Измерители вибрации

Для измерения уровня вибрации элементов конструкции ЛА и авиадвигателей применяются бортовые виброизмерительные приборы серии ИВ, оснащенные пьезоэлектрическими датчиками

МВ-03-2, функционирующими по принципу виброакселерометров, преобразующих механические колебания в электрический сигнал, пропорциональный виброускорению. Чувствительный элемент акселерометра состоит из одного или нескольких дисков или пластинок из пьезоэлектрических материалов. Действие пьезоэлектрического измерительного преобразователя основано на использовании прямого пьезоэффекта, т. е. свойств некоторых материалов (пьезоэлектриков) генерировать заряд под действием приложенной к ним механической силы. Над чувствительным элементом установлена инерционная масса, прижатая гайкой (жесткой пружиной). Под воздействием механических колебаний инерционная масса т воздействует на пьезоэлемент с силой Р, пропорциональной ускорению а: Р = та. В результате пьезоэлектрического эффекта на по-верхности пьезоэлемента возникает электрический сигнал и, пропорциональный воздействующей силе Р и ускорению а механических колебаний (рис. 13.12).

Виброакселерометр-пьезодатчик типа МВ

Рис. 13.12. Виброакселерометр-пьезодатчик типа МВ

Пьезоэлемент 1 датчика выполнен из титаната бария и расположен в корпусе прибора 2 между инерционной массой 3 и подпятником 4. Для увеличения силы, действующей на пьезоэлемент при ускорениях, инерционная масса имеет относительно большие размеры и изготовлена из вольфрама. Пакет из инерционной массы 3, пьезоэлемента 1 и подпятника 4 прижат к основанию корпуса гайкой 5 через сферическую пяту 6, изоляционную прокладку, пружинную шайбу и контактную пластину. Вывод сигнала выполнен с помощью специального антивибрационного кабеля. Датчик измеряет ускорения от 0,2 до 200 g. Коэффициент преобразования — порядка 8 мВ на 1 Минимальная частота виброускорений — 5 Гц.

Измерители вибраций серии ИВ имеют различные модификации, отличающиеся составом датчиков, пределами и точностью измерений. Приборы обеспечивают контроль скорости вибраций в пределах 0—200 мм/с в диапазоне частот 50—200 Гц.

Использование данного вида пьезодатчиков на ЛА обеспечивает высокую стабильность электрических и механических параметров, надежность и долговечность (средняя наработка на отказ — не менее 50 000 ч, срок службы — не менее 15 лет), позволяет их эксплуатацию в условиях воздействия пыли и песка, специальных сред (масел, смазок, топлива на основе нефтепродуктов, стерилизующих растворов).

Дифференциальная схема включения позволяет снизить соотношение сигнал/шум и увеличить расстояние между вибропреобразователем и входным устройством при использовании усилителя заряда и антивибрационного кабеля типа «витая пара» до нескольких сотен метров.

На базовом самолете регистрируется вибрация корпуса двигателя и вибрация коробки самолетных агрегатов. Эта информация поступает на сигнальные табло.

На базовом вертолете установлена аппаратура контроля вибраций ИВ-500Е. Бортовая аппаратура ИВ-500Е предназначена как для непрерывного контроля виброскорости корпуса двигателей (верхние (желтые) индикаторы на рис. 13.13), так и для световой сигнализации о возникновении вибрации с уровнем виброскорости, превышающим допустимый для данных типов двигателей (нижние (красные) индикаторы на рис. 13.13). Она устанавливается на вертолеты, оборудованные двигателем ТВЗ-117 (Ми-8МТ/Ми-17, Ми-14, Ми-24/Ми-25/Ми-35, Ми-28, Ка-27/Ка-28, Ка-29, Ка-31, Ка-32, Ка-50, Ка-52, Ка-50-2).

В состав аппаратуры ИВ-500Е серии 2 входят: два датчика МВ-3-1, два согласующих устройства УсС-6 серии 2; электронный блок БЭ-9Е серии 2; монтажное основание (см. рис. 13.13). На некоторых типах вертолетов (например, Ка-32) комплектуется аппаратура ИВ-500А с несущественными отличиями комплектующих элементов[1].

В заключение отметим, что здесь описана лишь часть датчиков, входящих в состав контрольных приборов авиации. А их еще достаточно много.

Структурная схема аппаратуры ИВ-500Е вертолета Ми-8Т

Рис. 13.13. Структурная схема аппаратуры ИВ-500Е вертолета Ми-8Т

Для общей информации приводим фрагмент обзорного рисунка (рис. 13.14) с видом кабины типового вертолета Ми-8Т.

Обзорный рисунок части основных авиационных приборов с видом кабины вертолета Ми-8Т

Рис. 13.14. Обзорный рисунок части основных авиационных приборов с видом кабины вертолета Ми-8Т

Вопросы и задания для самоконтроля

  • 1. Какие приборы-датчики и с какой целью применяются на летательных аппаратах (самолетах, вертолетах и др.)?
  • 2. Какие чувствительные элементы применяются в авиационных электромеханических манометрах?
  • 3. В чем преимущество дистанционного индуктивного манометра перед электромеханическим в самолетах и вертолетах?
  • 4. На каком принципе функционирует авиационный манометр типа ДИМ?
  • 5. Какие основные требования предъявляются к авиационным измерителям температуры?
  • 6. Какие типы термометров в основном применяются в самолетах и вертолетах?
  • 7. Для каких целей в самолетах и вертолетах применябтся дистанционные тахометры?
  • 8. Что такое измерители вибрации и какими датчиками измеряется уровень вибрации в самолетах и вертолетах?
  • 9. Какая бортовая аппаратура устанавливается на базовом самолете и вертолете для измерения уровня вибрации?

  • [1] Доброленский Ю. П. и др. Авиационное оборудование / под ред. Ю. П. Добро-ленского. М. : Воениздат, 1989; Бондарчук И. Е., Харин В. И. Авиационное и радиоэлектронное оборудование самолета АН-24. М. : Транспорт, 1975.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >