第三章 航空地平儀及中心地垂陀螺儀

1、第三章第三章 航空地平儀及中心地垂陀螺儀航空地平儀及中心地垂陀螺儀l1、地平儀的工作原理l3、BDP-1直讀地平儀l4、BDP-4遠讀地平儀l5、姿態(tài)系統(tǒng)回目錄1、地平儀的工作原理地平儀的工作原理l姿態(tài)角定義：圖3-1一、地平儀的基本組成和測量原理（圖3-3、3-4）l三自由度陀螺：l擺式修正器：l指示部分：l控制機構：回目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）1、三自由度陀螺的作用：穩(wěn)定性好，但不能敏感地垂線2、單擺的作用能敏感地垂線，但穩(wěn)定性不好 它們的配合使用：正常情況，用單擺實時對三自由度陀螺進行修正；機動飛行時，用三自由度陀螺的穩(wěn)定性，將轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定在地垂線方向。3、

2、指示機構：縮影小飛機，俯仰刻度盤，傾斜刻度盤和人工地平線（指標）4、控制機構：l擺的控制機構：機動飛行中切斷擺對陀螺的修正。l陀螺的控制機構：上鎖機構、隨動框架、監(jiān)控和故障指示、指示控制等。回目錄一、基本原理一、基本原理俯仰角：俯仰角：飛機縱軸與地平面飛機縱軸與地平面的夾角，即飛機繞橫向水平軸的夾角，即飛機繞橫向水平軸轉(zhuǎn)動的角度。轉(zhuǎn)動的角度。傾斜角：傾斜角：飛機對稱面與通過飛機對稱面與通過飛機縱軸所作的鉛垂面之間的飛機縱軸所作的鉛垂面之間的夾角，即飛機繞縱軸轉(zhuǎn)動的角夾角，即飛機繞縱軸轉(zhuǎn)動的角度；無俯仰時，也等于飛機橫度；無俯仰時，也等于飛機橫軸與地平面的夾角。軸與地平面的夾角。1、地平儀的工作

3、原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）l二、地平儀修正系統(tǒng)的工作l（一）、修正系統(tǒng)的種類和特性：1、修正系統(tǒng)的組成：敏感元件（擺）、力矩器（力矩馬達、作動線圈等）2、敏感元件：液體擺、水銀擺、固體擺、水銀擺（常值式）圖3-5la、輸出：大小-和偏轉(zhuǎn)角大小無關（圖3-6） 正負-由偏轉(zhuǎn)方向決定回目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）lb、 、滾珠式（鋼珠）（比例式）：滾珠、磁鐵、渦流盤、轉(zhuǎn)動架等。圖3-7la、輸出與角成比例的電信號（圖3-8）lb、回目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）、液體擺：（復合式）l三極點式l五極點式（圖3-9）、（圖3-10）、（圖3-11）回

4、目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）3、力矩產(chǎn)生器：修正線圈筒，修正電動機（力矩馬達），鋼珠修正器等。修正線圈筒：（圖3-12）l a、組成：兩個線圈、一個活動鐵心和殼體l b、原理：力矩馬達：（圖3-13）la、組成：轉(zhuǎn)子、定子（兩相感應電動機）兩組控制線圈、一組激磁線圈lb、原理：l（二）地平儀修正系統(tǒng)的基本工作原理1、修正系統(tǒng)的安裝（圖3-14）2、工作過程（圖3-15）回目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）3、陀螺自轉(zhuǎn)軸偏離地垂線位置的原因l陀螺儀內(nèi)外軸承上的摩擦力矩及不平衡力矩l地球自轉(zhuǎn)l飛機的飛行速度4、飛機機動飛行情況：（V、V轉(zhuǎn)彎、盤旋等）l飛機

5、縱向加速度引起地平儀的誤差叫縱向加速度誤差 （縱向切斷電門）。l飛機轉(zhuǎn)彎、盤旋使地平儀產(chǎn)生橫向誤差叫轉(zhuǎn)彎或盤旋誤差（盤旋切斷電門、角速度傳感器切斷電門等）?；啬夸?、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）l五、地平儀的安裝方式：1、飛機俯仰角、傾斜角的兩種角度定義：定義：l真實俯仰角：飛機縱軸與地平面的夾角；l真實傾斜角：飛機繞縱軸轉(zhuǎn)過的角度。l非真實俯仰角：飛機繞橫軸轉(zhuǎn)過的角度；l非真實傾斜角：飛機橫軸與地平面的夾角。真實與非真實的關系：l 沒有傾斜：真實俯仰角=非真實俯仰角；l沒有俯仰：真實傾斜角=非真實傾斜角l飛機傾斜：真實俯仰角非真實傾斜角回目錄1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的

