — применение его связано с большим количеством летных экспериментов и с большими затратами. Вследствие этого чаще применяют второй способ или комбинируют оба способа, про­изводя основную оценку точности по второму способу и приме­няя первый способ лишь для приближенной проверки получен­ной оценки.

Точность летных испытаний в основном определяется точ­ностью примененных измерительных приборов.

Точность измерительного прибора характери­зует степень достоверности результата единичного измерения, произведенного при помощи этого прибора в нормальных усло­виях его работы, при условии внесения в результат измерения необходимых поправок. Обычно для характеристики точности прибора указывается относительная погрешность, выраженная в долях или процентах верхнего предела или диапазона величины, измеряемой при помощи данного прибора. Так, если указано, что предельная по­грешность указателя скорости равна 0,5’%, а прибор рассчитан для измерения скорости до 1000 іал/час, то абсолютная предель­ная погрешность равна 5 км/час, а относительная предельная по­грешность будет различной в зависимости от величины измеряе­мой ско-рости (Г°/о при К=500 км/час, 2% при V = 250 км/час и т. д.). Во всех случаях, когда из формуляра прибора или из его описания берутся данные о точности, нужно разобраться и точно выяснить, какой параметр точности был применен — пре­дельная, средняя квадратичная или вероятная погрешности.

Для определения точности измерительного прибора произво­дится многократная тарировка его в лабораторных условиях. Проведя через все полученные точки среднюю тарировочную кривую и рассматривая отклонения отдельных точек от нее как остаточные погрешности, определяют по приведенным в § 3 фор­мулам средние погрешности для нескольких диапазонов значений измеряемой величины. В табл. 3 приведены при­мерные величины предельных погрешностей стандартных прибо­ров, применяемых при летных испытаниях. В оценку точности каждого прибора включена оценка точности его единичной та­рировки.

Таблица 3

Точность приборов, обычно применяемых при летных испытаниях Наименование прибора Диапазон работы Предельная погреш­ность Барограф До 15 000 м 1.5-2 мм рт. ст. Спидограф До 1000 кмічас 5—10 кмічас Высотомер До 12 000—15 000 м 2 мм рт. ст. Указатель скорости До Ю00 км! час 5—10 км/час Жирограф До 0,2 рад/сек. 2—3% от макс, пока­зания До 3,0 рад/сек. То же Акселерограф От lg — до —7g (0,06-0,10) £ 0 до ±g о о о о LO Тахограф От 500 до 4000 об/мин 1% от макс, показания Динамометрическая + 10 кг 1 — 1,5% от макс, пока­ ручка зания * § § +1 — н То же Динамометрическая До 90 кг 1 — 1,5% от макс, пока­ педаль зания Инклинограф ± 25е to о Г GO О

Приведенные в табл. 3 предельные погрешности характери­зуют точность приборов для нормальных условий их работы и при условии внесения в результат измерения необходимых поправок (на температуру, влажность воздуха, перегрузку и т. п.). Если эти поправки не вносятся при обработке результатов испытаний, то точность приборов, естественно, будет ниже. На практике при стандартных испытаниях указанные поправки обычно не вносят­ся, так как в современных приборах предусмотрена температур­ная компенсация и производится тщательная динамическая ба­лансировка отдельных элементов прибора. Однако в особо ответ­ственных испытаниях принято вносить все необходимые поправки.

При оценке точности эксперимента необходимо учитывать точность обработки, зависящую от точности подсчетов, точности используемых номограмм или вспомогательных таблиц, точности осреднения записей приборов, точности графического дифференцирования и т. п.

В табл. 4 приведены средние данные, весьма ориентировочно характеризующие точность отдельных видов летных испытаний.

Примерная точность отдельных видов летных испытаний
(при методически правильном их проведении)

Таблица 4 Измеряемая величина Средняя квадратич­ная погреш­ность Примечание Барометрическая высота 10-15 м Для #=0 полета 60 — 90 м Для #=15 000 ж Фактическая скорость по- 0,5% Для Кист=500 км/час, #=0 лета (истинная) 0,9% Для Иист=500 км/час, #=10000 м 0,350/в Для Кист^ЮОО км/час, Н— 0 0,50/в Для VKCX= 1000 км/час, #= 10000 м Температура воздуха Г с Плотность воздуха 0,35% Для Н—0 0,6% Для #=10 000 м Число М О,60,0 Для М=0,5, #=0 1% Для М=0,5, #=10 000 м 0,4% Для М=1, # = 0 0,6% Для М = 1, #=10 000 м Максимальная горизон­ 1% При определении скорости гю тальная скорость само­ кривой V^max=/(#), проведен­ лета на заданной вы­ ной по точкам, полученным из соте трех полетов Максимальная вертикаль­ 4% При определении вертикальной ная скорость самолета скорости по кривой Vу тах= у земли = /(#), проведенной по точ­ Потолок самолета 200 м кам, полученным из двух по­летов То же Длина разбега (пробега) Со 1 Сл о о При определении длины разбега Длина взлетной (посадоч­ 3—5% (пробега) как средней из пяти взлетов (посадок) ной) дистанции Техническая дальность Ю 1 СО ( полета 1

В заключение необходимо отметить, что в технических отче­тах по летным испытаниям часто для характеристики точности испытаний на графиках изображают так называемую «дорож­ку» погрешностей. Пусть, например, целью летных испытаний является получение зависимости максимальной горизонтальной скорости самолета от высоты полета. Определив для ряда высот значения максимальной скорости и нанеся полученные точки на

график, проводим через эти точки кривую Vmax—f{H) (фиг. 3.4). Пусть точность определения Vmix на заданной высоте характери­зуется средней квадратичной погрешностью GFmax, величина ко­торой может быть различной для разных высот Я. Тогда, отло­жив для ряда значений Я величину а утлх по обе стороны от кривой Vmaх = /(Я) и соединив полученные точки кривыми, полу­чим «дорожку», ширина которой при ординате Я характеризует точность определения величины Vmzx на заданной высоте Я. Если от кривой Vmax откладывать предельную погрешность SUm r тах (а не среднюю квадратичную), то получим «дорожку», относи­тельно которой с вероятностью, близкой к достоверности, можно утверждать, что истинная кривая 1/тах=/(Я) лежит внутри рас­сматриваемой дорожки.