Раздел 5. Приборы и комплексы для измерения курса, углов крена и тангажа

План раздела:

5.1. Системы координат;

5.2. Средства для определения положения ЛА относительно плоскости горизонта;

5.2.1. Гироскоп;

5.2.2. Авиагоризонт;

5.2.3. Малогабаритная гировертикаль (МГВ);

5.2.4. Датчик угловых скоростей (ДУС);

5.3. Приборы и комплексы для измерения курса;

5.3.1. Магнитные датчики курса;

5.3.2. Гироскопический датчик ортодромического курса;

5.3.3. Комплексные системы измерения курса;

5.3.4. Курсовая система типа ТКС-П;

5.3.5. Базовая система курса и вертикали (БСКВ).

5.1. Системы координат

Положение самолета в пространстве может быть определено по отношению к различным системам координат. При рассмотрении динамики движения самолета обычно пользуются следующими системами координат: земной, связанной и скоростной.

1. Нормальная земная система координат (рис. 5.1). Начало находится на поверхности земли: в определенной точке взлетно-посадочной полосы, в точке расположения ориентира, в центре наземной силы и т.д. Осиирасположены в горизонтальной плоскости, а осьнаправлена вверх (вдоль местной вертикали). Ориентация осейизависит от решаемой задачи и полагается неизменной (вращение Земли пренебрегается).

2. Нормальная система координат (рис. 5.1). Начало находится в центре масс ЛА, осиирасположены в горизонтальной плоскости, а осьнаправлена вверх. Оси нормальной и нормальной земной систем координат параллельны. Относительное положение этих систем координат определяется вектороммежду их началами.

Рис. 5.1. Нормальная земная и нормальная системы координат

3. Связанная система координат (рис. 5.2). Начало находится в центре масс ЛА. Осьлежит в плоскости симметрии ЛА, направлена вдоль ЛА вперед и называется продольной осью. Осьлежит в плоскости симметрии самолета, направлена вверх (при нормальном полете) и называется нормальной осью. Осьнаправлена вправо по ходу самолета и называется поперечной осью. Связанная система координат жестко фиксирована по отношению к самолету и её положение относительно нормальной системы определяет пространственное угловое положение самолета. Оно характеризуется эйлеровыми углами рыскания, тангажа и крена.

Рис. 5.2. Нормальная и связанная системы координат

Угол , образуемый при повороте ЛА вокруг продольной осиотносительно положения, при котором поперечная осьгоризонтальна, называетсяуглом крена; угол, образуемый проекцией продольной оси на горизонтальную плоскость и заданным направлениемназываетсяуглом рыскания; угол, образуемый продольной осью ЛА с горизонтальной плоскостью, называетсяуглом тангажа. Связанная система координат используется при анализе углового движения самолета.

4. Скоростная система координат (рис. 5.3). Начало находится в центре масс ЛА. Осьнаправлена вдоль вектора скорости ЛА относительно воздушной среды и называется скоростной осью. Осьлежит в плоскости симметрии, направлена вверх (при нормальном полете) и называется осью подъемной силы. Осьнаправлена вправо и называется боковой осью. Эта система используется для определения аэродинамических сил, действующих на самолет.

Положение вектора воздушной скорости относительно связанной системы характеризуется углом атаки, т.е. углом между проекцией указанного вектора на плоскость симметрии и продольной осью, иуглом скольжениямежду вектором воздушной скорости и плоскостью симметрии.

Рис. 5.3. Связанная и скоростная системы координат