Ởmực nước biển và các điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, liên kết gắn với màng ngăn có thể mở rợộ̣ng tạo ra chỉ số bằng không. Khi độộ̣ cao tăng, áp suất tĩnh ở bên ngoài màng ngăn giảm và aneroid mở rợộ̣ng, tạo ra mợộ̣t dấu hiệu tích cực về đợộ̣ cao. Khi đợộ̣ 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 độộ̣ cao giảm.
Mặt hoặc mặt số của đồng hồ đo độộ̣ 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 đợộ̣ cao tính bằng hàng trăm feet. Mợộ̣t c̣ộ̣c cách mạng hồn chỉnh của con trỏ này cho biết độộ̣ cao 1.000 feet. Điểm dài thứ hai di chuyển chậm hơn. Mỗi khi nó đạt đến mợộ̣t chữ số, nó chỉ ra đợộ̣ cao 1.000 feet. Mộộ̣t 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 mợộ̣t lần, điểm dài thứ hai chỉ di chuyển khoảng cách giữa hai chữ số — cho biết đã đạt được độộ̣ cao 1.000 feet. Nếu được trang bị như vậy, con trỏ thứ ba, ngắn nhất hoặc mỏng nhất sẽ ghi lại độộ̣ cao theo gia số 10.000 feet. Khi con trỏ này đạt đến mộộ̣t chữ số, độộ̣ cao 10.000 feet đã đạt được.
25
Đôi khi mộộ̣t vùù̀ng 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 độộ̣ cao cũng chứa các liên kết xoay bợộ̣ 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 đợộ̣ cao tính bằng feet. Chuyển đợộ̣ng của các chữ số quay hoặc bộộ̣ 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.
26
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
Mộộ̣t chỉ báo tốc đợộ̣ dọc tương tự (VSI) cũng có thể được gọi là chỉ báo vận tốc thẳng đứng (VVI), hoặc chỉ báo tốc đợộ̣ leo dốc. Nó là mợộ̣t 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 hộộ̣p thiết bị. Khơng khí được lưu thơng tự do khơng hạn chế vào và ra khỏi màng ngăn nhưng được tạo ra để chảy vào và ra khỏi thùù̀ng máy thông qua mộộ̣t lỗ được hiệu chỉnh. Mộộ̣t con trỏ gắn vào màng ngăn cho biết tốc độộ̣ thẳng đứng bằng khơng khi áp suất bên trong và bên ngồi màng ngăn là như nhau. Mặt số thường được chia đợộ̣ 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.
27
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 mợộ̣t chút và kim chỉ thị có dấu hiệu leo lên. Q trình này hoạt đợộ̣ng ngược lại đối với mợộ̣t máy bay hạ nguồn. Nếu duy trì đợộ̣ 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 đợộ̣ leo qua các vạch chia trên mặt thiết bị.
28
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.
Mợộ̣t thiếu sót của cơ chế tốc độộ̣ lên cao như được mô tả là có đợộ̣ trễ từ sáu đến chín giây trước khi có thể thiết lập chênh lệch áp suất ổn định cho biết tốc độộ̣ lên hoặc xuống thực tế của máy bay. Chỉ báo tốc đợộ̣ dọc tức thời (IVSI) được tích hợp sẵn để giảm đợộ̣ trễ này. Mợộ̣t pít-tơng, phản ứng với sự thay đổi hướng của việc leo lên hoặc xuống dốc độộ̣t ngộộ̣t. 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.
29
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 đợộ̣ khơng khí là mợộ̣t thiết bị bay chính khác cũng là mợộ̣t đồng hồ đo chênh lệch áp suất. Áp suất khơng khí Ram từ ống pitot của máy bay được dẫn vào màng ngăn trong mợộ̣t hợộ̣p dụng cụ tốc đợộ̣ 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 đợộ̣ của máy bay thay đổi, áp suất khơng khí ram thay đổi, mở rộộ̣ng hoặc co lại diaphragm. Liên kết gắn với diaphragm làm cho mộộ̣t con trỏ di chuyển trên mặt thiết bị, được hiệu chỉnh theo hải lý hoặc dặm trên giờ (mph).
30
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 đợộ̣ khơng khí được chỉ định. Cũng như với máy đo đợộ̣ cao, có những yếu tố khác phải được xem xét khi đo tốc đợộ̣ 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 mợộ̣t tình huống cụ thể. Trong các chỉ báo tốc đợộ̣ khơng khí tương tự, các yếu tố thường được bùù̀ 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.
31
Hình 31. Các thơng số trên Airspeed indicator.
Vịng cung màu trắng - thường được gọi là phạm vi hoạt độộ̣ng của flap. Các phương tiện tiếp cận và hạ cánh thường được bay với tốc đợộ̣ trong vịng cung màu trắng. Giới hạn dưới của vịng cung trắng (VS0) —tốc đợộ̣ dừng hoặc tốc độộ̣ bay ổn định tối thiểu trong cấu hình hạ cánh.
Giới hạn trên của vịng cung trắng (VFE) —tốc đợộ̣ tối đa với flap được mở rộộ̣ng.
Vịng cung xanh — phạm vi hoạt đợộ̣ng bình thường của máy bay. Hầu hết các chuyến bay xảy ra trong phạm vi này.
