СД.05 Рабочая программа "Авиационные приборы" (2013)
рабочая программа на тему

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ СД.05 АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 200105 АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫ

(базовая подготовка)

2013

П О Я С Н И Т Е Л Ь Н А Я      З А П И С К А.

Программой учебной дисциплины "Авиационные приборы" предусматривается изучение типовых  авиационных приборов, особенностей их конструкции и условий эксплуатации в составе  аппаратуры на борту летательных аппаратов.

В результате изучения данной учебной дисциплины студенты должны знать  основные принципы построения  и основы проектирования  авиационных приборов и устройств отображения информации, показатели качества, надежности  и эффективности пилотажно-навигационых приборов и систем, приборов и датчиков контроля авиационных двигателей,  навигационного и радиотехнического оборудования, обеспечивающих автоматизацию процессов управления  воздушным движением, взлетом и посадкой самолета.

Студенты должны уметь классифицировать  авиационные приборы и датчики по различным признакам, составлять структурные, функциональные и принципиальные схемы приборов,  выбирать оптимальные чувствительные элементы прибора в зависимости от требований технического задания (ТЗ), требуемых точности и надежности, экономичности  и влияния дестабилизирующих факторов, рассчитывать статические характеристики, электрические дистанционные передачи, погрешности и надежность приборов и датчиков,  решать задачи на определение прецессии гироскопов,  конструировать несложные изделия, работать с нормативными документами, справочной литературой, конструкторской документацией и другими информационными источниками.

 Программа рассчитана на знание студентами основ теоретической электротехники, электроники, физики, инженерной графики и материаловедения.

Теоретический курс, рассчитанный на 74 учебных часа, предусматривает изучение студентами физических основ работы авиационных приборов и систем, изучение их технических характеристик, конструкции и области применения.

 Настоящая программа предлагает для самостоятельного изучения студентами (34 учебных часа) ряда отдельных видов авиационных приборов, применение которых в настоящее время ограничено из-за низких эксплуатационных характеристик, а также решение практических задач по расчету параметров чувствительных элементов приборов при помощи основной и дополнительной литературы.

Самостоятельная работа с теоретическим материалом и ознакомление с методиками расчета поможет студентам научиться пользоваться  учебной и справочной литературой и дополнительно расширить кругозор.

Программой также предусмотрено выполнение практических работ (36 часов), в результате которых студенты должны освоить методики расчета погрешностей и показателей надежности авиационных приборов, параметров электрических дистанционных передач (ЭДП), параметров тахометров, расходомеров, барометрических высотомеров, трехстепенных гироскопов и др.

 Также в рамках учебной дисциплины предусмотрено выполнение студентами курсового  проекта, целью которого как одного из этапов обучения,  - научить студентов правильно применять  теоретические знания, полученные в процессе изучения дисциплины, использовать практический опыт расчета основных характеристик приборов для решения профессиональных  технологических и конструкторских задач, а также подготовить студентов к дипломному проектированию.

По окончании изучения данной учебной дисциплины проводится  экзамен.        

          Преподавание учебной дисциплины должно соответствовать требованиям государственных стандартов и нормативов, Международной системе единиц (СИ) и Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

Т Е М А Т И Ч Е С К И Й    П Л А Н   У Ч Е Б Н О Й   Д И С Ц И П Л И Н Ы

СОДЕРЖАНИЕ  УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ.

ВВЕДЕНИЕ

Содержание и основные задачи дисциплины «Авиационные приборы». Связь с другими общепрофессиональными и специальными дисциплинами.

Значение авиационных приборов в решении задач безопасности самолетовождения.

История развития авиационного приборостроения в России и за рубежом.

Новейшие достижения и перспективы развития в области авиационного приборостроения.

РАЗДЕЛ  1

ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  ОБ  АВИАЦИОННЫХ ПРИБОРАХ  И   ДАТЧИКАХ,  ПРИМЕНЯЕМЫХ НА  БОРТУ  ЛЕТАТЕЛЬНОГО  АППАРАТА.

Тема 1.1. Условия эксплуатации авиационных приборов и требования, предъявляемые к приборам и датчикам.

В результате изучения темы 1.1 студенты должны:

знать:

• классификацию авиационных приборов;
• особенности строения земной атмосферы;
• дестабилизирующие факторы полета  и меры, применяемые для устранения их  влияния;
• требования, предъявляемые к авиационным приборам.

