Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 201
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Нельзя не упомянуть и первый изобретенный автопилот. Его испытания были произведены в 1912 году. Он представлял собой гидравлический привод с блоком, который, получая сигналы от гирокомпаса и высотомера, и был соединен с рулем высоты и направления. Таким образом обеспечивалось автоматическое выдерживание направления полета.
Рассмотрев первый этап эволюции, можно понять, что уже в первые годы полетов стали появляться различные приборы, позволявшие пилотам контролировать параметры полета, что безусловно позитивно сказывалось на безопасности полетов.
- 1 2 3
Второй этап эволюции СОИ (1920-1960г.)
Следующим этап развитии авиации называют «Золотым веком», ведь эти годы характеризуются значительным прорывом в совершенствовании ВС. Ключевым стало решение конструкторов отказаться от водяного охлаждения двигателей и перейти на воздушное охлаждение, благодаря чему была облегчена конструкция и увеличена мощность самого двигателя, однако, самолеты, конструкция которых была основана на элементах, выполненных из дерева, начали разваливаться в полете из-за значительного увеличения нагрузки, которую испытывал фюзеляж в виду увеличения скорости полета. Решением этому стал фюзеляж, выполненный из более прочного и практичного материала – алюминия. Эти изменения позволяли производить полеты на больших высотах, чем это было ранее, однако, несмотря на такие улучшения, по-прежнему, самолеты могли эксплуатироваться только в хороших метеорологических условиях так как по-прежнему пилот мог определить свое пространственное положение только с помощью глаз. Именно в этот момент конструкторы начали думать о создании прибора, который мог бы позволить пилоту определить пространственное положение ВС даже в условиях ограниченной видимости. Таким прибором стал авиагоризонт (далее АГ). Принцип действия авиагоризонта был основан на свойстве гироскопа сохранять свою ось вращения не зависимо от его движения. Однако эта ось поддерживается при постоянном движении гироскопа, которое обеспечивалось посредством электропривода.
Изначально, АГ был разработан в США в 1929 году и имел на тот момент привычную и являющуюся стандартной на сегодняшний день - прямую индикацию (далее ПИ) (Рис. 5).
Рисунок 5. Авиагоризонт с прямой индикацией.
В СССР так же разрабатывали свой АГ, но советские конструкторы отказались от американской системы индикации и сделали свою, которую называют обратной, или же советской системой индикации (Рис. 6).
Рисунок 6. Авиагоризонт с обратной индикацией.
Принципиальное различие этих двух индикаций в том, что американский АГ показывает, как расположен горизонт по отношению к самолету (индикатор самолета зафиксирован в центре, горизонт подвижен), а советский показывает, как располагается самолет по отношению к горизонту (горизонт зафиксирован, сам индикатор самолета подвижен).
Таким образом идея американских конструкторов была в том, чтобы пилот, видел на приборе самолет в привычном положении по отношению к себе находясь в самолете. Идея же советских конструкторов заключалась в том, что пилот мог увидеть «со стороны» как расположен самолет по отношению к горизонту, что на их взгляд было гораздо понятнее. Рассмотрим преимущества и недостатки.
Главным недостатком было то, что при углах крена близких к 90 можно легко запутаться. Чтобы убедиться в этом рассмотрим изображение ниже.
Рисунок 7. Отображение пространственного положения самолета на АГ ОИ при крене большем, чем 90.
Посмотрев на АГ, на первый взгляд кажется, что чтобы вывести самолет из крена необходимо отклонить штурвал вправо, однако присмотревшись можно заметить, что силуэт самолета перевернут, что говорит нам о том, что крен в данный момент примерно 120 градусов вправо, а не 30 градусов влево, как кажется на первый взгляд, соответственно и отклонение штурвала должно быть произведено влево.
Рассматривая ситуацию с креном больше 90 градусов на АГ ПИ, такой проблемы быть не может, ведь земля, отображаемая коричневым цветом при таком крене, будет сверху, а небо снизу, что сразу дает понять пилоту о своем положении в воздухе.
Продолжая изучать эволюцию стоит отметить, что в 20х годах прошлого столетия появилась и цветовая индикация на приборах. В основном, она представляла собой краску, нанесенную вокруг шкал приборов. Причем назначение у цветовой индикации было различным.
По назначению шкал применялись следующие цвета:
-
Желтый – обозначались приборы, либо шкалы, отвечающие за топливо -
Черный – приборы, либо шкалы, отображающие значения температуры головок цилиндров. -
Бордовый – обозначались приборы, либо шкалы, отвечавшие за отображение характеристик масла, таких как температура и давление.
Цветовые обозначения помогали пилоту ориентироваться среди приборов и предотвращали возможность его ошибки при распознании значений. Например, если бы приборы не имели цветовых обозначений пилот мог, посмотрев на значение температуры цилиндров, которое значительно выше значения температуры масла в нормальных условиях полета, мог ошибочно принять данное значение за высокую температуру масла и отключить двигатель, когда значение температуры масла на самом деле было в норме.
