Ở mực nước biển và các điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, liên kết gắn với màng ngăn có thể mở rộng tạo ra chỉ số bằng không. Khi đợ cao tăng, áp suất tĩnh ở bên ngồi màng ngăn giảm và aneroid mở rợng, tạo ra mợt dấu hiệu tích cực về đợ cao. Khi đợ cao giảm, áp suất khí quyển tăng lên. Áp suất khơng khí tĩnh ở bên ngồi màng ngăn tăng lên và con trỏ di chuyển theo hướng ngược lại, cho thấy độ cao giảm.
Mặt hoặc mặt số của đồng hồ đo độ cao tương tự được đọc tương tự như đồng hồ. Khi con trỏ dài nhất di chuyển xung quanh mặt số, nó đang đăng ký đợ cao tính bằng hàng trăm feet. Mợt c̣c cách mạng hồn chỉnh của con trỏ này cho biết độ cao 1.000 feet. Điểm dài thứ hai di chuyển chậm hơn. Mỗi khi nó đạt đến mợt chữ số, nó chỉ ra đợ cao 1.000 feet. Một khi xung quanh mặt số cho con trỏ này bằng 10.000 feet.
Khi con trỏ dài nhất di chuyển hồn tồn quanh mặt số mợt lần, điểm dài thứ hai chỉ di chuyển khoảng cách giữa hai chữ số — cho biết đã đạt được độ cao 1.000 feet. Nếu được trang bị như vậy, con trỏ thứ ba, ngắn nhất hoặc mỏng nhất sẽ ghi lại độ cao theo
Đôi khi một vùng gạch chéo đen trắng hoặc đỏ trắng được hiển thị trên mặt của thiết bị cho đến khi đạt đến mức 10.000 foot.
Hình 25. Một máy đo độ cao nhạy với ba con trỏ và vùng giao nhau được hiển thị trong quá trình hoạt động dưới 10.000 feet.
Nhiều máy đo độ cao cũng chứa các liên kết xoay bợ đếm số ngồi việc di chuyển các con trỏ xung quanh mặt số. Cửa sổ tham chiếu nhanh này cho phép phi cơng chỉ cần đọc số đợ cao tính bằng feet. Chuyển động của các chữ số quay hoặc bợ đếm kiểu trống trong q trình lên hoặc xuống nhanh chóng gây khó khăn hoặc khơng thể đọc các số. Sau đó, tham chiếu có thể được chuyển hướng đến chỉ báo kiểu đồng hồ cổ điển.
Hình 26. Bộ đếm kiểu trống có thể được điều khiển bởi thiết bị đo độ cao để hiển thị độ cao bằng số. Trống cũng có thể được sử dụng cho các chỉ báo cài đặt của máy đo độ
cao.
2.3.2. Vertical Speed Indicator
Một chỉ báo tốc đợ dọc tương tự (VSI) cũng có thể được gọi là chỉ báo vận tốc thẳng đứng (VVI), hoặc chỉ báo tốc đợ leo dốc. Nó là mợt máy đo áp suất chênh lệch đọc trực tiếp, so sánh áp suất tĩnh từ hệ thống tĩnh của máy bay được dẫn vào màng ngăn với áp suất tĩnh bao quanh màng ngăn trong hợp thiết bị. Khơng khí được lưu thơng tự do không hạn chế vào và ra khỏi màng ngăn nhưng được tạo ra để chảy vào và ra khỏi thùng máy thông qua một lỗ được hiệu chỉnh. Một con trỏ gắn vào màng ngăn cho biết tốc độ thẳng đứng bằng khơng khi áp suất bên trong và bên ngồi màng ngăn là như nhau. Mặt số thường được chia đợ bằng 100 feet / phút. Vít điều chỉnh zeroing, hoặc núm, trên mặt của thiết bị được sử dụng để căn giữa con trỏ chính xác về số 0 khi máy bay đang ở trên mặt đất.
Hình 27. Một chỉ báo tốc độ dọc điển hình.
Khi máy bay lên cao, áp suất khơng khí khơng hạn chế trong màng ngăn giảm xuống do khơng khí trở nên ít đặc hơn. Áp suất khơng khí trong trường hợp xung quanh màng ngăn giảm chậm hơn, phải đi qua phần hạn chế do lỗ thốt khí tạo ra. Điều này gây ra áp lực bên trong và bên ngồi cơ hồnh khơng bằng nhau, do đó làm cho cơ hồnh co lại mợt chút và kim chỉ thị có dấu hiệu leo lên. Q trình này hoạt đợng ngược lại đối với mợt máy bay hạ nguồn. Nếu duy trì đợ lên hoặc xuống ổn định, sự chênh lệch áp suất ổn định sẽ được thiết lập giữa màng ngăn và áp suất vỏ xung quanh nó, dẫn đến chỉ báo chính xác về tốc đợ leo qua các vạch chia trên mặt thiết bị.
Hình 28. VSI là một máy đo chênh lệch áp suất so sánh áp suất khơng khí tĩnh chảy tự do trong màng ngăn với áp suất khơng khí tĩnh hạn chế xung quanh màng ngăn trong
hộp thiết bị.
Mợt thiếu sót của cơ chế tốc đợ lên cao như được mơ tả là có đợ trễ từ sáu đến chín giây trước khi có thể thiết lập chênh lệch áp suất ổn định cho biết tốc độ lên hoặc xuống thực tế của máy bay. Chỉ báo tốc đợ dọc tức thời (IVSI) được tích hợp sẵn để giảm đợ trễ này. Mợt pít-tơng, phản ứng với sự thay đổi hướng của việc leo lên hoặc xuống dốc đột ngột. Khi gia tốc kế nhỏ này làm như vậy, nó sẽ bơm khơng khí vào hoặc ra khỏi màng ngăn, đẩy nhanh việc thiết lập chênh lệch áp suất gây ra chỉ báo thích hợp.
Hình 29. Dấu gạch ngang nhỏ trong IVSI này phản ứng đột ngột với việc bơm khơng khí lên hoặc xuống dưới màng ngăn gây ra chỉ báo tốc độ thẳng đứng tức thì.
2.3.3. Airspeed Indicator
Chỉ báo tốc đợ khơng khí là mợt thiết bị bay chính khác cũng là mợt đồng hồ đo chênh lệch áp suất. Áp suất khơng khí Ram từ ống pitot của máy bay được dẫn vào màng ngăn trong mợt hợp dụng cụ tốc đợ khí tương tự. Áp suất khơng khí tĩnh từ (các) lỗ thơng hơi tĩnh của máy bay được dẫn vào vỏ bao quanh diaphragm. Khi tốc độ của máy bay thay đổi, áp suất khơng khí ram thay đổi, mở rợng hoặc co lại diaphragm. Liên kết gắn với diaphragm làm cho một con trỏ di chuyển trên mặt thiết bị, được hiệu chỉnh theo hải lý hoặc dặm trên giờ (mph).
Hình 30. Một chỉ báo tốc độ khơng khí là một áp kế chênh lệch so sánh áp suất khơng khí ram với áp suất tĩnh.
Mối quan hệ giữa áp suất khơng khí ram và áp suất khơng khí tĩnh tạo ra chỉ báo được gọi là tốc đợ khơng khí được chỉ định. Cũng như với máy đo đợ cao, có những yếu tố khác phải được xem xét khi đo tốc đợ khơng khí trong tất cả các giai đoạn của chuyến bay. Những điều này có thể gây ra các kết quả đọc khơng chính xác hoặc các chỉ báo khơng hữu ích cho phi cơng trong mợt tình huống cụ thể. Trong các chỉ báo tốc đợ khơng khí tương tự, các yếu tố thường được bù đắp bằng các cơ chế khéo léo bên trong vỏ và trên mặt quay số của công cụ. Các thiết bị bay kỹ thuật số có thể có các phép tính được thực hiện trong ADC để chỉ báo chính xác mong muốn được hiển thị.
Hình 31. Các thơng số trên Airspeed indicator.
Vòng cung màu trắng - thường được gọi là phạm vi hoạt động của flap. Các phương tiện tiếp cận và hạ cánh thường được bay với tốc đợ trong vịng cung màu trắng.
Giới hạn dưới của vịng cung trắng (VS0) —tốc đợ dừng hoặc tốc đợ bay ổn định tối thiểu trong cấu hình hạ cánh.
Giới hạn trên của vịng cung trắng (VFE) —tốc đợ tối đa với flap được mở rộng.
Vịng cung xanh — phạm vi hoạt đợng bình thường của máy bay. Hầu hết các chuyến bay xảy ra trong phạm vi này.
Giới hạn dưới của vịng cung màu xanh lá cây (VS1) —tốc đợ dừng hoặc tốc độ bay ổn định tối thiểu đạt được trong mợt cấu hình cụ thể.
Giới hạn trên của vịng cung xanh (VN0) —tthe maximum structural cruising speed. Khơng được vượt q tốc đợ này trừ khi trong khơng khí êm.
Vịng cung màu vàng — phạm vi thận trọng. Chỉ bay trong phạm vi này trong khơng khí êm dịu và sau đó chỉ cần thận trọng.