Общие сведения об авиационных приборах. Классификация авиационных приборов.

Земная атмосфера.  Условия эксплуатации авиационных приборов. Влияние дестабилизирующих факторов на работу авиационных приборов и меры борьбы с этими факторами.

Учет эксплуатационных требований к авиационным приборам при их проектировании и изготовлении.

Самостоятельная работа № 1 «Особенности строения земной атмосферы» (2 часа)

Самостоятельная работа № 2 «Самолетовождение и способы ориентировки ЛА» (4 часа)

Тема 1.2. Характеристики приборов и датчиков

В результате изучения темы 1.2 студенты должны:

 знать:

• особенности режимов работы приборов и датчиков;
• методику расчета статических характеристик;

 уметь:

• рассчитывать статические характеристики прибора графическим и аналитическим методами;

 Режимы работы авиационных приборов и датчиков. Статические характеристики. Чувствительность прибора. Упрощенные структурные схемы приборов. Понятие элементарных звеньев, способы их соединения. Расчет статической характеристики.

Динамические характеристики приборов. Краткие сведения о расчете динамических характеристик.

Самостоятельная работа № 3 «Краткие сведения о расчете динамических характеристик» (2 часа)

Тема 1.3.  Погрешности приборов и датчиков      

В результате изучения темы 1.3 студенты должны:

знать:

• классификацию погрешностей;
• характер связи между погрешностью  и уровнем сигнала;

уметь:

• рассчитывать абсолютную и относительную погрешности приборов по результатам испытаний;

Классификация погрешностей авиационных приборов. Погрешности измерительных приборов: абсолютные и относительные, статические и динамические, систематические и случайные, методические и инструментальные.

Практическая работа № 1 Расчет погрешностей прибора (2 часа).

Самостоятельная работа №  4 «Расчет инструментальных и температурных погрешностей»  (2 часа)

Тема 1.4. Проблемы дистанционной передачи информации

В результате изучения темы 1.4 студенты должны:

знать:

• типовые схемы информационных каналов;
• состав элементов информационных каналов.

уметь:

• рассчитывать параметры информационного канала.

Понятие информационного канала и мультиплексора. Типовые схемы информационных каналов и состав их элементов. Информационные каналы на постоянном токе. Информационные каналы на переменном токе. Информационные каналы с передачей по световодам.

Практическая работа № 2 «Расчет электрической дистанционной передачи (ЭДП)» (2 часа).

Тема 1.5. Контроль качества и оценка надежности авиационных приборов.

В результате изучения темы 1.5 студенты должны:

знать:

• показатели качества продукции;
• основные понятия, показатели и характеристики  по надежности;
• связь надежности с качеством и эффективностью;
• факторы, влияющие на надежность;
• методы повышения надежности.

уметь:

• выполнить расчет надежности простейшего прибора .

Качество продукции. Показатели качества. Понятие о надежности приборов. Основные характеристики и показатели надежности. Значение надежности и необходимость ее повышения для авиационной техники. Расчет надежности авиационного  прибора.

Практическая работа № 3 Расчет надежности прибора (4 часа)

РАЗДЕЛ   2

ПРИБОРЫ И ДАТЧИКИ КОНТРОЛЯ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК  ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Тема  2.1.  Приборы и  датчики температуры (термометры)

В результате изучения темы 2.1. студенты должны:

знать:

• классификацию термометров;
• конструкцию и принцип действия термометров: терморезисторных термоэлектрических, пирометрических;
• погрешности термометров и способы их компенсации.

уметь:

• исследовать характеристики термометров;
• рассчитывать основные элементы термометров.

Назначение и классификация термометров. Терморезисторные термометры. Термоэлектрические термометры. Пирометрические термометры.

Практическая работа № 4 Исследование датчика  температуры (2 часа)

Самостоятельная работа № 5  Погрешности термоэлектрических термометров (2 часа)

Тема 2.2.  Приборы и датчики давления (манометры)

В результате изучения темы 2.2. студенты должны:

знать:

• классификацию манометров;
• конструкцию и принцип действия механических и электромеханических манометров, датчиков давления с частотным выходом;
• погрешности манометров и способы их компенсации;

 уметь:

• исследовать характеристики манометров;
• рассчитывать основные характеристики манометров;

Назначение и классификация авиационных манометров. Механические манометры. Электромеханические манометры. Датчики давления с частотным выходом.

