Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Приборы на самолете Оборудование Оглавление

ГЛАВА СЕДЬМАЯ.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

§ 43. Центробежный тахометр

Назначение и принцип действия. Центробежный тахометр (фиг. 274) устанавливают на легких одномоторных самолетах для измерения числа оборотов главного вала двигателя. На многомоторных больших самолетах центробежный тахометр вытеснен электрическими тахометрами, обладающими тем преимуществом, что указатель можно отнести на значительное расстояние от места измерения. Лишь там, где расстояние от двигателя самолета до приборной доски невелико (до 2,5 м), можно устанавливать центробежные тахометры; при больших расстояниях показания прибора неустойчивы.

Прибор построен на принципе использования центробежной силы, развиваемой вращающимся грузом. Принципиальная схема прибора дана на фиг. 275.

Вращение распределительного вала авиационного двигателя передается гибким валом передающему валику 1 тахометра. На оси валика 1 посажена шестерня 2, приводящая во вращение ось центробежного узла 3. На этой оси имеются две муфты 4 и 5, причем верхняя муфта 4 крепится неподвижно, а нижняя 5 может свободно скользить по шпинделю и под действием пружины 6 стремится занять крайнее нижнее положение. Обе муфты соединены с грузами 7 при помощи рессорок 8.

Перемещение муфты 5 по оси вызывает поворот зубчатого сектора и стрелки 9. Волосок 10 предназначен для выбирания люфтов. При вращении оси прибора на грузы 7 действует центробежная сила, и они расходятся, сжимая пружину 6 до тех пор, пока упругость последней не уравновесит центробежного усилия. Следовательно, прогиб пружины, фиксируемый стрелкой, является мерой скорости вращения.

Конструкция. Передающий валик 1 (фиг. 276) связан с осью 6 центробежного узла косозубчатыми шестернями с передаточным числом 3,5:1. Косозубчатое зацепление позволяет вывести наконечник валика тахометра под углом 45° относительно центробежного узла, вследствие чего устраняются большие углы изгиба гибкого вала. Большие углы изгиба недопустимы, так как они вызывают вибрацию стрелки и нарушают плавность хода прибора.

Все части прибора смонтированы в алюминиевом корпусе диаметром 80 мм. Корпус прибора разъемный и состоит из двух частей. В основной части корпуса 23 помещается весь механизм. Эта часть закрывается спереди шкалой, устанавливаемой на двух винтах. Передняя часть корпуса служит крышкой прибора. Спереди она закрывается стеклом, укрепленным пружинящим кольцом. Части корпуса скрепляются при помощи трех винтов.

Шкала прибора (см. фиг. 274) имеет деления от 400 до 3000 об/мин, нанесенные через 50 об/мин; цифры соответствуют сотням оборотов в минуту главного вала двигателя. Шкала черная; цифры и деления через каждые 200 об/мин покрыты светящейся массой.

Фиг. 276. Конструкция центробежного тахометра:

1-передающий валик, 2, 3 -шарикоподшипники, 4, 5-шестерни, 6- ось центробежного узла. 7, 8—шарикоподшипники. 9 -спиральная пружина, 10-подвижная муфта. 11-грузы, 12-рессорки, 13-неподвижная муфта, 14- шарикоподшипник, 15-поводок, 16-валик, 17-поводок, 18 сектор, 19-трибка, 20- стрелка, 21-волосок, 22-шкала, 23—основание корпуса, 24-стекло.

   Гибкий вал. (фиг. 277) служит для передачи вращения от двигателя к тахометру. Этот вал выдерживает приложенный к нему скручивающий момент до 15 кг/см. При превышении этой нагрузки получаются большие остаточные деформации, в результате которых вал может выйти из строя.

Фиг. 277. Гибкий вал центробежного тахометра:

1 -гибкий вал, 2—оболочка, 3, 4 -наконечники, 5, 6-втулки, 7—гайка, 8-стопорный винт, 9, 10—гайки, 11-шарики.

Собственно вал состоит из сердечника (стальной проволоки) и навитых вокруг сердечника в противоположных направлениях четырех концентрических слоев стальной проволоки разной толщины. Направление навивки чередуется по слоям. Направление навивки верхнего слоя определяет собой направление передачи вращения, для которого предназначен данный гибкий вал. После навивки вал подвергается термической обработке и для получения эластичности его механически обжимают на специальных роликах.

Оболочка вала изготовляется из тонкой латунной или стальной ленты в виде цилиндрической спирали, навитой так, что края смежных витков накладываются друг на друга, образуя подвижное соединение. Между краями смежных витков прокладывают хлопчатобумажный шнур, предохраняющий внутреннюю часть оболочки от грязи и пыли и способствующий сохранению смазки внутри оболочки.

На концах гибкого сала напаяны два наконечника, имеющие на своих концах прямоугольные прорези для присоединения лопаток валиков двигателя и тахометра. Наконечник гибкого вала со стороны двигателя вращается во втулке, припаянной к одному из концов оболочки. Наконечник со стороны тахометра вращается на шариках диаметром 2 мм, помещенных в два ряда, по 17 шариков в ряду.

Для облегчения монтажа и демонтажа некоторые гибкие валы со стороны тахометра снабжаются переходной деталью, которая дает возможность, отвинтив стопорные винты, наконечник и выбив штифт, быстро вынуть вал и заменить его новым.

Центробежные тахометры просты по конструкции, развивают большой вращающий момент и сравнительно несложны в производстве.

Недостатки прибора — неравномерная шкала, сложность балансировки и довольно сильная, почти неустранимая вибрация стрелки.

Тахометр центробежный ТЦ-45. Тахометр ТЦ-45 представляет собой модернизованный центробежный тахометр. Модернизация проведена для повышения вибрационной устойчивости, механической прочности п повышения эксплоатацион-ной надежности прибора. В отверстие валика машинки ТЦ-45 впрессована бронзовая направляющая втулка, обеспечивающая необходимое направление поводка скобы и исключающая разработку отверстия валика при продолжительной работе.

В тахометре ТЦ-45 изменена конструкция опор центробежного узла. Валик центробежного узла с конусной опорой заменен валиком с шариковой опорой. Увеличен противодействующий момент волоска с 700 до 900 мг*см. Усилены центровые винты машинки, скобы и цапфы валика сектора за счет увеличения их диаметров.

Кроме того, тахометр ТЦ-45 имеет уплотнительные резиновые прокладки между основанием и корпусом прибора, а также под стеклом.

§ 44. Акселерометр

Назначение и принцип действия. При выполнении самолетом крутых виражей и фигур высшего пилотажа возникают центробежные силы, действующие на все части самолета. Эти силы зависят от угловой скорости вращения самолета. Центробежную силу, действующую на какую-либо часть самолета, можно сложить по правилу параллелограма с силой тяжести. Отношение результирующей силы к силе тяжести называется перегрузкой и характеризует увеличение напряжения в материале по сравнению с нормальным полетом, когда действует только сила тяжести (см. стр. 15).

Все части самолета должны быть рассчитаны на предельную величину перегрузки в полете. Длительные перегрузки возникают при крутом вираже, мертвой петле, штопоре, спирали. Непродолжительные, но весьма большие по величине перегрузки возникают при выходе самолета из крутого пикирования. Величина перегрузки может доходить до семи-восьмикратной.

Когда действует только сила тяжести (горизонтальный полет), то величина перегрузки принимается равной единице. Если самолет летит вверх колесами, то сила тяжести меняет свое направление относительно самолета на 180°; в этом случае перегрузка имеет отрицательный знак и равна —1. Если при этом самолет вращается, например, в верхней точке мертвой петли, то перегрузка может равняться нулю при равенстве центробежной силы и силы тяжести.

Акселерометр (перегрузочный прибор) служит для определения в полете величины перегрузки вдоль вертикальной оси самолета. Действие акселерометра основано на измерении сил инерции, возникающих в элементах прибора при выполнении самолетом эволюции.

На фиг. 279 изображена принципиальная схема акселерометра. При отсутствии центростремительных ускорений груз 3 удерживается пружинами 4 и 5 в нейтральном положении, и стрелка 11 указывает перегрузку, равную единице.

При наличии центростремительных ускорений на груз 3 действует сила, направленная противоположно ускорению. Под действием этой силы груз 3 преодолевает сопротивление пружин 4 и 5 и поворачивает рычаг 1 вокруг оси 2. С рычагом 1 жестко связан сектор 9, поворачивающий трибку 10 со стрелкой 11.

Поворот стрелки пропорционален величине перегрузки, так, как сила, действующая на груз, также пропорциональна перегрузке.

Конструкция. В цилиндрическом корпусе установлен маятник (рычаг с грузом), поддерживаемый посредством двух цилиндрических пружин в положении, близком к горизонтальному. Движения маятника ограничиваются стойками, на которые надеты резиновые трубки, предназначенные для смягчения ударов маятника. С рычагом груза жестко связан зубчатый сектор. Вращение сектора передается трибке, на оси которой находится главная стрелка прибора. На этой же оси жестко укреплен диск с пальцем, передвигающим стрелку-фиксатор максимальных перегрузок. Стрелка-фиксатор остается в положении максимального отклонения и удерживается от самопроизвольного отклонения храповым колесам и собачкой.

Для возвращения стрелки-фиксатора в нулевое положение служит кнопка, при нажатии на которую освобождается храповое колесо; при этом стрелка под действием волоска, установленного на се оси, возвращается в нулевое положение. Эта же кнопка служит для застопоривания рычага с грузом на то время, когда прибором не пользуются.

Для отсчета показаний шкала прибора разградуирована в единицах ускорения силы тяжести g; цена деления 0,2 g. Деления на шкале расположены так, что положительные ускорения (от 0 до 7 g) нужно отсчитывать от нуля по часовой стрелке, а отрицательные (от 0 до —1 g) против часовой стрелки. Точка шкалы с цифрой —1 соответствует одновременно ускорениям + 8 и —1 g. Цифры на шкале, деления и стрелка покрыты светящейся массой.

При монтаже акселерометра следует обеспечить удобство пользования прибором, минимальное влияние на него вибраций и правильность расположения шкалы (0 шкалы должен быть вверху).

Прибор крепят при помощи четырех болтов.

Дата публикации на сайте: 24.11.2012

   25 11 2012
   В современной авиации центробежные датчики применяются как пороговые замыкатели, будь то датчик юза колеса или центробежный замыкатель стартера. Ни в одной системе я не припомню, чтобы центробежный датчик применялся как аналоговый прибор.
   Если говорить о современных ДТЭ - датчик тахометр электрический, то это простой трехфазный генератор переменного тока, величина напряжения которого зависит от его оборотов. Соответственно указатель - простой вольтметр. Такие генераторы, как мы знаем не имели коллекторно-щеточного узла, соответственно были надежны и не требовали техобслуживания. Схема была работоспособна и при пропадании напряжения в сети.
   Именно такие тахометры ДТЭ-5Т, устанавливались на коробке приводов большинства советских двигателей, начиная от АИ-20, АИ-24 и кончая Д-30КУ, КП.
   Придумать датчик тахометра с гибким валом от двигателя и центробежным аналоговым датчиком - это стоит внимания, чтобы его рассмотреть.
   Аналогичный суперхит - это дистанционная тросовая настройка командной радиостанции РСИ-4 на советских самолетах Ил-10
   Сегодня такие решения кажутся лишенными смысла, однако вероятно были в свое время очевидными.

   Современный цифровой автомобильный тахометр считает количество импульсов за единицу времени. Нет ничего проще, чем придумать такую схему: на схему "И" поступает импульс времени счета, на второй вход собственно сами счетные импульсы. И никаких центробежных датчиков и сложнозавитых тросиков   
   Работает тахометр посредством регистрации количества импульсов. В авиации такие датчики, типа ДТА-10, устанавливались на двигатели Д-36. Датчик двигателя работает совместно с индуктором, который является частью ротора двигателя. При вращении зубчатого венца индуктора в датчике индуктируются электрические импульсы напряжения, частота которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя.


©AirPages
2003-