TO THE QUESTION OF DETERMINING THE BAROMETRIC HEIGHT BY A MECHANICAL ALTIMETER AND AIR SIGNAL SYSTEM
DOI:
https://doi.org/10.14529/ctcr210408Keywords:
barometric altitude, air signal system, mechanical altimeter, difference in readings, calibration dependenceAbstract
Reliable information on the altitude and speed parameters of the aircraft (AC) is required for safety and increasing the efficiency of flight missions. In this regard, the task of studying the features and improving the characteristics of existing meters for these parameters is quite urgent. Purpose of the study. The features of determining the barometric altitude of an aircraft by a mechanical indicator and an air signal system (SHS) are considered. Materials and methods. The essence of the barometric method for measuring the altitude of the aircraft is analyzed, it is found that to build a clear theory of the method, it is necessary to know the dependence of the temperature of the atmosphere on the altitude. Moreover, it is known that this temperature usually decreases with increasing altitude. However, the rate of decrease unpredictably changes both at different times of the year and day, and at different points and at different heights. Moreover, in some cases, in a certain range of heights, the temperature may not decrease, but, on the contrary, increase. In this regard, there is some problem with the formalization of this dependence. When constructing a theory of the method for mechanical pointers, one proceeds in such a way that the dependence for the International Standard Atmosphere (ISA) is used, in which temperature and pressure are uniquely related. When developing algorithmic support for SHS, it is considered that the temperature decreases with height as well as in a standard atmosphere, but its actual value at the level of the reference plane can be anything that is not at all related to pressure and altitude in ISA. For this purpose, a temperature control unit is provided in the SHS at the level of the height reference plane. Results. A formula has been obtained that makes it possible to determine the difference between the readings of a mechanical altimeter and SHS. It was found that this difference is a function of pressure and temperature at the level of the plane of the altitude reference plane, as well as the actual pressure at the flight altitude. Numerical studies have been carried out to assess the discrepancy between the readings. It has been established that the relative difference in readings can reach the order of magnitude under operating conditions, and it practically does not depend on the aircraft altitude and is, in essence, a constant for the indicated initial values of pressure and temperature (at the level of the plane of the altitude reference). Conclusion. The developed algorithms can be used to improve the algorithmic support of the SHS.
References
Системотехническая разработка и анализ погрешностей системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником потока / В.М. Солдаткин, В.В. Солдаткин,
Е.С. Ефремова, Б.И. Мифтахов // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2019. – Вып. 8. – С. 232–244.
Крылов, Д.Л. Функциональная схема, алгоритмы обработки информации и погрешности системы воздушных сигналов самолета с неподвижными невыступающими приемниками потока / Д.Л. Крылов, В.М. Солдаткин // Новые технологии, материалы и оборудование Российской авиакосмической отрасли: сб. докл. Всерос. науч.-практ. конф. – Казань: Изд-во Академии наук Республики Татарстан, 2016. – С. 570–574.
Ефремова, Е.С. Информационно-измерительная система воздушных сигналов дозвукового летательного аппарата на основе вихревого метода: дис. … канд. техн. наук / Е.С. Ефремова. – Казань: КазНИТУ им. А.Н. Туполева – КАИ, 2020. – 207 с.
Козицин, В.К. Система воздушных сигналов вертолета на основе свободно ориентированного приемника давлений: автореф. … дис. канд. техн. наук / В.К. Козицин. – Казань: Изд-во КГТУ им. А.Н. Туполева, 2006. – 23 с.
Солдаткин, В.В. Алгоритмы формирования и обработки информации системы воздушных сигналов вертолета на основе неподвижного многофункционального аэрометрического приемника / В.В. Солдаткин // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2013. – № 3 (299). – С. 110–120.
Алгоритмическое обеспечение системы воздушных сигналов одновинтового вертолета с неподвижным аэрометрическим приемником на характерных режимах эксплуатации / В.В. Солдаткин, И.Ф. Мингазов, А.Р. Мустафин, Д.Н. Нурутдинова // Труды Международной научно-технической конференции «Перспективные информационные технологии». – Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2018. – С. 881–885.