Самостоятельная работа № 6 Расчет характеристик манометров с применением литературы [1].

Тема 2.3.  Приборы для измерения частоты вращения вала (тахометры)

В результате изучения темы 2.3. студенты должны:

знать:

• назначение  и классификацию тахометров;
• конструкцию и принцип действия магнитоиндукционных тахометров;
• погрешности тахометров и способы их компенсации;

уметь:

• исследовать характеристики тахометров;
• рассчитывать основные элементы магнитоиндукционного тахометра.

Назначение   и принцип действия тахометров. Магнитоиндукционные тахометры, их конструкция, принцип действия, характеристики. Расчет основных элементов тахометра.

  Практическая работа № 5 «Исследование тахометра» (4 часа)

Тема 2.4.  Приборы для измерения количества и расхода топлива (топливомеры и расходомеры)

В результате изучения темы 2.4. студенты должны:

        знать:

• назначение и классификацию топливомеров;
• конструкцию и принцип действия поплавковых и емкостных топливомеров;
• назначение и классификацию расходомеров;
• конструкцию и принцип действия мгновенного, суммирующего и комбинированного расходомеров;
• погрешности топливомеров и расходомеров и способы их компенсации.

уметь:

• исследовать характеристики топливомеров и расходомеров;
• рассчитывать основные элементы топливомеров и расходомеров;

Назначение и классификация топливомеров. Механические, электрические, электроемкостные топливомеры.

Назначение, классификация, конструкция, принцип действия расходомеров.

Самостоятельная работа № 7  Схема измерения суммарного расхода топлива (4 часа).

Практическая работа № 6 «Расчет расходомера» (6 часов)

РАЗДЕЛ   3

ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И ДАТЧИКИ

Тема 3.1. Общие сведения о пилотажно-навигационных приборах.

В результате изучения темы 3.1. студенты должны:

знать:

• пилотажно-навигационные параметры;
• наименование приборов для измерения пилотажно-навигационных параметров.

Назначение и классификация пилотажно-навигационных приборов и их основные параметры.

Тема 3.2.  Приборы и датчики для измерения высоты полета

В результате изучения темы 3.2. студенты должны:

знать:

• классификацию высотомеров;
• барометрическую формулу определения высоты;
• конструкцию и принцип действия барометрических высотомеров и радиовысотомеров;
• погрешности высотомеров и способы их компенсации.

уметь:

• построить структурную схему высотомера;
• выводить барометрическую формулу;
• выполнять расчеты элементов конструкции высотомеров.

Понятие высоты полета. Классификация высотомеров. Барометрический способ измерения высоты. Барометрические высотомеры и датчики. Корректоры высоты. Радиовысотомеры.

 Практическая работа № 7 «Расчет элементов конструкции высотомера» (6 часов)

Самостоятельная работа № 8 «Погрешности высотомера» (конспект)  (2 часа)

Тема 3.3. Приборы и датчики для измерения скорости полета

В результате изучения темы 3.4. студенты должны:

знать:

• виды измеряемой скорости;
• классификацию измерителей скорости;
• кинематические схемы и принцип действия измерителей скорости;
• расчетные соотношения аэродинамического измерения истинной, воздушной, приборной, вертикальной скорости, а также числа М;
• сущность радиотехнического измерения путевой скорости.

Понятие о скорости, ее видах. Классификация измерителей скорости. Измерители  истинной, воздушной, приборной и вертикальной скоростей. Измеритель числа М.      

Самостоятельная работа № 9  Манометрический указатель истинной воздушной скорости  (ИВС)» (3 часа).

Самостоятельная работа № 10  Комбинированный указатель скорости» (3 часа).

Тема 3.4.  Приборы и датчики для измерения ускорений (акселерометры)  

В результате изучения темы 3.3. студенты должны:

знать:

• назначение и классификацию акселерометров;
• способы подвески инерционного элемента;
• конструкцию и принцип действия акселерометров;
• погрешности акселерометров и способы их компенсации;

Назначение и классификация акселерометров. Способы подвески инерционного элемента. Компенсационные акселерометры. Интегрирующие акселерометры.

Тема 3.5  Элементы теории гироскопов

В результате изучения темы 3.5. студенты должны:

знать:

• формулы для определения основных характеристик гироскопа: кинетического, гироскопического и инерционного моментов гироскопа;
• правило определения вектора гироскопического момента и направление прецессии;
• конструкцию карданова подвеса;
• основные свойства гироскопа.

