Летные инструменты

Кабина двухместного легкого самолета Slingsby T-67 Firefly . Летные приборы видны слева на приборной панели.

Пилотажные приборы - это инструменты в кабине самолета, которые предоставляют пилоту данные о полетной ситуации этого самолета, такие как высота , воздушная скорость , вертикальная скорость , курс и многое другое, важную информацию в полете. Они повышают безопасность, позволяя пилоту управлять самолетом в горизонтальном полете и выполнять повороты без привязки к самолету, например, за горизонт. Правила визуального полета (VFR) требуют наличия индикатора воздушной скорости , высотомера , компаса или другого подходящего магнитного указателя направления. Правила полетов по приборам(IFR) дополнительно требует гироскопического крена тангажа ( искусственный горизонт ), направления (гироскопа направления) и скорости поворота, а также индикатора скольжения, регулируемого высотомера и часов. Полет в приборных метеорологических условиях (IMC) требует наличия радионавигационных приборов для точного взлета и посадки. ^{[1] : 3–1}

Этот термин иногда используется свободно как синоним приборов кабины в целом, в этом контексте он может включать приборы двигателя, навигационное и коммуникационное оборудование. Многие современные самолеты имеют электронные системы пилотажных приборов .

Большинство регулируемых самолетов имеют эти летные приборы, как это предписано Сводами федеральных правил США , раздел 14, часть 91. Они сгруппированы в соответствии с статической системой Пито , системами компаса и гироскопическими приборами. ^{[1] : 3–1}

Пито-статические системы [ править ]

Приборы, которые являются пито-статическими системами, используют разницу давления воздуха для определения скорости и высоты.

Альтиметр [ править ]

Высотомер показывает высоту самолета над уровнем моря, измеряя разницу между давлением в стопке анероидных капсул внутри высотомера и атмосферным давлением, полученным с помощью статической системы. Самая распространенная единица измерения для калибровки высотомера - гектопаскалях (гПа), за исключением Северной Америки и Японии, где используются дюймы ртутного столба ( дюймы ртутного столба). ^[2]Высотомер настраивается на местное атмосферное давление, которое необходимо правильно настроить для получения точных показаний высоты, обычно в футах или метрах. По мере того, как самолет поднимается, капсулы расширяются, и статическое давление падает, в результате чего высотомер показывает большую высоту. Обратный эффект возникает при спуске. С развитием авиации и увеличением высотного потолка циферблат высотомера пришлось изменить для использования как на больших, так и на малых высотах. Следовательно, когда стрелки указывали меньшую высоту, то есть первое действие указателей на 360 градусов было обозначено появлением небольшого окна с наклонными линиями, предупреждающими пилота о том, что он или она ближе к земле. Эта модификация была введена в начале шестидесятых годов после неоднократных авиационных происшествий, вызванных замешательством пилота.На большей высоте окно исчезнет.^{[1] : 3–3}

Индикатор воздушной скорости [ править ]

Индикатор воздушной скорости показывает скорость самолета относительно окружающего воздуха. Узлы - это самая используемая в настоящее время единица измерения, но иногда вместо нее используются километры в час. Индикатор воздушной скорости работает путем измерения давления набегающего воздуха в трубке Пито самолета относительно статического давления окружающей среды. Указанная воздушная скорость (IAS) должна быть скорректирована с учетом нестандартного давления и температуры, чтобы получить истинную воздушную скорость (TAS). Инструмент имеет цветовую кодировку для обозначения важных воздушных скоростей, таких как скорость сваливания, никогда не превышающая воздушная скорость или безопасные скорости работы закрылков . ^{[1] : с 3–7 до 3–8}

Индикатор вертикальной скорости [ править ]

VSI (также иногда называемый вариометром или индикатором скорости набора высоты) определяет изменение давления воздуха и отображает эту информацию пилоту в виде скорости набора высоты или снижения в футах в минуту, метрах в секунду или узлах. ^{[1] : с 3–8 до 3–9}

Компасные системы [ править ]

Магнитный компас [ править ]

Компас показывает направление самолета относительно северного магнитного поля. Ошибки включают вариации , или разницу между магнитным и истинным направлением, и отклонением, вызванным электрической проводкой в самолете, что требует коррекцию карты компаса. Кроме того, компас подвержен ошибкам наклона. Несмотря на то, что он надежен в устойчивом горизонтальном полете, он может давать сбивающие с толку сигналы при повороте , подъеме, спуске или ускорении из-за наклона магнитного поля Земли. По этой причине индикатор курса также используется для полета самолета, но периодически калибруется по компасу. ^{[1] : с 3–9 до 3–13, 3–19}

Гироскопические системы [ править ]

Индикатор отношения [ править ]

Индикатор ориентации (также известный как искусственный горизонт ) показывает отношение самолета к горизонту. Отсюда пилот может определить, выровнены ли крылья ( крен ) и направлен ли нос самолета над или под горизонтом ( тангаж ). ^{[1] : от 3–18 до 3–19} Позиция пользователей всегда выражается в градусах (°). ^{[ Требуется цитата ]} Указатель ориентации является основным инструментом для полетов по приборам, а также полезен в условиях плохой видимости. Пилоты обучаются использовать другие инструменты в сочетании в случае отказа этого инструмента или его питания.

Индикатор заголовка [ править ]

Индикатор курса (также известный как направленный гироскоп или DG) отображает курс самолета в точках компаса и относительно магнитного севера, если он установлен с помощью компаса. Трение подшипника вызывает ошибки дрейфа из-за прецессии , которые необходимо периодически корректировать путем калибровки прибора по магнитному компасу. ^{[1] : от 3–19 до 3–20} На многих современных самолетах (включая почти все реактивные) индикатор курса заменен индикатором горизонтальной ситуации (HSI), который предоставляет ту же информацию о курсе, но также помогает при навигации.

Указатель поворота [ править ]

К ним относятся индикатор поворота и скольжения и координатор поворота, которые указывают на вращение вокруг продольной оси . Они включают в себя инклинометр, чтобы указать, находится ли самолет в скоординированном полете , в пробуксовке или заносе . Дополнительные отметки указывают на разворот со стандартной скоростью . ^{[1] : от 3–20 до 3–22} Скорость поворота обычно выражается либо в градусах в секунду (град / с), либо в минутах на поворот (мин / тр). ^{[ необходима цитата ]}

Системы управления полетом [ править ]

К ним относятся индикатор горизонтальной ситуации (HSI) и индикатор отношения директора (ADI). HSI сочетает в себе магнитный компас с навигационными сигналами и глиссадой . Навигационная информация поступает от VOR / Localizer или GPS . ADI - это индикатор отношения с управляемыми компьютером рулевыми колесами, облегчающий задачу во время полета по приборам. ^{[1] : с 3–22 до 3–23,7–10}

Навигационные системы [ править ]

Всенаправленный сверхвысокочастотный диапазон (VOR) [ править ]

Инструмент индикатора VOR включает индикатор отклонения от курса (CDI), переключатель всенаправленных подшипников (OBS), индикатор TO / FROM и флаги. CDI показывает поперечное положение самолета по отношению к выбранной радиальной траектории. Он используется для ориентации, отслеживания на станцию ​​или от нее, а также для перехвата курса. ^{[1] : от 7–8 до 7–11} Вертикальная стрелка на инструменте указывает поперечное положение выбранной дорожки. Горизонтальная стрелка позволяет пилоту следить за глиссадой, когда прибор используется с ILS.

Ненаправленный радиомаяк (NDB) [ править ]

Индикатор автоматического пеленгатора (ADF) может быть фиксированной картой, подвижной картой или радиомагнитным индикатором (RMI). RMI удаленно соединен с гирокомпасом, поэтому он автоматически поворачивает карту азимута для отображения курса самолета. ^{[1] : 7–3–7–4} В то время как простые дисплеи ADF могут иметь только одну стрелку, типичный RMI имеет две, подключенные к разным приемникам ADF, что позволяет фиксировать положение с помощью одного инструмента.

Макет [ править ]

Большинство самолетов оснащены стандартным набором пилотажных приборов, которые дают пилоту информацию об ориентации, скорости и высоте самолета.

Т аранжировка [ править ]

Большинство самолетов США, построенных с 1940-х годов, имеют летные приборы, расположенные по стандартной схеме, называемой «Т». ^[3] Ориентировочный указатель находится в центре вверху, скорость полета слева, высотомер справа и указатель курса под указателем ориентации. Два других, координатор поворота и вертикальная скорость, обычно находятся под воздушной скоростью и высотомером, но им дают больше свободы в размещении. Магнитный компас будет над приборной панелью, часто на центральной стойке ветрового стекла. В более новых самолетах со стеклянной кабиной приборов расположение дисплеев соответствует базовой схеме T.

Ранняя история [ править ]

В 1929 году Джимми Дулиттл стал первым пилотом, который взлетал, летал и садился на самолет, используя только инструменты, без видимости за пределами кабины. В 1937 году Британские Королевские ВВС (RAF) выбрали набор из шести основных летных приборов ^[4], который останется стандартной панелью, используемой для полетов в приборных метеорологических условиях (IMC) в течение следующих 20 лет. Они были:

• высотомер (футы)
• указатель скорости полета (узлы)
• указатель поворота и крена (направление и координация поворота)
• индикатор вертикальной скорости (футов в минуту)
• искусственный горизонт (индикация ориентации)
• гироскоп / указатель курса (градусы)

Такое расположение панелей было включено во все самолеты RAF, построенные в соответствии с официальной спецификацией с 1938 года, такие как Miles Master , Hawker Hurricane , Supermarine Spitfire , а также тяжелые бомбардировщики Avro Lancaster и Handley Page Halifax с 4 двигателями , но не более ранние легкие одномоторные Tiger. Moth Trainer и минимизировал трудности преобразования типов, связанные с полетом вслепую, поскольку пилот, обученный на одном самолете, мог быстро привыкнуть к любому другому, если бы инструменты были идентичными.

Этот базовый набор из шести, также известный как «набор из шести», ^[5] также был принят на вооружение коммерческой авиации. После Второй мировой войны расположение было изменено на: (верхний ряд) воздушная скорость, искусственный горизонт, высотомер, (нижний ряд) указатель поворота и крена, указатель курса, вертикальная скорость.

Дальнейшее развитие [ править ]

Из шести старых основных инструментов индикатор поворота и крена теперь устарел. Инструмент был включен, но мало пригодился в реактивных авиалайнерах первого поколения. Он был снят со многих самолетов до того, как стали доступны стеклянные кабины. С улучшенным искусственным горизонтом, в том числе и гироскопов директоров полета , индикатор поворота и банк стал самим собой, за исключением при выполнении определенных типов фигур высшего пилотажа (которые не будут намеренно выполняются в ИМКначать с). Но другие пять летных приборов, иногда называемые «большой пятеркой», по-прежнему включены во все кабины. Однако способ их отображения со временем изменился. В стеклянных кабинах пилотажные приборы отображаются на мониторах. Но на дисплее отображаются не цифры, а изображения аналоговых приборов. Искусственный горизонт занимает центральное место на мониторе, а индикатор курса чуть ниже (обычно он отображается только как часть компаса). Указанная воздушная скорость, высотомер и указатель вертикальной скорости отображаются в виде столбцов с указанной воздушной скоростью слева от горизонта, а высотомер и вертикальная скорость справа в той же схеме, что и в большинстве «часовых кабин» более старого стиля.

Различное значение и некоторые другие инструменты [ править ]

В хорошую погоду пилот может летать, глядя в окно. Однако при полете в облаках или ночью необходим хотя бы один гироскопический прибор для ориентирования самолета, будь то искусственный горизонт, поворот и скольжение или гирокомпас.

Индикатор вертикальной скорости, или VSI, является скорее «хорошим подспорьем», чем абсолютно необходимым. На реактивных самолетах отображается вертикальная скорость в тысячах футов в минуту, обычно в диапазоне от –6 до +6. Гирокомпас можно использовать для навигации, но он также является летным прибором. Необходимо контролировать корректировку курса, чтобы он совпадал с курсом взлетно-посадочной полосы. Указанная воздушная скорость, или IAS, является вторым по важности прибором и очень точно показывает воздушную скорость в диапазоне от 45 до 250 узлов (от 83 до 463 км / ч). На большей высоте вместо него используется MACH-метр, чтобы самолет не превышал скорость. Инструмент под названием истинная воздушная скорость, или TAS, существует на некоторых самолетах. TAS показывает воздушную скорость в узлах в диапазоне от 200 узлов (370 км / ч) и выше (это как махометр: не совсем прибор для полета). Высотомер показывает высоту в футах, но его необходимо скорректировать с учетом местного атмосферного давления в аэропорту посадки. Альтиметр может быть настроен так, чтобы показывать высоту ноль футов на взлетно-посадочной полосе, но гораздо более распространенным является регулировка альтиметра для отображения фактической высоты, когда самолет приземлился. В последнем случае пилоты должны помнить о высоте взлетно-посадочной полосы. Однако радиовысотомер (показывающий высоту над землей, если она ниже примерно 2 000–2 500 футов (610–760 м), был стандартом на протяжении десятилетий. Этот прибор, однако, не входит в «большую пятерку», но все же должен рассматриваться как летный прибор.

См. Также [ править ]

• Рекомендации ИКАО по использованию Международной системы единиц
• Акронимы и сокращения в авионике
• Приборная панель
• Кокпит
• Стенд управления
• Стеклянная кабина

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Справочник полетов по приборам 2012
• Справочник пилота по авиационным знаниям (FAA-H-8083-25A), 2008 г.
• Горизонтальный гироскоп позволяет летать по приборам . История создания авиационных приборов с акцентом на гироскопический горизонт. 2007 г.
• «Как работают авиационные инструменты». Popular Science , март 1944 г., стр. 116–123 / 192.