KpAXprzyrzady.pdf

PRZYRZĄDY POKŁADOWE

Radosław Górzeński 2003

Podstawową funkcją przyrządów pokładowych jest dostarczanie pilotowi niezbędnych

informacji na temat prędkości lotu, kursu, wysokości, wznoszenia, położenia w przestrzeni

oraz informacji pozwalających na prowadzenie nawigacji i bezpiecznego pilotażu statku

powietrznego a także ułatwianie podejmowania decyzji taktycznych.

W latach 20’tych w lataniu bazowano wyłącznie na

odczuciach pilota, radzono sobie bez przyrządów

pokładowych. Prędkość powietrza oceniano po

wrażeniach słuchowych – śpiewie stalowych linek,

trzepotaniu spodni itp. Wysokość oceniano

wzrokowo, a wznoszenie po wciskaniu w siodełko.

Z czasem zaczęto wprowadzać pierwsze

prymitywne przyrządy. Początkowo szybowce

wyposażane były w prędkościomierz i

wysokościomierz, z czasem także w wariometr. Przyrządy ułatwiały pilotaż zwłaszcza ze

względu na zastosowanie zamkniętych kabinek z celuloidowymi osłonkami i izolację od

wpływów zewnętrznych, co powodowało znaczne utrudnienia w odbiorze wrażeń

dźwiękowych. Pod koniec lat 30’tych w szybowcach instalowano także busolę, zakrętomierz

i chyłomierz.

Wanda Modlibowska w szybowcu CWJ 1933r.

Podstawowy zestaw przyrządów wykorzystywany w szybowcu szkolno-treningowym to

wysokościomierz, prędkościomierz, wariometr/-y, zakrętomierz, chyłomierz poprzeczny oraz

busola. W szybowcach ultralekkich niekiedy ogranicza się go do trzech przyrządów:

wysokościomierza, prędkościomierza, wariometru. Przyrządem, często traktowanym przez

teoretyków z przymrużeniem oka jest icek, tak doceniany na zawodach przez pilotów

szybowcowych.

Od lat 40’tych trwały prace mające na celu udoskonalenie metod kompensacji wariometru

energii całkowitej, który w lotach szybowcowych jest praktycznie podstawowym, obok

prędkościomierza, wysokościomierza i icka, przyrządem.

Zderzenia szybowców podczas krążenia we wspólnych kominach termicznych były

przyczynkiem skonstruowania wariometrów akustycznych, które w powiązaniu z ickiem –

nitką przyczepioną do owiewki kabiny zastępującą chyłomierz – pozwalają na oderwanie

wzroku od przyrządów w krążeniu i skierowanie uwagi na otaczające szybowce. Prędkość

szybowca pilot ocenia po natężeniu szumu powietrza oraz położeniu maski względem

horyzontu.

Skonstruowanie wariometrów elektrycznych z wyjściem analogowym pozwoliło na

stworzenie szerokiej gamy komputerów pokładowych i elektronicznych kalkulatorów

dolotowych. Od kilkunastu lat piloci wykorzystują także odbiorniki GPS do prowadzenia

nawigacji. Kolejnym krokiem było wprowadzenie elektronicznych metod dokumentacji

przelotów w oparciu o rejestratory GPS i barograf elektroniczny eliminując w ten sposób

erę klasycznych barografów i aparatów fotograficznych, czy jeszcze wcześniejszych metod:

obserwatorów na ziemi, bramek i zrzucanych meldunków.

Obecnie w niemal każdym wyczynowym szybowcu można dostrzec komputery kieszonkowe

Pocket PC wykorzystujące oprogramowanie współpracujące z odbiornikiem GPS i

wariometrem elektrycznym, ułatwiające prowadzenie nawigacji i podejmowanie decyzji

taktycznych. Często zdarza się, iż pilot latający wyczynowo na przeloty wozi ze sobą mapę

lotniczą gdzieś za plecami w celu wykorzystania jej jedynie w razie awarii elektroniki.