уметь:

• определить на изображающей плоскости свободное и вынужденное движение гироскопа;
• определять направление вектора гироскопического момента и направление прецессии;
• исследовать свойства гироскопа.

Понятие сложного движения и его составляющих. Кориолисово ускорение. Определение направления соответствующего вектора. Гироскопический момент. Правило для определения вектора гироскопического момента.

Понятие о свободном и вынужденном движении гироскопа. Уравнение прецессии ротора гироскопа. Конструкция карданова подвеса. Свойства гироскопа.

Практическая работа № 8 «Определение векторов свободного и вынужденного вращения гироскопа»  (2 часа)

Самостоятельная работа № 11    «Гироскоп в кардановом подвесе» (4 часа)

Тема 3.6  Двухстепенные гироскопы

.В результате изучения темы 3.6. студенты должны:

знать:

• назначение, свойства и применение двухстепенного гироскопа;
• основные расчетные соотношения;
• особенности конструкций датчиков углов и угловой скорости;
• конструкции и принципы действия: датчиков угловой скорости, выключателя коррекции, указателя поворота и скольжения, лазерных измерителей угловой скорости.
• погрешности датчиков угловой скорости.

уметь:

• исследовать характеристики двухстепенных гироскопов;
• выполнять расчет параметров двухстепенного гироскопа.

Понятие о двухстепенном гироскопе. Свойства, назначение, конструкция двухстепенного гироскопа, применение.

Датчики углов и угловой скорости: поплавковые, с механической и «электрической» пружинами.

Указатели поворота и скольжения. Выключатели коррекции. Лазерные измерители угловой скорости. Назначение, конструкция, принцип действия. Основное расчетное соотношение.

Основные погрешности и их компенсация в двухстепенных гироскопах различных конструкций.

Практическая работа № 9  «Расчет параметров двухстепенного гироскопа» (2 часа)

 Самостоятельная работа № 12 Демпфирующие гироскопы и выключатели коррекции (6 часов) - конспект.

Тема 3.7.  Принцип силовой гироскопической стабилизации

В результате изучения темы 5.1. студенты должны:

знать:

• назначение и применение принципа стабилизации объекта;
• принципы стабилизации углового положения объекта с помощью гироскопов;
• принцип действия одноосного силового гиростабилизатора.

Задачи стабилизации углового положения объекта и ее решение с помощью двухстепенных гироскопов.. Применение принципа силовой стабилизации на примере схемы одноосной стабилизации.

Тема 3.8.  Гировертикали

В результате изучения темы 3.8. студенты должны:

знать:

• назначение и классификацию гировертикалей;
• разновидности гировертикалей с маятниковой коррекцией;
• конструкцию и принцип действия авиагоризонтов, гировертикалей  типа ЦГВ, МГВ, курсовертикалей.

уметь:

• исследовать характеристики гировертикалей;

Назначение и классификация гировертикалей. Понятие истинной вертикали объекта. Гироскопический узел гировертикали и его свойства.

Гирвертикали: ЦГВ, МГВ. Конструкция, принцип действия, применение.

Погрешности гировертикалей и их компенсация.

Авиагоризонты.  Дистанционный авиагоризонт АГД, конструкция, особенности, принцип действия.

Практическая работа № 10  Исследование ЦГВ  (6 часов)

Тема 3.9.  Курсовые приборы и датчики

В результате изучения темы 3.9 студенты должны:

 знать:

• виды курса;
• назначение, конструкцию и принцип действия: магнитного компаса, индукционного компаса, гирополукомпаса и радиокомпаса;
• погрешности курсовых приборов и датчиков и способы их компенсации.

Понятие курса. Магнитное поле Земли и магнитный метод измерения курса.

Магнитные компасы. Астрокомпасы и радиокомпасы. Назначение, применение, конструкция и принцип действия.

4 КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

4.1 Общие положения

Курсовой проект является завершающим этапом дисциплины «Авиационные приборы». В результате выполнения курсового проекта студент должен приобрести опыт конструирования и расчета отдельных элементов и изделий в целом.

При выполнении проекта студенты должны получить навыки пользования технической и справочной литературой, необходимой технической и нормативной документацией,  другой специализированной информацией.

Тематика курсовых проектов определяется предметной (цикловой) комиссией колледжа.

4.2 Объем и содержание курсового проекта 

Объем пояснительной записки                                                   25-30  листов формата А4

Объем графической части:

- сборочный чертеж изделия                                                       1 лист формата А1

- чертежи деталей                                                                         1 лист формата А1

3. Примерная тематика курсовых проектов

В качестве тем курсового проекта могут быть рекомендованы разработка или модернизация следующих приборов и сборочных единиц:

• высотомер;
• манометр;
• вариометр;
• измеритель давления;
• измеритель температуры;
• гироузел;
• карданов узел;
• гиромотор;
• датчик угловой скорости;
• датчик  линейных ускорений;
• указатель  скорости;
• указатель давления;
• авиагоризонт;
• гирополукомпас;
• выключатель коррекции;
• центральная гировертикаль и др.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПЕРЕЧЕНЬ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ СТУДЕНТОВ

1. Особенности строения земной атмосферы
2. Самолетовождение и способы ориентировки ЛА
3. Краткие сведения о расчете динамических характеристик
4. Расчет инструментальных и температурных погрешностей
5. Погрешности термоэлектрических термометров
6. Расчет характеристик манометров
7. Схема измерения суммарного расхода топлива
8. Погрешности высотомера
9. Манометрический указатель истинной воздушной скорости  (ИВС)
10.  Комбинированный указатель скорости
11. Гироскоп в кардановом подвесе
12. Демпфирующие гироскопы и выключатели коррекции

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

1. Разработка (модернизация) конструкции высотомера
2. Разработка (модернизация) конструкции указателя скорости типа КУС
3. Разработка (модернизация) конструкции  датчика высоты типа ДВ
4. Разработка (модернизация) конструкции высотомера двухстрелочного типа ВДИ
5. Разработка (модернизация) конструкции вариометра типа ВАР
6. Разработка (модернизация) конструкции сигнализатора типа ВС
7. Разработка (модернизация) конструкции сигнализатора высотного типа СВУ
8. Разработка (модернизация) конструкции датчика скорости типа ДС
9. Разработка (модернизация) конструкции указателя числа М
10. Разработка (модернизация) конструкции электронного усилителя
11. Разработка (модернизация) конструкции стабилизатора напряжения (тока)
12. Разработка (модернизация) конструкции преобразователя тока
13. Разработка (модернизация) конструкции электронного устройства питания
14. Разработка (модернизация) конструкции парашютного автомата
15. Разработка (модернизация) конструкции датчика угловой скорости (ДУС)
16. Разработка (модернизация) конструкции  датчика линейных ускорений (ДЛУ)
17. Разработка (модернизация) конструкции  акселерометра
18. Разработка (модернизация) конструкции ГПК
19. Разработка (модернизация) конструкции ЦГВ
20. Разработка (модернизация) конструкции авиагоризонта
21. Разработка (модернизация) конструкции двухстепенного гироскопа
22. Разработка (модернизация) конструкции датчика угла

ЛИТЕРАТУРА

1. Браславский Д.А. и др. «Авиационные приборы», М.: Машиностроение, 1984, REPRINT, 2009 г.
2. Браславский Д.А. и др. «Авиационные приборы и автоматы» », М.: Машиностроение, 1984, REPRINT, 2009 г.
3. Браславский Д.А. и др. «Приборы и датчики летательных аппаратов», М.: Машиностроение, 1978
4. Асс Б.А.  и др. " Детали авиационных приборов", М.: Машиностроение, 1979.

5. Андреева Л.Е. "Упругие элементы приборов", М.: Машиностроение, 1961.

6. Боднер В.А. "Авиационные приборы", М.: Машиностроение, 1969.
7.  

8. Лаврова Т.А. "Элементы автоматических приборных устройств", М.: Машиностроение, 1975.

9. Левин И.Я. "Справочник конструктора  точных приборов", М.: Машиностроение, 1967.

10. Савостьянов В.П. и др. " Расчет и конструирование деталей аппаратуры САУ",  М.: Машиностроение, 1982.      

11. Чурабо Д.Д. "Детали и узлы приборов", М.: Машиностроение, 1975.

Т Е Х Н И Ч Е С К И Е    С Р Е Д С Т В А    О Б У Ч Е Н И Я  

1. Кодоскоп.

2. Диапроектор.

3. Слайды, диафильмы.

4. Лабораторные установки.

5. Приборы, макеты, детали и узлы приборов.

6. Вычислительная техника.