Giới hạn dưới của vòng cung màu xanh lá cây (VS1) —tốc độộ̣ dừng hoặc tốc độộ̣ bay ổn định tối thiểu đạt được trong mợộ̣t cấu hình cụ thể.
Giới hạn trên của vòng cung xanh (VN0) —tthe maximum structural cruising speed. Không được vượt quá tốc độộ̣ 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.
32
Đường màu đỏ (VNE) - bất cứ khi nào vượt quá tốc độộ̣. Hoạt độộ̣ng trên tốc độộ̣ này bị cấm vì nó có thể dẫn đến hư hỏng hoặc hỏng kết cấu
2.4. System architecture
Mộộ̣t chiếc máy bay nhỏ sẽ có mợộ̣t hệ thống đơn giản gồm altimeter, vertical speed indicator, airspeed indicator. 3 chỉ số này được cung cấp bởi mộộ̣t hệ thống áp suất tĩnh với hai cổng tĩnh. Hệ thống áp suất pitot cung cấp chỉ báo tốc đợộ̣ khơng khí.
Máy bay lớn hơn cần mợộ̣t phi cơng thứ hai cho các hoạt đợộ̣ng bay và điều này địi hỏi mộộ̣t hệ thống thiết bị chuyên dụng. Hệ thống thiết bị thứ hai này được cung cấp bởi mợộ̣t hệ thống pitot và tĩnh hồn tồn riêng biệt. Mợộ̣t 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.
Hình 32. System architecture.
33
Máy bay có thể bay ở đợộ̣ cao lớn hơn và tốc độộ̣ bay cần các chỉ báo bổ sung như máy đo MACH, Tốc đợộ̣ khơng khí thực và chỉ báo Nhiệt đợộ̣ 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 đợộ̣ 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 độộ̣ng và hệ thống cảnh báo.
Hình 33. Air data computer.
Những cải tiến về đợộ̣ 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 mộộ̣t ADC cho phi cơng phụ. Các ống từ đầu dị tĩnh pitot đi đến ADC. Như bạn có thể tưởng tượng, khơng cho phép mất tồn bợộ̣ các thiết bị dữ liệu khơng khí cơ bản do mất điện. Do đó, các chỉ báo dự phịng cho tốc đợộ̣ khơng khí và đợộ̣ cao phải được cài đặt trên máy bay. Các chỉ báo chờ được cung cấp bởi các ống riêng biệt từ các cổng tĩnh và pitot riêng biệt. Trên mộộ̣t số loại
34
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 mợộ̣t 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. Mộộ̣t ADC thứ ba được kết nối với ống khí nén của dụng cụ dự phịng bằng cách sử dụng air data module. Mộộ̣t ưu điểm khác của hệ thống này là máy tính dữ liệu khơng khí hiện có thể được tích hợp với hệ quy chiếu qn tính thành cái gọi là ADIRU.
35
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 độộ̣ng ở độộ̣ cao lớn, nơi nhiệt đợộ̣ mơi trường có thể vượt quá 50 ° F dưới 0. Khả năng nén của khơng khí cũng bị thay đổi ở tốc đợộ̣ cao và ở độộ̣ 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 bùù̀ đắp tất cả các yếu tố về nhiệt đợộ̣ và mật đợộ̣ khơng khí để có được chỉ dẫn chính xác từ các thiết bị. Trong khi nhiều thiết bị tương tự có thiết bị bùù̀ 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 khơng 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 bùù̀ đắp cho nhiều biến số gặp phải.
36
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 độộ̣ 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 bùù̀ 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 bợộ̣ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số. Q trình chuyển đổi có thể diễn ra bên trong máy tính hoặc trong mợộ̣t thiết bị riêng biệt được thiết kế cho chức năng này. Sau đó, tất cả các phép tính và bùù̀ trừ được thực hiện bằng kỹ thuật số bởi máy tính. Đầu ra từ ADC là điện để điều khiển độộ̣ng cơ servo hoặc để sử dụng làm đầu vào trong hệ thống điều áp, bộộ̣ điều khiển bay và các hệ thống khác.
37
Có rất nhiều lợi ích khi sử dụng ADC. Đơn giản hóa đường ống dẫn nước tĩnh tạo ra mợộ̣t 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 bùù̀ mợộ̣t lần có thể được thực hiện bên trong máy tính, loại bỏ nhu cầu xây dựng các thiết bị bùù̀ thành nhiều thiết bị hoặc đơn vị riêng lẻ của hệ thống sử dụng dữ liệu khơng khí. Các DADC có thể thực hiện mợộ̣t 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 độộ̣ng về mộộ̣t tham số bất thường. Việc thay đổi nguồn dữ liệu thay thế cũng có thể tự đợộ̣ng để hoạt đợộ̣ng 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.
38
CHƯƠNG 3: LỖI TRONG PITOT STATIC SYSTEM
Trong phân đoạn này, chúng ta hãy bắt đầu xem xét ảnh hưởng của rị rỉ ở mợộ̣t hoặc cả hai đường áp suất của pitot system và static system
3.1. Leakage In Pitot 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 rị rỉ phụ tḥộ̣c vào kích thước của rị rỉ và cabin máy bay có được điều áp hay khơng.
Giả định mợộ̣t rị rỉ lớn bên trong cabin, giống như mợộ̣t 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