Панель приборная для мотодельталета

Авторы патента:

Панель приборная для мотодельталета относится к области авиационной техники, может найти применение при создании сверхлегких и легких летательных аппаратов (ЛА) и предназначена для измерения и индикации пилотажно-навигационных параметров и параметров силовой установки ЛА, оснащенного двигателем внутреннего сгорания.

Приборная панель для мотодельталета содержит несущую лицевую панель, в которой размещены указатель скорости, совмещенный вариометр-высотомер барометрический, тахометр, магнитный компас и термометр.

Указатель скорости и вариометр-высотомер барометрический являются электронными приборами, унифицированы по функциональной схеме и конструктивному исполнению под посадочные места аналогичных (по предназначению) анероидно-механических приборов. Измеренные значения отображаются на светодиодных круговых шкалах и цифровых индикаторах с регулируемой яркостью. Дапазоны измерений приборной скорости и вертикальной скорости программируемы и могут составлять 115/230/460 км/ч и 7,5/15 м/с соответственно.

Барометрическая высота полета измеряется относительно площадки взлета-посадки. Рабочий диапазон измерений высоты - от -300 до 4000 м. Барометрическая высота площадки посадки, в мм.рт.ст. или мбарах, вводится в вариометр-высотомер барометрический блоком клавиш, состоящим из 3-х клавиш со взаимной блокировкой.

Техническое решение представленной полезной модели позволяет:

- повысить безопасность полета в результате перехода к индикаторам с активными самоизлучаемыми светодиодными шкалами и цифровыми индикаторами;

- улучшить эксплуатационные характеристики за счет снижения массы приборной панели при переходе от анероидно-механических приборов к приборам с электронными методами измерения и представления информации и совмещения функций измерения вертикальной скорости и высоты в едином приборе;

- свести значительный номенклатурный ряд вариометров и указателей скорости к единым базовым изделиям с функциями перепрограммирования.

С использованием материалов данного технического решения были разработаны и изготовлены электронные указатель скорости и вариометр-высотомер барометрический и приборная панель. К заявленной приборной панели проявляют интерес разработчики сверхлегких ЛА.

Иллюстрации - 3 фиг. на 3-х листах.

Полезная модель относится к области авиационной техники, может найти применение при создании сверхлегких и легких летательных аппаратов (ЛА) и предназначена для измерения и индикации пилотажно-навигационных параметров и параметров силовой установки ЛА, оснащенного двигателем внутреннего сгорания.

Известна "Панель приборная для мотодельталета" (патент на полезную модель 56281 от 25.05.06 г.), содержащая несущую лицевую панель, в которой размещены указатель скорости, вариометр, высотомер барометрический, магнитный компас, тахометр и резистивный термометр для измерения температуры двигательной установки. На лицевой панели также закреплен защитный кожух, в верхней части которого установлена приемная трубка Вентури и расположен кронштейн крепления приборной панели к ЛА, а в тыльной части - разъем для подключения электрических цепей измерения числа оборотов вала двигателя. При этом перечисленные приборы размещены симметрично относительно продольной оси лицевой панели [1].

Известно индикаторное устройство фирмы ФРГ "UL Cockpit" (проспект, 1983 г.), содержащее корпус с несущей лицевой панелью, в которых размещены высотомер, указатель скорости и магнитный компас [2].

Известен "Блок контрольно-измерительных приборов для дельтаплана" (техническое описание промышленного образца 36472 от 27.09.91 г.), содержащий несущую лицевую панель, в которой установлены указатель скорости, вариометр, высотомер барометрический и магнитный компас, защитный кожух, на верхней части которого установлен приемник воздушного давления (трубка Вентури), а на нижней - крепежные элементы [3].

По своему назначению и конструктивному исполнению наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является "Панель приборная для мотодельталета", которая была принята авторами в качестве прототипа [1].

В составе прототипа в качестве пилотажных приборов используются анероидно-механические указатель скорости, вариометр, высотомер барометрический.

Однако, анероидно-механическим приборам присущ ряд недостатков: они громоздки, имеют значительные габариты и массу; для устойчивого считывания в условиях низкой внешней освещенности (например, в сумерках) требуют специальных средств подсветки.

Кроме того, в анероидно-механических приборах отсутствует возможность автоматической регистрации полетных данных, что вынуждает оснащать ЛА с подобным приборным оборудованием дополнительными электронными системами измерения и регистрации полетных данных.

Указанные недостатки, по мнению авторов, не позволяют в полной мере обеспечить безопасность полета и эффективность управления ЛА в целом.

Целью данного технического предложения является улучшение технико-эксплуатационных и технико-экономических характеристик изделия

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой приборной панели указатель скорости, вариометр и высотомер барометрический выполнены на электронной основе с круговыми светодиодными шкалами и цифровыми индикаторами, причем вариометр и высотомер барометрический конструктивно выполнены в одном приборе, кроме этого по продольной оси симметрии лицевой панели, для однозначного разделения зоны считывания приборной скорости и зоны считывания высоты и вертикальной скорости, размещены клавишный блок, состоящий из трех нажимных клавиш со взаимной блокировкой, элекрически связанных с цифровым индикатором высотомера, и потенциометр, на оси которого установлено регулирующее яркость зубчатое колесо.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлены:

- на фиг.1, 2 - приборная панель, вид спереди и сбоку соответственно;

- на фиг.3 - схема электрических соединений элементов приборной панели.

Приборная панель для мотодельталета (фиг.1, 2, 3) содержит несущую лицевую панель 1, в которой размещены указатель скорости 2, совмещенный вариометр-высотомер барометрический 3 (включает в себя непосредственно вариометр-высотомер барометрический 3 и блок клавиш 4 с клавишами 5, 6, 7), тахометр 8, магнитный компас 9 и резистивный термометр, состоящий из платинового термопреобразователя 10, вмонтированного в термопроводящую шайбу 11 и подключенного электрическим кабелем к указателю температуры 12.

Указатель скорости 2 и вариометр-высотомер барометрический 3 являются электронными приборами, унифицироваными по функциональной схеме и конструктивному исполнению под посадочные места аналогичных (по назначению) анероидно-механических приборов. Указатель скорости 2 и вариометр-высотомер барометрический 3 измеряют давление индивидуальными датчиками дифференциального и абсолютного давления соответственно, обрабатывают замеренные значения встроенными контроллерами и рассчитывают:

приборную скорость - с разрешением 1 км/ч в диапазоне 20 км/ч460 км/ч;

- барометрическую высоту полета - с разрешением 1 м в диапазоне минус 3004000 м;

- вертикальную скорость - с разрешением 0,1 м/с.

Значения барометрической высоты, вертикальной скорости и приборной скорости отображаются на круговых шкалах, набранных из одиночных светодиодов (качественная оценка), и цифровых индикаторах (количественная оценка).

При этом на индикацию рассчитанные значения выводятся с учетом абсолютных величин параметров полета и, как правило, с меньшим разрешением, а именно:

- скорость полета вблизи скорости сваливания и вблизи максимально разрешенной, по скоростному напору, выводится с разрешением 1 км/ч (и одновременно начинают индицировать светодиоды красного цвета, расположенные по границам разрешенного диапазона скоростей), в остальных случаях - с разрешением 5 км/ч;

- вертикальная скорость в диапазоне своих значений до 9,9 м/с выводится с разрешением 0,1 м/с, свыше 9,9 м/с - с разрешением 1 м/с.

Информация на индикаторах обновляется с частотой 2 Гц. Светодиоды и цифровые индикаторы, в основном, зеленого цвета свечения, если это специально не оговорено. Диапазоны измерений приборной скорости (указателем скорости 2) и вертикальной скорости (вариометром-высотомером барометрическим 3) программируемы (программируются перед установкой на борт конкретного ЛА) и могут составлять 115/230/460 км/ч и 7,5/15 м/с соответственно.

Указатель скорости 2 индицирует замеренное значение на трехразрядном цифровом индикаторе и одновременно дублирует это значение на круговой светодиодной шкале традиционной круговой формы, повторяющей форму шкалы аналогичного анероидно-механического указателя скорости. Кроме того, поддиапазоны круговой шкалы выделены одиночными светодиодами. Количество одновременно индицирующих светодиодов круговой шкалы пропорционально величине замеренного значения скорости, отнесенное к максимальному значению конкретного программно заданного диапазона измерений.