6、工作原理（續(xù)）2、真實俯仰角和真實傾斜角的測量：圖3-16l縱向安裝：測量它們時，使陀螺外框軸與飛機縱軸平行。3、非真實俯仰角和非真實傾斜角的測量：圖3-17l橫向安裝：測量它們時，使陀螺外框軸與飛機橫軸平行?；啬夸沴六、地平儀的指示：1、直讀式：指示部分與陀螺部分為一個整體。俯仰、傾斜角度直接指示出來。2、遠讀式：把測量與指示分開，它們通過電纜連接。3、優(yōu)缺點：l直讀式：結構簡單，尺標、角度范圍受到限制或指示不真實，靈敏度差等；l遠讀式：指示真實，靈敏度高，誤差小，但結構復雜。認讀：小飛機和人工天地線關系、俯仰和傾斜指示l分類：分類： “ “從飛機看地面從飛機看地面”人工天地線運動，小飛機不

7、動；人工天地線運動，小飛機不動； “從地面看飛機”小飛機運動，人工天地線不動。1、地平儀的工作原理（續(xù)）地平儀的工作原理（續(xù)）l七、地平儀的控制機構 起動控制：起動地平儀時，人工或自動將轉(zhuǎn)子軸迅速直立到地垂線附近。修正控制：控制修正速度，切除不必要的修正或恢復修正。指示控制：迎角修正、指示范圍限制等。監(jiān)控和故障指示等：監(jiān)控陀螺工作、指示等回目錄3、BDP-1BDP-1直讀地平儀直讀地平儀l一、BDP-1直讀地平儀1、安裝：橫向安裝：測量飛機的非真實俯仰角和傾斜角，它的精度低，傾斜角測量受限、俯仰角測量不受限） 。2、 結構：直讀式地平儀、轉(zhuǎn)彎儀（圖3-37）3、修正系統(tǒng) l五極點液體擺l兩個螺

8、管線圈4、指示部分l俯仰刻度盤（圖3-39）回目錄3、BDP-1BDP-1直讀地平儀（續(xù)）直讀地平儀（續(xù)）l傾斜刻度盤l小飛機l換向齒輪（圖3-38）l人工地平線（調(diào)整旋鈕）5、傾斜角和俯仰角兩種判讀方式l近似判讀法：小飛機和人工地平線的相對位置關系l精確判讀法：指針與刻度盤的相對位置關系回目錄 3、BDP-1BDP-1直讀地平儀（續(xù)）直讀地平儀（續(xù)）l二、備用姿態(tài)系統(tǒng)1、只顯示姿態(tài)角的備用姿態(tài)系統(tǒng)l組成結構：靜變流器、備用水平指示器（圖3-40）l安裝方式:縱向安裝l修正：鋼珠修正器l快速直立裝置（上鎖機構） （圖3-41）l指示原理（圖3-42上、圖3-42下）俯仰角：俯仰刻度盤動，小飛機

9、不動傾斜角：傾斜刻度盤動，傾斜指針不動l迎角調(diào)整：使用表盤右下角的旋鈕，可以使“小飛機”符號上下移動5度以消除飛機平飛時的迎角l故障通告：當陀螺電機的供電電壓低于75伏時，或當陀螺電機三相供電任一線斷電時，則內(nèi)部監(jiān)控電機驅(qū)動一個“故障”旗出現(xiàn)在表盤的右上視線內(nèi)，以示該表故障。回目錄 3、BDP-1BDP-1直讀地平儀（續(xù)）直讀地平儀（續(xù)）2、帶LOC航道偏離和下滑偏離的備用姿態(tài)基準系統(tǒng)l此備用姿態(tài)指示器不僅指示出飛機的俯仰角、傾斜角，還組合了儀表著陸系統(tǒng)的的LOC偏離，下滑偏離狀態(tài)指示器?；啬夸?、BDP-4BDP-4遠讀地平儀遠讀地平儀1、用途：用于高速的機動性較大的殲擊機上，還用于一些中大