Ефремова, Е.С. Алгоритмическое обеспечение вихревой системы воздушных сигналов дозвукового самолета / Е.С. Ефремова // Труды Международной научно-технической конференции «Перспективные информационные технологии». – Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2018. – С. 812–816.
Солдаткин, В.В. Автоматическая подстройка измерительных каналов системы воздушных сигналов вертолета / В.В. Солдаткин // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева. – 2004. – № 2. – С. 26–29.
Джангиров, М.В. Погрешности барометрических высотомеров на основе микромеханических датчиков атмосферного давления / М.В. Джангиров // Вiсник КДПУ iменi Михайла Остроградського. – 2008.– Вып. 4 (51), ч. 2. – С. 115–119.
Алмазов, В.В. Оценка характеристик аэрометрических систем / В.В. Алмазов, Н.Н. Макаров, М.Ю. Сорокин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2017. – Т. 19, № 1 (2). – С. 385–390.
Олейник, А.И. Алгоритмическое обеспечение информационного комплекса высотно-скоростных параметров полета самолета / А.И. Олейник // Авиакосмическое приборостроение. – 2014. – № 10. – С. 22–27.
Никитин, А.В. Повышение помехоустойчивости измерения высотно-скоростных параметров на борту вертолета / А.В. Никитин, В.В. Солдаткин, В.М. Солдаткин // Известия вузов. Авиационная техника. – 2016. – № 4. – С. 131–137.
Бабич, О.А. Измерение высоты полета над уровнем моря (режим QNH) по сигналам бортовых датчиков / О.А. Бабич // Навигация и управление летательными аппаратами. – 2014. – № 9. – С. 2–13.
Искендеров, И.А. Особенности современных барометрических датчиков и возможности их применения на летательных аппаратах / И.А. Искендеров, Р.Ю. Мурад // World science. – 2016. – Т. 1, № 5 (9). – С. 55–59.
Крылов, Д.Л. Построение и алгоритмы обработки информации системы воздушных сигналов самолета с неподвижным невыступающим приемником потока / Д.Л. Крылов, В.М. Солдаткин // Информационные системы и технологии: материалы III Междунар. науч.-техн.
интернет-конф. – Орел: Изд-во ООО «Стерх». – 2015. – С. 1–6.
Олейник, А.И. Метод расширения диапазона измерения аэродинамических параметров полета маневренного самолета / А.И. Олейник // Вестник СибГАУ им. академика М.Ф. Решетнева. – 2012. – № 1 (41). – С. 100–103.
Исследования по разработке системы определения высотно-скоростных параметров воздушно-космического самолета / М.П. Балашов, И.Ф. Белов, Д.П. Буйко и др. // Ученые записки ЦАГИ. – 2002. – Т. XXXIII, № 1-2. – С. 120–128.
Судаков, А.И. Анализ проблемы измерения высотно-скоростных параметров вертолета / А.И. Судаков, В.В. Геращенко, С.А. Котляров // Решетневские чтения: материалы XXI Междунар. науч.-практ. конф. – Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнева. – 2017. – Ч. 1. – С. 470–471.
Панферов, В.И. Авиационные приборы и пилотажно-навигационные комплексы: учеб. пособие: в 3 ч. / В.И. Панферов, Н.А. Тренин, А.М. Хаютин. – Челябинск: Филиал ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. – Ч. I. – 145 с.
Измерители аэродинамических параметров летательных аппаратов / Г.И. Клюев,
Н.Н. Макаров, В.М. Солдаткин, И.П. Ефимов. – Ульяновск: УлГТУ, 2005. – 510 с.
Ефимов, И.П. Авиационные приборы: учеб. пособие / И.П. Ефимов. – Ульяновск: УлГТУ, 2018. – 255 с.