Вариометр-высотомер барометрический 3 измеряет и отображает замеренные значения вертикальной скорости и высоту полета относительно площадки взлета (или посадки) как разницу барометрических давлений площадки взлета (или посадки) и выполняемого полета, выраженной в метрической шкале отсчета. Значение вертикальной скорости индицируется на двухразрядном цифровом индикаторе (плюс разряд знака) и одновременно дублируется на круговой светодиодной шкале, составленной из дискретных светодиодов: светодиоды зеленого цвета свечения образуют верхнюю часть шкалы и предназначены для индикации скорости подъема, а геометрически симметричная нижняя часть шкалы составлена из такого же количества красных светодиодов, указывающих на спуск; в зоне стыковки шкал установлен светодиод, соответствующий состоянию горизонтального полета; кроме того, для выделения поддиапазонов шкал установлены одиночные светодиоды (при этом, отрицательные значения вертикальной скорости, т.е. в режиме спуска, выводятся на цифровой индикатор со знаком " - "). Количество одновременно индицирующих светодиодов круговой шкалы в режимах спуска или подъема пропорционально величине замеренного значения вертикальной скорости, отнесенное к максимальному значению конкретного диапазона измерений, программно заданного перед установкой вариометра-высотомера барометрического 3 на приборную панель конкретного ЛА (возможные программируемые диапазоны измерений вертикальной скорости-до 7,5/15 м/с). Барометрическая высота полета измеряется относительно площадки взлета-посадки и индицируется на четырехразрядном цифровом индикаторе. Рабочий диапазон измерений - от -300 до 4000 м. Барометрическая высота площадки взлета измеряется автоматически, после подачи на вариометр-высотомер барометрический 3 питания от внешнего источника +12 В, принимается равной нулевому значению и соответственно отображается на индикаторе высоты как отсчетное значение "0000 [м]". Барометрическая высота площадки посадки, выраженная в мм.рт.ст. или мбарах, вводится в вариометр-высотомер барометрический 3 клавишами узла уставки 5, 6, 7, электрически с ним связанных (возможность представления барометрической высоты площадки посадки в мм.рт.ст. или в мбарах программируема и выполняется перед установкой на борт конкретного ЛА).

Работа отдельных узлов и всей приборной панели в целом происходит следующим образом. Порядок функционирования блока клавиш 4 следующий:

- нажимается клавиша 6, и тем самым запускается процесс ввода в вариометр-высотомер барометрический 3 значения барометрической высоты площадки посадки (одновременное нажатие любой комбинации клавиш 5, 6, 7 программно запрещено и не приведет к изменению содержания цифрового индикатора высоты вариометра-высотомера барометрического 3);

- цифровой индикатор высоты вариометра-высотомера барометрического 3 начинает работать в проблесковом режиме и индицирует текущее значение барометрической высоты выполняемого полета, выраженное в мм.рт.ст. или мбарах (в зависимости от варианта предварительного программирования вариометра-высотомера барометрического 3 перед его установкой на борт конкретного ЛА).;

- нажимая клавиши 5 или 7 (но не позднее примерно 5-и секунд после коммутации клавиши 6), устанавливается на цифровом индикаторе высоты текущее значение барометрического давления площадки посадки в мм.рт.ст. или мбарах (время непрерывного нажатия клавиш 5 или 7 устанавливает темп смены числовых значений младших разрядов цифрового индикатора высоты);

- спустя некоторое время, примерно через 3 секунды после последнего нажатия клавиш 5 или 7, проблесковый режим работы цифрового индикатора высоты завершается и на нем отображается истинное значение текущей высоты (полета) относительно площадки посадки, выраженное в метрах.

В верхней части лицевой панели 1 установлены через промежуточные кронштейны узел магнитного компаса 9, регулирующее устройство 13 которого позволяет изменять рабочее положение магнитного компаса 9 относительно лицевой панели 1, и кронштейн крепления 14 панели приборной к откосу ЛА 15. Кронштейн крепления 14 расположен вдоль продольной оси симметрии лицевой панели и выполнен в виде двух механических узлов, каждый из которых содержит два полукольца 16 с соответствующими прижимными винтами 17.

