|
5.4. Ҳаво оқимлари йўналишининг ўлчагичлари
Ҳаво йўналишини аниқловчи асбоблар румбометрлар деб аталади.
Йўналиш датчиклари ҳаракатчан (айланадиган) ва ҳаракатсиз бўлиши
мумкин. Айланадиган датчиклар сифатида суйри шаклдаги жисмлар ѐки
оқим йўналишининг ўзгаришига сезгир, иккита бир-бири билан кинематик
боғланган тезлик датчиклари қўлланилиши мумкин. Ҳаракатсиз йўналиш
датчики сифатида иккита ѐки учта мустақил тезлик датчикларидан иборат
бўлган тизим қўлланилади. Уларнинг кўрсаткичлари таққосланиб, ҳаво
оқимининг тезлик вектори аниқланади.
Йўналиш датчики сифатида қўлланиладиган флюгарка деб аталадиган
асбоб кенг тарқалган. Оқим йўналишининг ўзгаришига сезгирликка қўйилган
талаблардан ва бунда юзага келадиган инерциядан келиб чиқиб,
флюгарканинг шакли ва ўлчамлари танланади. Флюгарканинг сезгирлиги,
унинг қанотларига таъсир кўрсатаѐтган ҳаво оқими динамик босими
кучларининг моменти ва флюгарка айланишида юзага келадиган қаршилик
кучларининг моменти орасидаги пропорционаллик билан аниқланади. Оқим
тезлиги ортиши билан динамик босим ортганлиги сабабли флюгарканинг
сезгирлиги ҳам ортади.
Флюгарка туридаги йўналиш датчикларининг ҳаракат тенгламаси
қуйидаги кучлардан ташкил топади:
- инерция кучлари, уларнинг моменти
2
2
d
d
K
га тенг, бу ерда K –
бурулиш ўқига нисбатан йўналиш датчиги механик инерциясининг
моменти,
- флюгарканинг бурулиш бурчаги;
- ишқаланиш кучлари, уларнинг моменти
d
d
k
1
, бу ерда k
1
– ишқаланиш
коэффициенти;
82
- паррак қанотига динамик босим кучлари, уларнинг моменти
)
(
k
0
2
,
бу ерда
2
k
- динамик босим коэффициенти,
0
- ҳаво оқими
йўналиши ва флюгарка орасидаги бурчак;
- аэродинамик демпферлаш кучлари, уларнинг моменти
d
)
(
d
k
0
3
, бу
ерда
3
k
- аэродинамик демпферлаш коэффициенти.
Кўрсатиб ўтилган кучларни ҳисобга олсак, флюгарканинг ҳаракат
тенгламаси қуйидаги кўринишга келади:
0
0
2
0
3
1
2
2
)
(
k
)
(
d
d
k
d
d
k
d
d
K
,
(5.32)
2
k
ва
3
k
коэффициентларга таъсир этувчи ҳаво оқими тезлиги ва
турбулентлигини ўзгармас деб ҳисоблаб, ҳаво оқими йўналишининг вақт
бўйича ўзгаришини кўриб чиқайлик. Оқим йўналиши қандайдир вақт
моментида сакраб ўзгариб, кейинчалик ўз йўналишини сақлаб туради.
Фараз қилайлик, бошланғич вақт моментида флюгарка оқим
йўналишидан
0
бурчакка оғиган, бошланғич тезлик эса нолга тенг бўлсин.
Унда, (5.32) ифодада
0
0
ва
0
0
d
d
тенг деб олинса, ҳосил бўлган
иккинчи даражали чизиқли биржинсли тенгламанинг ечими қуйидагича
бўлади:
)
cos(
)
sin(
e
c
c
c
1
0
, (5.33)
бу ерда
2
2
1
2
2
K
k
k
K
k
c
,
3
1
2
k
k
K
,
c
- флюгарканинг эркин тебраниш
частотаси,
- флюгарканинг инерция коэффициенти (ѐки флюгарканинг вақт
доимийси).
Оқим йўналишини аниқлашда юқори аниқликка эришиш учун,
ўзгарувчан ишқаланиш кучларининг қийматлари нисбатан кичик бўлиши
керак (
1
k
<<
3
k
). Шунинг учун ҳам
3
1
k
k
коэффициент, асосан, флюгарка
қанотларининг демпферлаш хусусиятини характерлайди. Аэродинамик
демпферлаш, юқорида таъкидлангандек, оқим тезлиги ортиши билан
катталашади. Мос ҳолда флюгарканинг вақт доимийси камаяди. (5.33)
ифодадан келиб чиқадики, механик инерция моменти К қанча кичик ва
аэродинамик демпферлаш коэффициенти k
3
қанча катта бўлса, флюгарканинг
инерцияси шунча катта бўлади. Оқимнинг тезлиги ортиши билан k
2
катталик
ортади ва биринчи яқинлашишда у тезликнинг квадратига пропорционал
бўлади. Мос ҳолда тебраниш даври таҳминан оқим тезлигига тескари
пропорционал бўлади, чунки реал ҳолларда, одатда,
3
3
1
k
k
k
,
2
3
Kk
k
ва
шу сабабли (5.33) ифодада тебраниш даври ва тезлик орасидаги боғланишни
83
баҳолаш учун илдиз остидаги иккинчи қўшилувчини ҳисобга олмаса ҳам
бўлади.
Шундай қилиб, флюгарканинг инерцион характеристикалари фақат
уларнинг конструкциясига боғлиқ. 5.5-расмда массаси ва ўлчамлари
таҳминан бир хил бўлган учта турли йўналиш датчикларининг ҳаво
оқимининг тезлиги 2 м/с га тенг бўлгандаги ҳаракатланиш характери
кўрсатилган. Дастлабки вақт моментида датчиклар оқим йўналишидан 50°
бурчакка оғиган. Оддий флюгаркалар (1 ва 2) сўнувчи тебранишда бўлиб,
янги мувозанат ҳолатига яқинлашади. Агар аэродинамик демпферлаш катта
бўлса (3), йўналиш датчигининг ҳаракати апериодик бўлиб қолади.
5.5-расм. Шамол йўналиши датчикларининг ўзгармас ҳаво оқимидаги ҳаракатланиш
характери. 1 – флюгарка, 2 – бифлюгарка, 3 – виндроза.
Конкрет йўналиш датчиклари учун графиклар тузилганда, юқорида
кўрсатилган инерцияни белгилайдиган параметрларни аниқ кўрсатиш керак.
Бу мақсадда, ҳаво оқимининг турли тезликларида, шу жумладан, тезлик
нолга тенг бўлганда, яъни аэродинамик қаршилик ҳисобга олинмайдиган
тинч ҳавода, эркин тебранишларнинг сўниш даври ва тезлиги аниқланади. Бу
катталиклар ѐрдамида
c
ва
учун келтирилган формулалардан
қидирилаѐтган параметрларни топиш мумкин.
Ҳаво оқимининг горизонтал ва вертикал ташкил этувчиларининг
йўналиш
тебранишларини
ўлчаш
учун
бифлюгаркалар
(қўшалоқ
флюгаркалар) қўлланилади. Бифлюгаркалар – бу иккита эркинлик
даражасига ва халқали стабилизаторга эга бўлган флюгаркалар. Бундай
флюгарка, автоматик синхронизацияланадиган тизими датчикларнинг ўқлари
билан устма-уст тушадиган ўзаро перпендикуляр бўлган ўқлар атрофида
айланиши мумкин.
84
Do'stlaringiz bilan baham: |
