Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Арзамасский приборостроительный колледж имени П.И. Пландина»

Методические указания по

выполнению лабораторной работы

ПМ 03

Разработка конструкций типовых деталей и узлов авиационных

приборов

МДК 03.01 Авиационные приборы и комплексы

Арзамас, 2022 г.

Лабораторная работа

Тема: Исследование характеристики барометрического высотомера

Цель

работы:

Знакомство

с

конструкцией,

принципом

работы

барометрического высотомера, построить характеристику.

Приборы и оборудование:

1. Барометрический высотомер

2. Вакуумный насос

3. Вакуумметр

4. Соединительные шланги

Теоретическая часть

Барометрический

метод

измерения

высоты

полета

основан

на

использовании закона изменения давления воздуха с увеличением высоты

Барометрические высотомеры измеряют высоту полета относительно места, для

которого известно барометрическое давление воздуха. Для получения значения

истинной высоты в показания барометрического высотомера приходиться

вносить ряд поправок.

Зависимость давления воздуха от высоты можно получить расчетным

путем.

Давление

P

н

можно непосредственно измерить на самолете при помощи

манометра абсолютного давления (барометра). Если считать ряд параметров,

влияющих на показание барометра постоянным (

Р

0

,

Т

0

,

τ

), то высота самолета

однозначно зависит от давления:

H

=

f

(

P

н

)

Шкала барометра может быть градуирована в единицах высоты полета.

Барометра, градуированный в единицах высоты, называется барометрическим

высотомером. Барометрический высотомер показывает высоту относительно

того уровня, давление (

Р

0

) и температура (

Т

0

), на котором заданы при тарировке

прибора.

Барометрические высотомеры тарируют для, так называемых, нормальных

условий, т.е. для

Р

0

= 760 мм.рт.ст. и

Т

0

= 288 К (15º С).

Температурный градиент принимают равным среднегодовому значению,

т.е. считают

τ

= 0,0065 град/м.

При нормальны атмосферных условиях барометрический высотомер

показывает абсолютную высоту полета.

Истинную высоту полета можно вычислить, если известен рельеф

местности или известны давление и температура на уровне Земли в

пролетаемом месте.

Давление воздуха с повышение высоты снижается, т.к. при этом

уменьшается столб воздуха, расположенный над данным уровнем. Вес этого

столба определяет величину атмосферного давления. Если принять давление

воздуха у поверхности Земли за единицу, то распределение давления воздуха

по высоте выразиться приблизительно так: на высоте 16 км – 0,1, давление у

поверхности Земли, на высоте 32 км – 0,01, на высоте 48 км – 0,001, а на высоте

80 км – 0,00001. На высоте 90 км давление составляет лишь 0,000001 от

давления у поверхности Земли.

Подъем человека в атмосферу без кислородных приборов возможен лишь

до высоты около 4500м. Полета человека в открытой кабине невозможен при

любом снабжении кислородом на высотах, превышающих 14000м. Поэтому на

современных высотных самолетах кабины летчиков и пассажиров делают

герметичными и искусственно поддерживают в них давление и состав воздуха

близкими к давлению и составу у поверхности Земли. Эти причины заставляют

добиться абсолютной герметичности кабин космических кораблей.

Среднее атмосферное давление на уровне моря при температуре воздуха

+15º С принимается за нормальное. Нормальное атмосферное давление

уравновешивает ртутный столб высотой 760 мм при плотности ртути 13595,1

кг/

м

3

. Это давление называется физической атмосферой и равно 1,03323 ат (АТ

– техническая атмосфера; 1 ат = 1 кг/

см

2

=735,56 мм.рт.ст. = 10000 мм.вод.ст.).

В метеорологии величину давления воздуха выражают не высотой

ртутного столба, а в миллибарах. Миллибар ( одна тысячная бара) равен

давлению силы в 1000 дин на площадь в 1

см

2

.

В новой международной системе единиц, давление измеряют в ньютонах

на квадратный метр (Н/

м

2

). Данный параметр связан с другими единицами,

следующими отношениями:

1 дин/

см

2

=

10

−

1

Н/

м

2

1 бар = 10 Н/

м

2

1 мм .рт. ст = 133,322 Н/

м

2

1 ат = 9,8065*10 Н/

м

2

1 мм. вод..ст = 980665 Н/

м

2

1 кг/

см

2

= 9,80665 Н/

м

2

Таблица значений давления воздуха на различных высотах приведена

ниже.

Таблица1- Таблица значений давления воздуха на высотах до 20 км.

Высота,

м

-500

0

1000

2000

3000

4000

5000

Давление,

мм.рт.ст.

806.2

1

760

674.1

2

596.2

8

525.9

8

462.4

6

405.3

7

Высота,

м

6000

7000

8000

9000

10000

1500

0

20000

Давление,

мм.рт.ст

354.1

3

308.2

6

267.38

230.9

5

198.70

90.81

0

41.455

5

Принципиальная схема барометрического высотомера представлена на

рисунке 1

Рисунок 1- Принципиальная схема барометрического высотомера

1- мембранная коробка (анероид) 6- кривошип

2- герметичный корпус 7- зубчатый сектор

3- трубопровод 8- трибка

4- приемник статического давления 9- стрелка

5- тяга 10- шкала

Схема установки приведена на рисунке 2.

2 3

4

1

Рисунок 2- Схема установки

1-кремальера, 2-барометрический высотомер, 3-вакуумметр, 4-вакуумный

насос

Порядок выполнения работы.

1. Соединить резиновыми шлангами барометрический высотомер и

вакуумметр с вакуумным насосом по схеме на рис.2

2.Поворачивая

кремальеру,

установить

стрелки

барометрического

высотомера на нулевую отметку.

3. Вращением ручки вакуумного насоса создать разряжение в корпусе

барометрического высотомера соответствующее высотам 1,2,...9,10,15км и

занести показания вакуумметра в таблицу 2.

Таблица 2

Показания

высотомера, км

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13

14

15

Показания

вакуумметра

Давление в

корпусе

высотомера

4. Определить давление в корпусе высотомера при показаниях высотомера

соответствующих п.З,

для

чего

из показаний барометрической шкалы

высотомера вычесть показания вакуумметра. Результаты занести в таблицу 2.

5. По результатам испытаний построить график зависимости показаний

высотомера от давления.

6. На тех же координатах (п.5) построить график зависимости Н =f (Р) по

теоретическим данным, которые даны в таблице 1.

7. Определить абсолютную и относительную погрешность для высоты

10000м.

Содержание отчета.

1. Цель работы.

2. Приборы и оборудование.

3. Схема установки.

4. Таблица 2.

5. Графики по теоретическим и практическим данным.

6. Погрешность высотомера на высоте Н=10000м.

7. Вывод.

Контрольные вопросы

1.Какие погрешности свойственны барометрическому высотомеру?

2.Что является чувствительным элементом барометрического высотомера?

3.Какую высоту определяет барометрический высотомер?

Список используемых источников.

Основная литература (ОЛ)

1.

Прилепский, В.А, П76 Авиационные приборы: учеб. пособие / В.А.

Прилепский. – Самара: Изд-во Самарского университета, 2016. – 316 с.