Кроме того, на лицевой панели 1 жестко закреплен защитный кожух 18, в верхней части которого установлен приемник воздушного давления 19, а в тыльной части - разъем 20 (ХР1). Приемник воздушного давления 19, реализованный на "трубке Вентури", содержит регулирующее устройство 21, позволяющее изменять рабочее положение приемника воздушного давления 19 относительно верхней части защитного кожуха 18. Через разъем 20 (ХР1) осуществляется ввод электрических цепей измерения оборотов вала двигателя, которые подключаются к входным клеммам тахометра 8, и электрических цепей питания от внешнего источника +12 В к разъему ХРЗ указателя скорости 2, к разъему ХР5 совмещенного вариометра-высотомера барометрического 3 и к разъему ХР7 указателя температуры 12 резистивного термометра. Кроме этого на продольной оси симметрии лицевой панели размещен потенциометр 22, на оси которого установлено регулирующее яркость зубчатое колесо 23.

Приборная панель в целом работает следующим образом.

Перед установкой на борт конкретного ЛА указатель скорости 2 и вариометр-высотомер барометрический 3 могут, при необходимости, перепрограммироваться в составе приборной панели: к разъему 20 (ХР1), расположенному в тыльной части защитного кожуха 18 приборной панели, подключается специализированное устройство, способное запитать приборную панель питанием с напряжением Uпит.=12 В и, работая в режиме программатора настроек, подать по шинам " РК-сервис", " RX-TX " указателя скорости 2 и вариометра-высотомера барометрического 3 управляющие команды для перевода последних в соответствующие диапазоны измерений приборной и вертикальной скоростей (по этим же шинам, работая в режиме регистратора полетных данных, можно выгрузить полетные данные, зарегистрированные в последних полетах).

Перед выполнением полета приборная панель монтируется на ЛА, при этом порядок работ следующий:

- приборная панель закрепляется своим кронштейном 14 на откосе ЛА 15;

- к разъему 20 (ХР1), расположенному в тыльной части защитного кожуха 18, подключается электрический жгут от выпрямительного устройства цепей магдино двигательной установки (с соответствующим ответным разъемом) или от бортового аккумулятора с Uпит.=12 В;

- подключается канал измерения температуры двигательной установки, для чего термопроводящая шайба 11 устанавливается на седло цилиндра двигательной установки и фиксируется в этом положении свечей зажигания (предварительно шайба свечи зажигания удаляется, т.к. ее роль начинает выполнять термопроводящая шайба 11).

Порядок работы с остальными устройствами и приборами приборной панели аналогичен работе с этими же устройствами и приборами в составе прототипа, а именно:

- приемник воздушного давления 19 устанавливается регулирующим устройством 21 в необходимое для выполнения полета и удобное для пилота положение;

- магнитный компас 9 постоянно индицирует магнитный курс ЛА, а сам магнитный компас 9 устанавливается в удобное для наблюдения пилота положение регулировкой винтов узла крепления 13. В случае необходимости, производятся девиационные корректировки магнитного компаса 9, что предусмотрено конструктивами узла крепления 13 магнитного компаса 9, обеспечивающими необходимый доступ к корректирующим винтам девиационного устройства магнитного компаса 9.

После коммутации электрических цепей питания (от внешнего источника +12 В) начинают индицировать цифровые индикаторы и светодиоды поддиапазонов шкал указателя скорости 2 и совмещенного вариометра-высотомера барометрического 3 (значения, установившиеся на цифровых индикаторах, произвольные).

Затем автоматически включается режим тестирования указателя скорости 2 и вариометра-высотомера барометрического 3, в процессе которого:

- индицируют все цифровые индикаторы и светодиоды указателя скорости 2 и вариометра-высотомера барометрического 3;светодиоды, составляющие отсчетные цифровые шкалы, индицируют последовательно, иммитируя нарастание замеренных значений от минимального к максимальному, что позволяет визуально проконтролировать их работоспособность;

- на цифровом индикаторе указателя скорости 2 и цифровом индикаторе вертикальной скорости вариометра-высотомера барометрического 3 кратковременно (на время порядка 5-и секунд) устанавливаются значения, соответствующие запрограммируемым диапазонам измерений,- например, индицируемые значения 115 (на цифровом индикаторе указателя скорости 2) и 7,5 (на цифровом индикаторе вертикальной скорости вариометра-высотомера барометрического 3) однозначно информируют о том, что перед установкой на приборную панель указатель скорости 2 и вариометр-высотомер барометрический 3 были запрограммируемы на диапазоны измерений 115 км/ч приборной скорости и 7,5 м/с вертикальной скорости соответственно;

- режим тестирования завершается сбросом цифрового индикатора указателя скорости 2 и цифрового индикатора вертикальной скорости вариометра-высотомера барометрического 3 в нулевое состояние, а на цифровом индикаторе высоты вариометра-высотомера барометрического 3 устанавливается текущее значение высоты относительно площадки взлета, т.е. значение "0000 [м]".

После включения двигательной установки начинает работать канал измерения оборотов вала двигателя, и тахометр 8 начинает индицировать действующие значения оборотов вала двигателя. Через некоторое время, после прогрева двигательной установки, указатель температуры 11 начинает индицировать установившееся значение температуры головки цилиндра двигательной установки. После начала движения ЛА, в процессе рулежки и в полете, начинает работать канал измерения приборной скорости, индицируя ее значения на указателе скорости 2. После взлета ЛА начинает работать вариометр-высотомер барометрический 3, индицируя изменяющиеся значения значения на указателе скорости 2. После взлета JIA начинает работать вариометр-высотомер барометрический 3, индицируя изменяющиеся значения высоты и вертикальной скорости. Яркость свечения светодиодов и индикаторов указателя скорости 2 и вариометра-высотомера барометрического 3 регулируется, при необходимости, вращением зубчатого колеса 23.

Техническое решение представленной полезной модели позволяет:

- повысить безопасность полета за счет перехода к индикаторам с активными самоизлучаемыми светодиодными шкалами и цифровыми индикаторами, что обеспечивает устойчивое считывание в условиях низкой внешней освещенности;

- улучшить эксплуатационные характеристики за счет снижения массы приборной панели при переходе от анероидно-механических указателя скорости, вариометра и высотомера к приборам с электронными методами измерения и представления информации, а также совмещения функций измерения вертикальной скорости и высоты в едином приборе;

- свести значительный номенклатурный ряд вариометров и указателей скорости (вариометры ВР-5,-10,-30 и указатели скорости УС-150,-250,-350) к единым базовым изделиям, имеющим функции перепрограммирования на все диапазоны измерений на сверхлегких и легких ЛА.

Источники информации

1. Патент на полезную модель "Панель приборная для мотодельталета" 56281 от 25.05.06 г.

2. Индикаторное устройство фирмы ФРГ "UL Cockpit" (проспект, 1983 г.).

3. Техническое описание промышленного образца "Блок контрольно-измерительных приборов для дельтаплана" 36472 от 27.09.91 г.

Панель приборная для мотодельталета, содержащая несущую лицевую панель с кронштейном крепления, в которой размещены указатель скорости, вариометр, высотомер барометрический, магнитный компас, тахометр и термометр для измерения температуры двигательной установки, причем на лицевой поверхности закреплен защитный кожух, в верхней части которого установлена приемная трубка Вентури, а в тыльной части - разъем для подключения электрических цепей питания приборов и электрических цепей измерения числа оборотов вала двигателя, отличающаяся тем, что указатель скорости, вариометр и высотомер барометрический выполнены на электронной основе с круговыми светодиодными шкалами и цифровыми индикаторами, причем вариометр и высотомер барометрический конструктивно выполнены в одном приборе, кроме этого, по продольной оси симметрии лицевой панели размещены блок клавиш, состоящий из трех нажимных клавиш со взаимной блокировкой, элекрически связанных с цифровым индикатором высотомера, и потенциометр, на оси которого установлено регулирующее яркость зубчатое колесо.