Ja również latałem na żagielku i w pewnym momencie przelatujący w pobliżu SG-21

uderzył w skrzydło mojego CW-5. Zacząłem pikować. [...] Odrzuciłem limuzynę, wyrwałem

tablicę przyrządów – która przedstawiała

znaczną wartość – włożyłem ją ... pod pachę

i odpiąłem pasy. „Poddusiłem” szybowiec,

wyrwałem w górę, wykonałem pópętle i gdy

byłem na plecach – wyskoczyłem. Poczułem

szarpnięcie linki wyzwalającej spadochron i

po chwili zawisem pod jego czaszą w

powietrzu. [Bezmiechowa, 1939]

Błasiak S.: Bolesław Kochanowski. Żyć

znaczy latać. PLAR 10/98

W ofertach sprzedaży szybowców wymienia

się kilka komponentów: sam szybowiec, wózek transportowy, spadochron i ... przyrządy.

Choć prawdopodobnie nikt już dziś nie wyskoczy z szybowca z tablicą przyrządów pod

pachą, niemniej zarówno ze względu na cenę jak i ich znaczenie, przyrządy są bardzo

ważnym wyznacznikiem ogólnej klasy szybowca.

Skrypt omawia szczegółowo zagadnienia klasyfikacji, budowy i eksploatacji przyrządów

pokładowych. Zakres skryptu jest znacznie szerszy od wymaganego na Teoretycznym

Kursie Szybowcowym i może stanowić dodatkowe źródło informacji do nauki przed

egzaminem PLKE na licencję szybowcową.

Dokumentacja

Nadzór nad eksploatacją statków powietrznych, a także przyrządów pokładowych sprawuje

IKCSP – Inspektorat Kontroli Cywilnych Statków Powietrznych wchodzący w skład Urzędu

Lotnictwa Cywilnego.

Przyrządy wykorzystywane w szybowcach powinny posiadać metryki określające typ, numer

fabryczny, datę produkcji, resurs przyrządu, datę zabudowy do konkretnych szybowców i

czasookresy pracy. Metryki przechowuje się wraz z pozostałą dokumentacją szybowca,

instrukcją użytkowania w locie oraz książką płatowca, do której również wpisuje się typ i

numery fabryczne zabudowanych przyrządów. W książce i metrykach dokonuje się wpisu o

przeprowadzanym obowiązkowo co 18 miesięcy lub 300 godzin nalotu przeglądzie tablicy

pokładowej i kontroli szczelności instalacji.

Całkowity okres eksploatacji przyrządu jest określany przez producenta jako tzw. resurs.

Niekiedy przyrządy mogą być eksploatowane bez określonego resursu, na podstawie stanu

technicznego.

W odróżnieniu od sytuacji panującej w krajach zachodnioeuropejskich, u naszych

południowych sąsiadów czy też za oceanem, w Polsce dominuje rygorystyczne i

Tablica przyrządów szybowca Jantar std

biurokratyczne podejście urzędników nadzoru do spraw związanych z montażem

dodatkowych przyrządów. Powoduje to powstawanie absurdów, „partyzantki” i często

patologicznych sytuacji zwłaszcza w przypadku tablic pokładowych szybowców

wyczynowych.

Podział i błędy przyrządów

Klasyfikacji przyrządów pokładowych dokonuje się:

według przeznaczenia na:

- pilotażowo-nawigacyjne

- kontroli pracy silnika (np. obrotomierz, wskaźnik temperatur głowic lub oleju, ciśnienia

oleju itp.),

- kontroli pracy płatowca (np. wskaźnik położenia klap, podwozia, ciśnienie powietrza itp.),

- specjalne,

według zasady działania na:

- manometryczne (barometryczne),

- żyroskopowe,

- magnetyczne,

- elektroniczne,

oraz według sposobu zasilania na:

- elektryczne,

- pneumatyczne.

Przyrządy podczas lotu podlegają działaniu otoczenia. Wpływ na dokładność wskazań mają

m.in. temperatura, ciśnienie i wilgotność powietrza (a tym samym gęstość) oraz zmiany

położenia, przyspieszenia, drgania płatowca itd. W celu eliminacji niekorzystnego wpływu

otoczenia stosuje się różnorakie systemy zabezpieczeń: ze względu na ryzyko kondensacji

pary wodnej elementy przyrządów są oksydowane lub lakierowane, stosuje się odstojniki

wilgoci na przewodach ciśnieniowych. W celu eliminacji wpływu drgań przyrządy i tablice

pokładowe montowane są na gumowych amortyzatorach. Dla kompensacji zmiennych

temperatur wykorzystywane są wkładki termiczne o odpowiednim współczynniki

wydłużalności liniowej.