10、型運輸機和客機上。圖3-442、優(yōu)點：精度高，可靠性高，測量范圍大。3、組成結構：圖3-45l隨動托架系統(tǒng)：能在360度范圍內(nèi)測量飛機俯仰角和傾斜角l修正系統(tǒng)：使轉(zhuǎn)子軸跟蹤地垂線，精度提高l快速啟動裝置：a、縮短啟動的時間b、機動飛行結束飛機改平飛以后上鎖，可以消除積累誤差l同步傳輸系統(tǒng)：指示真實、靈敏度高。同時還能輸出多個電信號。回目錄4、BDP-4BDP-4遠讀地平儀（續(xù)）遠讀地平儀（續(xù)）l一、隨動托架系統(tǒng)及其作用：圖3-461、隨動托架的作用：支撐三自由度陀螺。2、變壓器式感應轉(zhuǎn)換器的 作用：敏感外環(huán)相對內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動角度。圖3-47、483、隨動托架換向器的作用：當飛機倒飛后將感應轉(zhuǎn)換器的

11、輸出進行換向。圖3-49、圖3-504、隨動系統(tǒng)電動機的作用：輸出經(jīng)減速齒輪帶動托架軸轉(zhuǎn)動，確保陀螺三軸垂直，測速發(fā)電機的作用是阻尼隨動系統(tǒng)電動機的振蕩。圖3-51回目錄4、BDP-4BDP-4遠讀地平儀（續(xù)）遠讀地平儀（續(xù)）l二、修正系統(tǒng)及其工作1、基本組成：圖3-52l五極點式液體擺（敏感水平偏差）l縱、橫向修正電動機（產(chǎn)生修正力矩）l陀螺繼電器（當飛機在轉(zhuǎn)彎角速度過大時切斷修正信號）。l盤旋電門（當飛機傾斜角度過大時切斷修正信號）。圖3-53l縱向輔助斷電開關（當飛機縱向上加速度過大時切斷修正信號）。圖3-542、工作原理l減小飛機盤旋誤差la、陀螺繼電器 lb、盤旋切斷電門l減小飛機縱

12、向加速度誤差：縱向輔助修正電門回目錄4、BDP-4BDP-4遠讀地平儀（續(xù)）遠讀地平儀（續(xù)）l三、起動系統(tǒng)及其工作：圖3-551、作用 ：l將自轉(zhuǎn)軸直立于接近地垂線的位置l陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速迅速達到額定轉(zhuǎn)速l飛機機動飛行結束改平飛后，削除飛行中的積累誤差。2、組成：電氣機械鎖緊裝置（機械傳動部分、程序控制電路）l起動機械傳動部分的工作情形：上鎖電動機、傳動齒輪、摩擦離合器、帶傳動銷的齒輪、帶螺旋槽的推筒、滾輪、恢復彈簧、陀螺內(nèi)、外環(huán)鎖桿和心形凸輪等組成。l自動程序控制電路的工作：P1、P5、P6、P7、P8五個繼電器，一個微動電門及指示器上的信號燈和起動按鈕等組成?；啬夸?、BDP-4BDP-4遠

13、讀地平儀（續(xù)）遠讀地平儀（續(xù)）l四、指示系統(tǒng)：1、同步隨動系統(tǒng)的工作原理：圖3-56、圖3-57、圖3-58、表3-1la、組成：感應同步器、放大器和隨動電機、同步接收器等。lb、工作原理2、俯仰角指示原理：圖3-593、傾斜角指示原理：圖3-604、飛機做特技動作時地平儀的指示圖：圖3-61、圖3-62回目錄4、BDP-4BDP-4遠讀地平儀（續(xù)）遠讀地平儀（續(xù)）l五、BDP-4地平儀結構及主要技術數(shù)據(jù)：圖3-63回目錄5、姿態(tài)系統(tǒng)、姿態(tài)系統(tǒng)l一、2587335型系列垂直陀螺儀（一）功用和組成l2587335型垂直陀螺儀是用來感受飛機俯仰角和傾斜角，并通過同步器輸出與姿態(tài)成比例的電信號，一方面送到指引指示器使其指示出飛機的俯仰角和傾斜角，同時還將送到自動駕駛系統(tǒng)、飛行指引系統(tǒng)和雷達穩(wěn)定系統(tǒng)。l1、垂直陀螺儀組件：圖3-70，圖3-71l2、電子監(jiān)控組件：主要用來監(jiān)控線電壓、陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、修正電機的控制和激磁，快慢修正，直立和切斷，俯仰、傾斜同步器等的工作情況。圖3-78回目錄5、姿態(tài)系統(tǒng)（續(xù)）、姿態(tài)系統(tǒng)（續(xù)）l二、329B-7/7型飛機姿態(tài)指引指示器（一）功能l1、姿態(tài)指示器