Đường màu đỏ (VNE) - bất cứ khi nào vượt quá tốc đợ. Hoạt đợng trên tốc đợ này bị cấm vì nó có thể dẫn đến hư hỏng hoặc hỏng kết cấu
2.4. System architecture
Mợt chiếc máy bay nhỏ sẽ có mợt hệ thống đơn giản gồm altimeter, vertical speed indicator, airspeed indicator. 3 chỉ số này được cung cấp bởi một hệ thống áp suất tĩnh với hai cổng tĩnh. Hệ thống áp suất pitot cung cấp chỉ báo tốc đợ khơng khí.
Máy bay lớn hơn cần một phi công thứ hai cho các hoạt đợng bay và điều này địi hỏi mợt hệ thống thiết bị chuyên dụng. Hệ thống thiết bị thứ hai này được cung cấp bởi mợt hệ thống pitot và tĩnh hồn tồn riêng biệt. Mợt cải tiến an tồn là lắp đặt van chọn nguồn tĩnh thay thế. Nó cho phép cơ trưởng sử dụng hệ thống áp suất tĩnh của phi cơng phụ.
Máy bay có thể bay ở đợ cao lớn hơn và tốc độ bay cần các chỉ báo bổ sung như máy đo MACH, Tốc đợ khơng khí thực và chỉ báo Nhiệt đợ khơng khí. Thơng thường trong các máy bay này ADC tính tốn dữ liệu cần thiết và chuyển tín hiệu điện đến các chỉ báo bổ sung. ADC sử dụng hệ thống tĩnh cơ trưởng. ADC cũng sử dụng đầu vào từ đầu dị nhiệt đợ và cảm biến góc tấn. Dữ liệu được tính tốn từ ADC cũng được cung cấp cho các hệ thống khác như hệ thống lái tự động và hệ thống cảnh báo.
Hình 33. Air data computer.
Những cải tiến về đợ tin cậy của máy tính dữ liệu khơng khí đã làm cho nó có thể thay thế tất cả các thiết bị khí nén và ống dẫn của chúng bằng các chỉ thị điện được điều khiển trực tiếp từ ADC. Kiến trúc này cũng cần một ADC cho phi công phụ. Các ống từ đầu dò tĩnh pitot đi đến ADC. Như bạn có thể tưởng tượng, khơng cho phép mất tồn bợ các thiết bị dữ liệu khơng khí cơ bản do mất điện. Do đó, các chỉ báo dự phịng cho tốc đợ khơng khí và đợ cao phải được cài đặt trên máy bay. Các chỉ báo chờ được
máy bay, hệ thống tĩnh pitot dự phòng này cung cấp ADC thứ ba. Đầu ra của ADC số 3 có thể được sử dụng để cung cấp cho các hệ thống bổ sung hoặc để thay thế ADC 1 hoặc 2 trong trường hợp kiến trúc hệ thống bị lỗi tiếp theo.
Hình 34. System architecture with 3 ADCs.
Trong các máy bay có buồng lái bằng kính kỹ thuật số hiện đại, bạn có thể tìm thấy các air data module (module dữ liệu khơng khí). Được đặt gần cổng tĩnh hoặc ống pitot và chuyển đổi áp suất khơng khí trực tiếp thành mợt từ dữ liệu kỹ thuật số. Điều này giúp tiết kiệm trọng lượng và chi phí bảo trì vì dữ liệu được gửi đến ADC qua dây mỏng thay vì sử dụng ống. Chỉ các thiết bị dự phòng vẫn cần được cung cấp bằng ống. Một ADC thứ ba được kết nối với ống khí nén của dụng cụ dự phịng bằng cách sử dụng air data module. Một ưu điểm khác của hệ thống này là máy tính dữ liệu khơng khí hiện có thể được tích hợp với hệ quy chiếu quán tính thành cái gọi là ADIRU.
Hình 35. Air data module.
Thơng tin thêm về Máy tính dữ liệu khơng khí (ADC) và Máy tính dữ liệu khơng khí kỹ thuật số (DADC)
Các máy bay này thường xuyên hoạt động ở độ cao lớn, nơi nhiệt đợ mơi trường có thể vượt q 50 ° F dưới 0. Khả năng nén của khơng khí cũng bị thay đổi ở tốc đợ cao và ở độ cao lớn. Luồng khơng khí xung quanh thân máy bay thay đổi, gây khó khăn cho việc nhận đầu vào áp suất tĩnh nhất quán. Phi công phải bù đắp tất cả các yếu tố về nhiệt đợ và mật đợ khơng khí để có được chỉ dẫn chính xác từ các thiết bị. Trong khi nhiều thiết bị tương tự có thiết bị bù được tích hợp sẵn, việc sử dụng máy tính dữ liệu hàng khơng (ADC) là phổ biến cho những mục đích này trên máy bay hiệu suất cao. Hơn nữa, các máy bay hiện đại sử dụng máy tính dữ liệu hàng không kỹ thuật số (DADC). Việc chuyển đổi áp suất khơng khí cảm nhận thành các giá trị kỹ thuật số giúp máy tính dễ dàng thao tác hơn để đưa ra thơng tin chính xác đã bù đắp cho nhiều biến số gặp phải.
Hình 36. Máy tính dữ liệu khơng khí 90004 TAS / Plus (ADC) của Teledyne tính tốn thơng tin dữ liệu khơng khí từ hệ thống khí nén tĩnh pitot, đầu dò nhiệt độ máy bay và
thiết bị hiệu chỉnh khí áp để giúp tạo ra chỉ báo rõ ràng về điều kiện bay.
Về cơ bản, tất cả các áp suất và nhiệt độ do cảm biến thu được đều được đưa vào ADC. Các đơn vị tương tự sử dụng các đầu dò để chuyển đổi các giá trị này thành các giá trị điện và điều khiển chúng trong các mơ-đun khác nhau có chứa các mạch được thiết kế để bù đắp thích hợp cho các thiết bị và hệ thống khác nhau. DADC thường nhận dữ liệu của nó ở định dạng kỹ thuật số. Các hệ thống khơng có đầu ra cảm biến kỹ thuật số trước tiên sẽ chuyển đổi đầu vào thành tín hiệu kỹ thuật số thơng qua bợ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số. Q trình chuyển đổi có thể diễn ra bên trong máy tính hoặc trong mợt thiết bị riêng biệt được thiết kế cho chức năng này. Sau đó, tất cả các phép tính và bù trừ được thực hiện bằng kỹ thuật số bởi máy tính. Đầu ra từ ADC là điện để điều khiển đợng cơ servo hoặc để sử dụng làm đầu vào trong hệ thống điều áp, bộ điều khiển bay và các hệ thống khác.
Có rất nhiều lợi ích khi sử dụng ADC. Đơn giản hóa đường ống dẫn nước tĩnh tạo ra mợt hệ thống nhẹ hơn, đơn giản hơn, với ít kết nối hơn, do đó nó ít bị rị rỉ và dễ bảo trì hơn. Tính tốn bù mợt lần có thể được thực hiện bên trong máy tính, loại bỏ nhu cầu xây dựng các thiết bị bù thành nhiều thiết bị hoặc đơn vị riêng lẻ của hệ thống sử dụng dữ liệu khơng khí. Các DADC có thể thực hiện mợt số kiểm tra để xác minh tính hợp lý của dữ liệu nhận được từ bất kỳ nguồn nào trên máy bay. Do đó, phi hành đồn có thể được cảnh báo tự động về một tham số bất thường. Việc thay đổi nguồn dữ liệu thay thế cũng có thể tự đợng để hoạt đợng của sàn đáp chính xác và hệ thống được duy trì liên tục. Nhìn chung, cơng nghệ trạng thái rắn đáng tin cậy hơn và các thiết bị hiện đại có kích thước nhỏ và nhẹ.
CHƯƠNG 3: LỖI TRONG PITOT STATIC SYSTEM
Trong phân đoạn này, chúng ta hãy bắt đầu xem xét ảnh hưởng của rị rỉ ở mợt hoặc cả hai đường áp suất của pitot system và static system
3.1. Leakage In Pitot Static System3.1.1. Leakage In Static System 3.1.1. Leakage In Static System
Chúng tôi sẽ sử dụng hệ thống đơn giản này để hiển thị ảnh hưởng của các chỉ số. Lưu ý rằng: Kết quả của rò rỉ phụ tḥc vào kích thước của rị rỉ và cabin máy bay có được điều áp hay khơng.
Giả định mợt rị rỉ lớn bên trong cabin, giống như một ống bị vỡ.
Áp suất cabin có thể đi vào ống thơng qua rị rỉ này và được phân phối đến các chỉ số, có thể thấy ảnh hưởng của rò rỉ trong hệ thống tĩnh (static system) của máy bay có cabin khơng điều áp.
Trong khi bay, áp suất bên trong cabin thấp hơn một chút so với áp suất tĩnh bởi vì hiệu ứng venturi. Xin lưu ý, chúng tôi bỏ qua các tác động của hệ thống sưởi hoặc thơng gió trong cabin.
Đồng hồ chỉ thị độ cao (alitimeter – ALT) sẽ tăng một chút độ cao được chỉ định và điều tương tự cũng xảy ra với Đồng hồ chỉ thị vận tốc Airspeed Indicator(ASI) cho biết tốc độ cao hơn một chút.
Đồng hồ chỉ thị vận tốc dọc (Vertical speed indicator – VSI) cho biết mợt bước nhảy nhỏ khi rị rỉ xảy ra nhưng sau đó hiển thị dữ liệu chính xác
Hình 37. Leakage in static system.
Khi sự rò rỉ này xảy ra trong máy bay có cabin điều áp, áp suất tăng lên trong đường