Podstawowe problemy eksploatacyjne, które są typowe dla przyrządów zasilanych

pneumatycznie to zatkanie oraz niewłaściwe ustawienie względem strug napływającego

powietrza dajników ciśnienia, niedrożność lub nieszczelność przewodów ciśnienia,

zawodnienie instalacji oraz oblodzenie dajników np. rurki Pitot’a (rozwiązaniem jest tu

zwykle elektryczne podgrzewanie rurki).

Wskazania przyrządów są obarczone błędem stanowiącym różnicę pomiędzy wielkością

rzeczywistą (mierzoną) a wskazywaną.

przyrząd zakres dokładność

W-10S-C 0÷10.000 m ±15 m dla 0 m, ±110 m dla 10.000 m

PR-250S-B 0÷250 km/h ±3 km/h w zakresie do 20 km/h, ±5 km/h w 20÷250 km/h

PR-400S-A 0÷400 km/h ±3 km/h w zakresie do 40 km/h, ±5 km/h w 40÷400 km/h

WRs-5E

±5 m/s

±7,5 % w temp. +20°C, ±15 % w temperaturze -30°C i +50°C

WRs-10

+10 m/s ÷

–6m/s

±0,2 m/s dla 0÷2m/s, ±0,4 m/s dla 2÷4 m/s

±0,9 m/s dla 4÷6 m/s, ±1,3 m/s dla 6÷10 m/s

WRs-30D ±30 m/s

±10 % dla 5 m/s, ±7 % dla 10 m/s, ±4 % dla 30 m/s

Rozróżniamy dwa rodzaje błędów przyrządów:

- metodyczne , wynikające z niedokładności w odtwarzaniu przez układ danego przyrządu

zależności funkcjonalnej łączącej wielkość mierzoną z tą wielkością, na którą w

rzeczywistości reaguje dany element pomiarowy. W przypadku wysokościomierza

wielkością wskazywaną jest wysokość, wielkością mierzoną natomiast ciśnienie powietrza,

które jest funkcją wysokości. Nieliniowość i nieproporcjonalność wielkości jest źródłem

utrudnień przy konstruowaniu przyrządów,

- instrumentalne , pochodzące z niedoskonałości konstrukcji i technologii wytwarzania

przyrządu oraz jego regulacji,

- dynamiczne , wynikające ze zmiennych obciążeń, przyspieszeń i drgań oddziaływujących

na przyrząd w czasie lotu,

- odczytu , np. błąd paralaksy wynikający z miejsca zabudowy w kabinie i obserwacji

wskazówki względem tarczy pod różnym kątem, a także błędy wynikające z dokładności

podziałki i kształtu wskaźnika oraz intensywności oświetlenia przyrządu.

Błędy instrumentalne dzielimy na:

- błąd tarcia , niemożliwy do wyeliminowania z mechanizmów ruchowych. Szczególnie

widoczny błąd ten jest w wysokościomierzu szybowcowym, który ze względu na brak drgań

płatowca (w odróżnieniu od drgań samolotów wyposażonych w silnik) wymaga częstego

opukiwania z powodu znacznej złożoności mechanizmu przekazywania wielkości sygnału,

- luzy , związane z błędami tarcia jako ich antidotum; widoczne szczególnie w przypadku

przyrządów żyroskopowych,

- histereza , występująca w urządzeniach z odkształcalnymi

elementami sprężystymi (sprężyny, membrany). Histereza polega

na odmiennym przebiegu odkształceń przy odciążeniu i

obciążeniu elementu sprężystego. Histereza powiększa się po

okresie dłuższego wyłączenia przyrządu z eksploatacji,

- błąd termiczny , wywoływany wpływem zmian temperatury

otoczenia na wymiary części przyrządu, ich własności sprężyste

oraz oporność cewek i przewodów elektrycznych,

- błąd skalowania , pojawiający się bądź to w zakładzie

produkującym, bądź też podczas eksploatacji przyrządu na skutek zmian własności

sprężystych elementów w wyniku starzenia się elementów lub wystawiania ich na duże

przeciążenia w locie,

Zjawisko histerezy

F - siła, L - odkształcenie

- błąd położenia wywołany nieodpowiednimi warunkami zabudowy samego przyrządu lub

jego dajnika, np. nieodpowiednie ustawienie dajnika ciśnienia względem opływającej strugi

powietrza bądź też niestaranny montaż chyłomierza lub zakrętomierza.

