2.3 Авиационные тахометры

Тахометры предназначены для измерения частоты вращения роторов силовых установок (СУ). Частота вращения ротора оказывает влияние на тягу и надежность работы силовой установки. Например, уменьшение частоты вращения ротора на 1% приводит к снижению тяги СУ на 3-7%. Поэтому требуемая точность измерения частоты вращения ротора СУ лежит в пределах 0,5-1% от максимального значения частоты вращения.

В настоящее время на ЛА широкое применение нашли магнитоиндукционные и частотно-импульсные тахометры, последние применяются в указателях с ленточными шкалами, которые установлены на базовой AT. В настоящее время на ЛА применяются магнитоиндукционные тахометры серии ТЭ - тахометры электрические (ТЭ-15 и др.) со шкалой, проградуированной в об/мин.; тахометры серии ИТЭ - индукционные тахометры электрические (ИТЭ-1, ИТЭ-2 и др.) со шкалой, проградуированной в %.

На рис.3.16 показана принципиальная схема тахометра ИТЭ-1. В его состав входят: датчик тахометра электрический ДТЭ-1 и измеритель тахометра электрический ИТЭ-1. Датчик тахометра - синхронный трехфазный генератор с возбуждением от постоянного магнита. Он приводится во вращение через понижающую передачу от ротора СУ, частота которого измеряется. С помощью трехпроводной линии статорные обмотки датчика, соединенные на "звезду", связаны со статорными обмотками синхронного двигателя, раз­мещенного в корпусе указателя тахометра.

Рисунок 3.16. Принципиальная схема тахометра ИТЭ-1

Ротор синхронного двигателя состоит из постоянных магнитов (на рисунке показан один) и гистерезисного диска, обеспечивающего асинхронный запуск двигателя. Постоянные магниты насажены на ось свободно и передают вращающий момент валу через пружину. Это облегчает вхождение их в синхронный режим работы и предотвращает выпадание их из синхронизма при колебаниях частоты вращения ротора СУ. На оси двигателя размещен измерительный узел, состоящий из двух дисков - магнитопроводов, на которых укреплены постоянные магниты. Между магнитами расположен алюминиевый диск, имеющий отдельную ось вращения. С осью диска связаны стрелка и пружина. При вращении магнитного узла в диске наводятся вихревые токи, которые взаимодействуя с магнитным потоком полюсов, создают вращающий момент М_вр диска:

,

где: n - частота вращения ротора СУ; К1 - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных параметров диска.

Повороту диска препятствует момент пружины, величина которого пропорциональна углу  закручивания пружины:

,

где: К2 - коэффициент жесткости пружины.

В установившемся режиме:

или , отсюда .

Из формулы видно, что угол поворота диска измерительного узла, а следовательно и стрелки указателя, пропорционален частоте вращения ротора силовой установки. Для устранения колебаний стрелки в указателе имеется демпфер, который по принципу работы и устройству аналогичен магнитному узлу измерителя. При колебаниях диска демпфера возникающие в нем вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем постоянных магнитов и создают тормозной момент на оси стрелки.

На базовом самолете установлен тахометр ИТЭ-2, который имеет два датчика Д-3 и сдвоенный измеритель ИТЭ-2. Измеритель ИТЭ-2 в отличии от ИТЭ-1 не имеет магнитного демпфера, т.к. роль демпфера выполняет зубчатая передача на стрелку. При этом демпфирование осуществляется за счет момента трения зубчатых колес. Принципиальная электрокинематическая схема тахометра ИТЭ-2 представлена на рис. 3.17. Измеритель ИТЭ-2 имеет шкалу и две стрелки, показывающие частоту вращения роторов компрессоров высокого давления (КВД) левого и правого двигателя в пределах от 0 до 105%. Шкала измерителя равномерная, имеет оцифровку от 0 до 100% через 20%, цена деления - 1%. Измеритель ИТЭ-2 установлен в кабине на центральной приборной доске справа. Датчики установлены на левом и правом двигателях соответственно.

Рисунок 3.17. Принципиальная электрическая схема тахометра ИТЭ-2

На базовом вертолете установлены три тахометра ИТЭ-2Т. Тахометр ИТЭ-2Т двигателей предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения главного вала двигателя, выраженной в процентах от его максимальной частоты вращения. Указатель ИТЭ-2Т размещается на приборной доске летчика, а два датчика Д-1Т, входящие в комплект, соединяются с валами двигателей (правого и левого соответственно).

Шкала имеет оцифровку от 0 до 100%, размах шкалы от 0 до 110%. Рабочий диапазон от 60 до 100%. 2500 об/мин ротора датчика Д-1Т соответствуют 100% по шкале указателя.

Кроме тахометра двигателей, на вертолете установлен комплект двухстрелочных тахометров ИТЭ-2Т несущего винта. В комплект этих тахометров входят два указателя ИТЭ-2Т и два датчика типа Д-2.

Тахометр ИТЭ-2Т несущего винта предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения несущего винта, выраженной в % от его максимальной частоты вращения. Датчики Д-2 установлены на главном редукторе, один указатель ИТЭ-2Т установлен на приборной доске летчика, а другой - на левом пульте оператора.

Конструкция и основные технические данные этого тахометра аналогичны тахометру ИТЭ-2Т двигателей. Погрешности магнитоиндукционных тахометров в рабочем диапазоне шкалы не превышают ±0,5%.