Электронный указатель путевой скорости самолета

 

Класс 62b, 12„., 42о, 2вв

42о, 18 № 6/135

ОПИСАНИЕ NSGEPETEHM Fl

К АВТОРСКОМУ СБИДЕТЕЛ «CTH)" юарвговроров во в Бюро и"рвре юв..:i ров в г CCj ð

) г р р ) г г г

И. M. Тер-Оганесян

Электронный указатель путевой скорости самолета

Заявлено 29 июля 1938 года в ККО за Я 2991 (300430) Опубликовано 31 января 1945 года

Уже известны электронные указатели путевой скорости самолета, выполненные в виде электроннолучевой трубки, жестко связанной с картушкой компаса и имеющей градуированный в полярных координатах коллекторный кольцевой анод. Подобные указатели не свободны, однако, в работе от влияния сил взаимодействия движущегося в трубке потока электронов и горизонтальной составляющей магнитного поля земли, и этот недостаток делает недостаточно достоверными показания амперметра, измеряющего силу анодного тока, как указателя путевой скорости самолета. Предлагаемый указатель устраняет влияние сил взаимодействия электронов трубки и горизонтальной составляющей магнитного поля земли при измерении путевой скорости самолета величиной анодного тока и имеет ту особенность, что на управляющие сетки электроннолучевой трубки подано напряжение с делителя напряжения, управляемого электромагнитным прибором, включенным в анодную цепь второй электроннолучевой трубки с анодом, выполненным в виде простого металлического диска.

Указатель может быть использован в качестве автомата, удерживающего самолет на заданном магнитно-путевом направлении.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему указателя, фиг. 2 — вид сверху коллекторного анода указателя, фиг. 3 — нродольный разрез анода по фиг. 2, а фиг. 4— схему расположения коллекторного анода в электронной трубке указателя.

Электронный указатель состоит из электроннолучевой трубки T„ жестко связанной с картушкой гирокомпаса Г. В качестве компаса можно применить с небольшой переделкой обычный гиромагнитный компас, Основное требование, предъявляемое к электроннолучевой трубке, — возможно малая скорость электронов при довольно большом токе. Для этой цели трубка делается с горячим катодом О и с большой эмиссионной способностью.

Электроды в трубке расположены так, что вблизи катода скорость электрона достаточно велика. В следующей части трубки, занимающей почти всю ее длину, скорость снижена до минимума. Это можно осуществить обратно направленным электростатическим поМ 64135

2 лем. В этой части трубки и будет осуществляться основное отклонение луча. Вблизи анода скорость может быть опять увеличена.

Такая расстановка электродов делается для того, чтобы получить значительное отклонение электронов, а следовательно, и всего луча перпендикулярно линии пути.

Стабильность луча достигается газонаполнением, а также приданием электронам вращательного движения с помощью соленоида.

Поток электронов в трубке, движущийся со скоростью самолета, пересекает вертикальную составляющую земного поля и отклоняется перпендикулярно направлению движения, т. е. перпендикурярно направлению путевой скорости.

Отклоненный луч можно поймать на спаренный анод, состоящий из двух секторов, не связанных между собой электрически, с очень малым зазором между ними, Направление линии, разделяющей эти аноды, должно совпадать с перпендикуляром к заданному пути.

Следовательно, разделяющая линия должна в процессе полета, под данным магнитно-путевым углом (М. П. У.), оставаться одинаково ориентированной относительно земного магнитного поля, это и осуществляется соединением трубки с гиромагнитным компасом.

Так как скорости электронов сравнительно малы, то поток электронов не будет фокусироваться в точку, а будет фокусироваться в круг или эллипс конечных размеров. В общем случае, в обеих анодных цепях будут токи, но эти токи, в случае невыдерживания

М. П. У., будут различны. (В случае, когда направление движения выдерживается, поток распределяется равномерно между анодами и разность токов равна нулю).

Разностью этих токов можно воспользоваться для регулирования направления движения при помощи, например, реле Б.

Поэтому в качестве анода применен впаянный в верх трубки коллектор К, состоящий из 36 секторов (фиг. 1 — 2), Коллектор на внешней части имеет салазки Р, по которым могут перемещатбся два ползуна П, замыкающие по 3 — 4 сектора коллектора с обеих сторон заданного направления. Этим осуществляется увеличение площади спаренного анода и гарантируется то, что луч не выпадет в сторону от анода.

С помощью такого коллектора можно устанавливать М. П. У. с точностью до 10 .

Для точной установки — в пределах до 0,5 — можно поворачивать трубку относительно гиромагнитного компаса на 5 в обе стороны. Этим, с допустимой погрешностью, можно устанавливать любой заданный М. П. У.

Во время работы, после установки заданного М. П. У., трубка Т наглухо скрепляется с картушкой гиромагнитного компаса и все время одинаково ориентирована относительно земли.

Так как электроны потока, пролетая от катода О к коллектору К„ будут пересекать горизонтальную составляющую земного магнитного, поля, то они, а следовательно, и: весь луч, будут отклоняться на восток. Отклонение это при постоянной скорости электронов будет иметь постоянное направление и величину.

Отклоняющая сила выражается:

F= Вг Q v з п(Вг, т) где: „— горизонтальная составляющая магнитного поля земли, Q — заряд электрона, v — скорость пролета от ка-.. тода к аноду.

Причем sin (В,,,) =1.

В, =const, Q=const и v=consf;

Эта сила будет вносить искажение, Компенсировать влияние ее можно смещением центра коллектора..

Поэтому центр коллектора К, как это видно на фиг. 4, отнесен на восток на величину b постоянного отклонения.

Кроме этой силы, на электрон. будет влиять сила взаимодействия движущегося электрона, связанного. с самолетом, с горизонтальной составляющей земного магнитного поля. Эта сила будет действовать перпендикулярно плоскости, в которой лежат скорость и составляющие поля, т. е. по вертикали, меняя свое направление в зависимости от знака sin (В,, w), где: В,— горизонтальная составляющая земного магнитного поля и н — путевая скорость.

Следовательно, эта сила будет ускорять или замедлять движение электронов от катода к аноду, т. е. скорость, которая предполагалась постоянной, будет величиной переменной.

При таком положении будут создаваться большие погрешности и совершенно исключается возможность устройства указателя путевой скорости.

Для устранения влияния этой силы на управляющие металлические сетки С вЂ” С, находящиеся в электроннолучевой трубке, автоматически подано такое напряжение ц, которое вызывает силу

Q n

F = = В„тг.Q sin (В, w), где: u — напряжение, Q — заряд, 1 — длина электронно-лучевой трубки (расстояние между электродами), w — путевая скорость.

Откуда:

u= В„1 w sin (B,,w) =

=k w sin (В,, w), где k = В. 1= const.

Следовательно, величина отклонения потока будет пропорциональна путевой скорости.

Если внутренний диаметр коллекТак как В, и 1 на всех путевых углах и при любых скоростях. остаются постоянными, то, следовательно, надо подавать напряжение пропорционально произведению

W ° sin(P„ w).

Для подачи напряжения установлена вторая электроннолучевая трубка, анод которой выполнен в виде простого металлического диска.

Ток в этой трубке, при движении с разными скоростями и под разными путевыми углами, как раз и будет колебаться от некоторого тока (тока покоя), пропорционально ч sin (В,, w), так как на электроны этой трубки будет. также действовать подобная вертикально направленная сила.

Электромагнитный прибор, включенный в цепь анода этой .трубки к клеммам Л и имеющий на месте стрелки ползун делителя напряжения m, будет автоматически подавать требуемое напряжение на сетки С вЂ” С.

Если между током и напряжен;— ем, которое нужно подать, не будет линейной зависимости, то это обстоятельство можно учесть соответствующим выполнением на- мотки делителя напряжения m.

Величина отклонения потока электронов от центра коллектора

К, т. е. положения, куда луч падает при скорости самолета, равной нулю, будет пропорциональна путевой скорости. Это можно легко доказать. Отклонение происходит под действием постоянной силы:

Р=В, Q . w $1п(В,, w), где: В, — вертикальная составляющая магнитного поля земли, w — путевая скорость.

Пройденный путь такого движения выражается: ай F

; или, так как = —, то

F. t"- В„Q

S = — sin ( w).

2m 2m где: Я вЂ” отклонение потока, а — ускорение, t — время движения заряда от катода к аноду, B, — — вертикальная составляю щая магнитного поля земли, w — путевая скорость.

Здесь: sin(g, ° z) = 1.

Так как В, Q, t, тп величины постоянные, то S=A w, где А — коэфициент пропорциональности, равВ, Q 6 ный

Предмет изобретения

Электронный указатель путевой г

Ь ( ф

Техн. редактор М. В. Смолвяксва

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Л123569 Подписано к печати 13/Ч11 1946 г. Тираж 500экз. Цена 65 к. Зак. 105

Типография Госпланиздата им. Воровского, Калуга. торного анода К сделать таким, чтобы при средних путевых скоростях только половина потока падала на аноды, а при максимально возможной скорости весь поток падал на аноды, то в цепи анода ток будет меняться в зависимости от путевой скорости.

Включив в цепь анода магнитоэлектрический амперметр w, по силе тока можно судить о путевых скоростях. В данном случае между путевой скоростью и током будет довольно сложная зависимость, но остается ясным, что каждому значению скорости соответствует совершенно определенный ток. Всю эту сложность зависимости можно учесть непосредственно при градуировке. скорости самолета, выполненный в виде электроннолучевой трубки, жестко связанной с картушкой компаса и имеющей градуированный в полярных координатах коллекторный кольцевой анод, о т л ич а |о шийся тем, .что, с целью компенсации влияния сил взаимодействия движущегося в электроннолучевой трубке потока электронов и горизонтальной составляющей магнитного поля земли при измерении путевой скорости самолета величиной анодного тока, на управляющие сетки С, С электроннолучевой трубки подано напряжение с делителя напряжения Д, управляемого электромагHHTHblM прибором, включенным в анодную цепь второй электроннолучевой трубки с анодом, выполненным в виде простого металлического д -..ска.