Wielkości poprawek dla błędów, których usunięcie jest niemożliwe, wykreśla się na

specjalnych karteczkach, przyklejanych we wnętrzu kabiny. Dotyczy to prędkościomierza,

wysokościomierza oraz busoli.

Wysokościomierz

Wysokościomierz barometryczny przeznaczony jest do wskazywania absolutnej lub

względnej wysokości lotu szybowca. Serce przyrządu stanowi membranowa puszka

aneroidowa – szczelnie zamknięte elastyczne metalowe naczynie. Do obudowy przyrządu

doprowadzane jest powietrze przewodem z dajnika ciśnienia statycznego. Wraz ze

wzrostem wysokości maleje wielkość ciśnienia powietrza. Wskutek różnicy ciśnień –

powietrza zawartego w puszce i otaczającego ciśnienia statycznego – następuje

zwiększenie lub zmniejszenie objętości puszki i jej długości, co z wykorzystaniem przekładni

jest przenoszone na ruch wskazówki. Bimetaliczny kompensator eliminuje wpływ zmian

temperatury.

Wysokościomierz. Zasada działania [1]. Wysokościomierz W-10S-C [2].

Przykładem wysokościomierza wykorzystywanego w szybowcach jest W-10S-C. Wskazówka

cieńsza i krótsza wskazuje liczbę kilometrów, wskazówka grubsza i dłuższa liczbę setek

metrów. Na wysokości np. 1300 metrów wskazówka krótsza znajduje się pomiędzy cyfrą 1

a 2 (dokładnie w punkcie 1.3), natomiast wskazówka dłuższa przy cyfrze 3. Przyrząd

pozwala na odczyt wysokości w zakresie 0÷10.000 m przy temperaturze od -55°C/+70°C.

Podobnie jak większość polskich przyrządów szybowcowych produkowanych przez PZL

Warszawa II (wariometrów, prędkościomierzy i wysokościomierzy) ma średnicę 80 mm.

Wysokość lotu jest pojęciem względnym. Wyróżniamy następujące rodzaje wysokości:

- wysokość względna, odległość od znajdującego się pod szybowcem podłoża,

- QFE (AGL – above ground level) wysokość mierzona względem ciśnienia lotniska,

- QNH (MSL – mean sea level) wysokość bezwzględna mierzona w stosunku do aktualnie

panującego ciśnienia zredukowanego do poziomu morza,

- QNE (STD – standard) wysokość mierzona w stosunku do ciśnienia atmosfery

standardowej (czyli do średniego ciśnienia na poziomie morza na 45° szerokości

geograficznej przy 15°C wynoszącego 1013.25 hPa lub 760 mm Hg).

Należy pamiętać, iż wysokościomierz szybowcowy nie ma zalet radiowysokościomierza

stosowanego np. na śmigłowcach i nie wskazuje dokładnej wysokości nad terenem, a

jedynie wysokość względem ciśnienia panującego w danym momencie w danym punkcie o

określonej wysokości. Często piloci wykonujące swoje pierwsze w życiu lądowanie w polu

przypominają sobie o tym fakcie dopiero po przyziemieniu i ze zdziwieniem konstatują

wskazanie wysokościomierza różne od zera.

Pokrętło usytuowane na spodzie przyrządu i widoczna w okienku podziałka wyskalowana w

mm Hg lub hPa pozwalają na nastawę ciśnienia odniesienia w zakresie 980÷1050 hPa

(670÷790 mm Hg) i dopasowanie wskazania wysokościomierza do wymaganego ciśnienia

lub ciśnienia panującego aktualnie na poziomie interesującego nas lotniska.

Ze względu na wspomniane wcześniej błędy tarcia, luzy i złożoność mechanizmu

przełożenia wielkości mierzonej na wskazywaną wskazówka wysokościomierza „zawiesza

się” i przyrząd wskazuje wysokość różniącą się o kilkadziesiąt metrów od rzeczywistej (ok.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: