大氣數(shù)據(jù)測試儀的設(shè)計與實現(xiàn)

陳嬋娟

摘要：大氣數(shù)據(jù)是飛機(jī)駕駛員要觀察的重要數(shù)據(jù)，大氣數(shù)據(jù)儀表的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到飛機(jī)的安全。本文根據(jù)飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)儀表的工作原理設(shè)計一種教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀，測試儀由全壓和靜壓兩個系統(tǒng)組成，分別有壓力泵、空速表、高度表、升降速率表、溫濕度計等單元。利用壓力泵模擬飛機(jī)飛行姿態(tài)的改變，感受大氣數(shù)據(jù)的變化，從而顯示飛機(jī)的上升與下降速率、飛行高度、指示空速/真空速的變化情況。利用測試儀標(biāo)準(zhǔn)的空速指示、氣壓高度指示、升降速率指示來校準(zhǔn)飛機(jī)全壓/靜壓系統(tǒng)儀表的指示誤差，及時發(fā)現(xiàn)飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的故障隱患。

關(guān)鍵詞：大氣數(shù)據(jù)儀表? 測試儀? 誤差

1 引言

民用飛機(jī)上的大氣數(shù)據(jù)儀表主要指氣壓高度表、升降速度表、空速表等。主要測量飛行高度、速度、升降速度等參數(shù)，這些參數(shù)都是機(jī)組操縱飛機(jī)的主要控制參數(shù)。各飛行參數(shù)之間、各飛行參數(shù)與大氣參數(shù)之間有著密切的聯(lián)系。測量這些參數(shù)，對于準(zhǔn)確判定飛行狀態(tài)、正確操縱飛機(jī)有十分重要的意義。而飛行高度、速度、升降速度等參數(shù)的準(zhǔn)確率直接影響著飛機(jī)飛行的安全。大氣數(shù)據(jù)測試儀屬于大氣儀表測試類工具，對大氣數(shù)據(jù)儀表進(jìn)行校驗。 現(xiàn)今國內(nèi)航空公司使用大多數(shù)為國外進(jìn)口，價錢昂貴設(shè)備有限，易與其它維護(hù)實訓(xùn)相沖突。

為解決上述問題。教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀針對單個系統(tǒng)，方便教學(xué)和演示。

2 教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀功能

（1）用壓力泵分別通過全壓/靜壓接頭連接到飛機(jī)的皮托管、靜壓收集器接頭，由壓力泵完成對飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的測試。

（2）對飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行測試，及時發(fā)現(xiàn)飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的故障隱患，如飛機(jī)全壓/靜壓系統(tǒng)儀表的指示誤差;飛機(jī)全壓/靜壓系統(tǒng)因飛蟲、雨水堵塞，管路損傷破裂等。

3 教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀的基本組成和工作原理

教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀設(shè)置了全壓和靜壓兩個系統(tǒng)，分別由壓力泵、空速表、高度表、升降速率表、溫濕度計等單元組成。

如圖3-1所示，壓力泵通過全/靜壓接頭和管路引入測試儀，由壓力泵輸出壓力源，從而控制大氣數(shù)據(jù)測試儀上升與下降速率、飛行高度、空速/真空速的數(shù)據(jù)指示。

空速表內(nèi)有一個開口膜盒，其內(nèi)部通全壓，外部通靜壓，膜盒內(nèi)外的壓力差就是動壓。在動壓的作用下膜盒產(chǎn)生位移，經(jīng)傳送機(jī)構(gòu)帶動指針指示，指針角位移即可反映動壓的大小。在靜壓和氣溫一定的條件下，動壓的大小完全取決于空速，因此指針的角位移可以表示空速的大小?？账俦碇羔樈俏灰频淖兓扇珘汉挽o壓決定。高度表是利用真空膜盒感受大氣壓力的變化，真空膜盒裝在個密封的表殼內(nèi)，表殼背后有一個接頭連接在飛機(jī)的靜壓系統(tǒng)上，膜盒內(nèi)部被抽成真空，壓力認(rèn)為等于零，膜盒外部的壓力等于飛機(jī)周圍的大氣壓力。高度表指針角位移的變化由靜壓決定。升降速度表中有一個開口膜盒，膜盒內(nèi)部通過導(dǎo)管和外界大氣連通，感受靜壓。當(dāng)飛機(jī)高度變化時，膜盒內(nèi)靜壓與外部大氣靜壓幾乎同步發(fā)生變化，而膜盒外的大氣壓力由于毛細(xì)管的阻滯作用幾乎不變，膜盒內(nèi)外形成壓力差，帶動指針轉(zhuǎn)動。升降速度表角位移的變化由靜壓決定。根據(jù)空速表、高度表、升降速度表的工作原理，教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀的連接形式如圖3-1所示。

4 教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀的設(shè)計與實現(xiàn)

4.1 “靜壓”系統(tǒng)密封性校驗

對“靜壓”進(jìn)行系統(tǒng)密封性校驗時，氣壓泵上軟管接到測試儀的“靜壓”接頭上如圖3-1所示。開始給氣壓泵儲氣室打上一定氣量后，緩慢擰開供氣旋鈕，開始供氣時，同時觀察高度表、空速表的指示應(yīng)平穩(wěn)上升，控制升降速率表的指示不得超過20m/s，當(dāng)空速表的指示上升至200km/h時，關(guān)閉供氣旋鈕，觀察空速表的指示是否下降。如有下降，應(yīng)停止校驗，查明原因再校驗。如空速表的指示不下降，再緩慢擰開供氣旋鈕，保持升降速度表的指示不超過20m/s，使空速表的指示上升至500km/h時，然后關(guān)閉供氣旋鈕，觀察空速表的指示一分鐘，其讀數(shù)下降不超過15km/h，則說明“靜壓”系統(tǒng)密封性符合要求。緩慢擰開氣壓泵上放氣旋鈕，并觀察升降速率表的指示，其下降速率不超過20m/s。使空速表、高度表的指示緩慢下降，直至完全回零，再關(guān)閉放氣旋鈕。

4.2 “全壓”系統(tǒng)密封性校驗

對“全壓”進(jìn)行系統(tǒng)密封性校驗，氣壓泵上軟管接到測試儀的“全壓”接頭上如圖3-1所示。開始給氣壓泵儲氣室打上一定氣量后，緩慢擰開供氣旋鈕，開始供氣時，觀察空速表的指示應(yīng)平穩(wěn)上升。當(dāng)空速表的指示上升至200km/h時，關(guān)閉供氣旋鈕，觀察空速表的指示不應(yīng)下降。如有下降，應(yīng)停止校驗，查明原因再校驗。若空速表的指示不下降，繼續(xù)緩慢擰開供氣旋鈕，使空速表的指示緩慢上升，當(dāng)空速表的指示上升至500km/h時，關(guān)閉供氣旋鈕，觀察空速表的指示一分鐘，其讀數(shù)不應(yīng)下降，說明“全壓”系統(tǒng)密封性符合要求。緩慢擰開氣壓泵上放氣旋鈕，觀察空速表的指示緩慢下降，直至完全回零，再關(guān)閉放氣旋鈕。

在相關(guān)的技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行校準(zhǔn)審定，頒發(fā)計量設(shè)備合格證后，把儀表的誤差記錄到測試儀上，就可以對飛機(jī)上的相關(guān)儀表系統(tǒng)進(jìn)行測試。

壓力泵作為壓力源，模擬飛機(jī)不同飛行姿態(tài)的壓力，輸入到飛機(jī)的大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)里。將氣壓泵的軟管連接到飛機(jī)的皮托管與測試儀的全壓接頭上，模擬飛機(jī)處于不同飛行姿態(tài)的氣壓，對飛機(jī)空速表進(jìn)行測試;將氣壓泵的軟管連接到飛機(jī)的靜壓收集器接頭和測試儀的靜壓接頭上，進(jìn)行飛機(jī)空速表、氣壓高度表、升降速度表的測試。測試時讀取機(jī)載儀表的參數(shù)，并與大氣數(shù)據(jù)測試儀的參數(shù)作對比，判斷大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)有無泄漏，是否正常。

5 結(jié)束語

與現(xiàn)有技術(shù)相比，教學(xué)用大氣數(shù)據(jù)測試儀的有益效果是：采用全壓/靜壓系統(tǒng)分離設(shè)計，方便教學(xué)操作、演示;重新設(shè)計雙通道，可同時進(jìn)行飛機(jī)全壓/靜壓系統(tǒng)測試雙重操作。對飛機(jī)維修基本技能訓(xùn)練的地面設(shè)備補(bǔ)充，方便實訓(xùn)的開展;實施全壓/靜壓系統(tǒng)分離設(shè)計試驗，節(jié)省成本、設(shè)備和場地，方便規(guī)劃考試工位安排。立足于飛機(jī)維修可在航線、定檢，基本技能培訓(xùn)等其他相類似的項目中推廣擴(kuò)展。對于民用航空器維修基本技能培訓(xùn)提供更規(guī)范統(tǒng)一的實訓(xùn)場地設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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