Цвета использовались и для выделения нормальных, аварийных и критических диапазонов параметров ВС. Подобное решение было особенно применимо к отображению показателей работы двигателя, ведь действительно, пилот, не обнаруживший вовремя выход параметров работы двигателя за предельное значение, подвергал самолет и себя опасности. Так, например, не обнаруженное вовремя высокое значение температуры цилиндров, которое могло возникнуть из-за того, что пилот забыл открыть створки обдува радиатора, могло привести к отказу двигателя и возможной гибели пилота.
Среди цветов, которые наносились для выделения диапазонов можно выделить как минимум 2:
-
Зеленым или белым - выделялись нормальные эксплуатационные значения работы того или иного элемента двигателя; -
Желтый – выделялся аварийный диапазон, предупреждающий о подходе к критическим значениям; -
Красный – выделялись критические значения, которые недопустимы, и могут привести к серьезным неисправностям или выходу из строя соответствующей системы.
Рисунок 8. Цветовая индикация в самолете Messerschmitt Me.262.
Пилот, заметив положение стрелки в красном диапазоне должен был немедленно предпринять меры, которые были прописаны в РЛЭ, и произвести посадку для выяснения причины неисправности.
Вопрос навигации в то время стоял довольно остро, начали появляться первые наземные радиостанции, и не с проста, ведь в 1920 году был впервые применен для навигации автоматический радиокомпас (далее АРК), который позволял выполнять полет от и на радиостанцию или радиомаяк.
Рисунок 9. АРК-11
Сам АРК принимал сигнал, передаваемый радиостанцией с помощью двух антенн – ненаправленной и рамочной и на стрелке компаса было показано направление на радиостанцию, зная это направление и курс самолета можно было определить курсовой угол радиостанции (далее КУР), ведь КУР – угол, заключенный между продольной осью самолета и направлением на радиостанцию. Выдерживая простой параметр, а именно КУР = 0, пилот мог осуществлять полет по маршруту, где поворотными пунктами были радиомаяки или радиостанции.
В комплекте с прибором шел и пульт управления, на котором задавались такие параметры, как частота радиостанции, на которую необходимо было лететь, режим работы АРК.
Помимо всех преимуществ, связанных с его применением, стоит отметить и его габариты, теперь конструкторам предстояло расположить не только сам прибор в кабине пилота, но и пульт управления, при этом сделать это нужно было так, чтобы пилоту было максимально удобно пользоваться данным навигационным средством.
И только в 40-е годы АРК стал повсеместно применяться в авиации, и так же появились и дальномерные системы, которые, работая в совокупности с самим АРК, позволяли выполнять полет через навигационные точки, которые задавались Пеленгом и дальностью от радиомаяка. Это повысило вариативность самих маршрутов и способствовало удовлетворению растущего количества рейсов. Безопасность полетов так же возросла при использовании АРК, ведь это увеличивало точность аэронавигации, главным образом, при заходе на посадку и позволяло выполнять ее в сложных метеоусловиях.
Свое применение радио нашло и при выполнении другой задачи. Необходимым было ведение связи с землей во время полета, так как с развитием авиаперевозок, количество самолетов в районе аэродромов тоже росло, что требовало контроля с земли, который обеспечивался посредством работы служб организации воздушного движения. Но как же обеспечивался этот контроль? Изначально пилоты поддерживали связь с диспетчером с помощью телеграфа. Сами сообщения при этом принимались и передавались в виде кода Морзе. Такое устройство как телеграф требовало для использования необходимой подготовки, а также времени, которое у пилотов было весьма ограниченным. Вскоре в средине 40х годов свое применение нашла и высокочастотная радиотелефонная связь, которая позволяла передавать речевые сообщения через микрофон гарнитуры пилотов, из недостатков данной системы самый существенный – маленький радиус действия. Поэтому телеграф все еще имел место на существования, ведь имел гораздо большее значение дальности приема входящих сигналов. Рассмотренное ранее количество появившихся приборов увеличивали нагрузку на пилота и поддерживать связь одновременно с пилотированием и контролем различных параметров означало еще большее увеличение зрительной нагрузки на пилота. Поэтому появилась необходимость в еще одном члене экипажа – радиста, присутствие которого на борту смогло бы разгрузить пилота. Он отвечал за ведение связи при полете по маршруту принимал сигналы с телеграфа и в целом вел связь любого рода позволяя пилотам в большей мере сконцентрироваться на пилотировании. Однако частым было явление переутомления самого бортрадиста, что приводило к снижению концентрации и работоспособности в целом. Данный феномен удалось устранить с помощью еще одного изобретения человечества – системе селективного вызова.