Вариометры. Принципиальная схема

Скорость изменения высоты полета, т. е вертикальную скорость самолета V_у определяют с помощью прибора, называемого вариометром.

В основу работы вариометра положен метод измерения с помощью манометра разности давлений Δр = р_с - р_н, где р_с давление внутри некоторого замкнутого объема, сообщающегося с атмосферой через капилляр (фиг. 66), а р_н - атмосферное давление.

Фиг 66. Принципиальная схема вариометра. 1 - капилляр, 2 - манометрическая коробка, 3 - тяга; 4 - основание, 5 - пружинящая пластинка, 6 - кремальера, 7 - шкала, 8 - стекло, 9 - поводок. 10 - сектор, 11 - волосок; 12 - трибка; 13 - корпус

У земли и при продолжительном горизонтальном полете давление в манометрической коробке 2 ив корпусе 13 одинаково, и стрелка 8 прибора стоит на нуле. Всякое изменение вертикальной скорости полета означает изменение высоты полета, а следовательно, и давления в гофрированной коробке.

Существуют приборы, у которых корпус соединяется с атмосферой непосредственно, а гофрированная коробка — через капилляр. В этом случае в конструкцию вариометра приходится вводить дополнительный объем (бачок), соединенный с внутренней полостью гофрированной коробки. Принципиальной разницы в работе приборов указанных двух типов нет.

При подъеме самолета воздух выходит из корпуса прибора через капилляр 1; при снижении он через тот же капилляр поступает в корпус прибора. В том и другом случае давление р_с в корпусе прибора не успевает сделаться равным атмосферному и на гофрированную коробку 2 действует разность давлений Δр = р_с - р_н. Деформация гофрированной коробки пропорциональна этой разнице давлений Δр. Скорость выравнивания давлений, действующих на гофрированную коробку, зависит от пропускной способности капиллярного устройства.

При установившейся вертикальной скорости подъема или снижения, когда высота самолета меняется по закону H=V_уt, где t — время подъема или снижения, разность давлений Δр, действующих на коробку, определяется соотношением

Вязкость воздуха с достаточной степенью точности можно считать линейной функцией окружающей температуры, т. е. принимать

Перепад давлений, действующих на чувствительный элемент вариометра, очень невелик. При скорости подъема от 30 до 75 м/сек перепад давлений равен 10/75 мм вод. ст.

Указатель вариометра представляет собой весьма чувствительный манометр, градуированный в единицах вертикальной скорости от 0 до +30 м/сек (или от 0 до ±75 м/сек).

Для установки прибора на нуль имеется специальная кремальера 6, с помощью которой меняется начальное положение чувствительного элемента. При пикировании и крутом кабрировании вертикальная скорость значительно превосходит расчетную. Во избежание необратимой деформации коробки предусмотрены упоры 14, ограничивающие перемещение коробки.

Одной из важнейших частей прибора является капиллярное устройство 1. В вариометрах, предназначенных для измерения малых скоростей, это устройство выполняется в виде стеклянной трубочки диаметром 0,45 мм и длиной 50 мм.

Если прибор рассчитан на большие вертикальные скорости, то такой капилляр непригоден. В этом случае применяют батарею подобных капилляров. У прибора с батарейным капиллярным устройством уравнение вариометра остается прежним, но так называемая характеристика капилляра k равна