Скоростной напор, воспринимаемый чувствительным элементом датчика, — параметр, от которого непосредственно зависят аэродинамические силы и моменты, действующие на крыло дельтаплана. Этот параметр, отмечаемый прибором, однозначно определяет угол планирования и положение ручки управления независимо от плотности воздуха (его температуры и давления).
Значения предельных скоростей зависят от соответствия жесткости рабочих пружин штока (контактно-размыкательной группы) и площади диафрагмы чувствительного элемента прибора. Эти значения, равные 28±2,5 и 70±2,5 км/ч, подбирают регулировкой степени сжатия пружин, изменяя положение контактов датчика.
Корпус датчика (рис. 1) состоит из плоских крышек — глухой и дренированной — и цилиндрической боковой стенки, разрезанной по высоте на две части. К первой крышке с помощью заклепок прикреплена трубка приемника воздушного давления, ко второй — контактная группа с подводящими проводами для подключения к звуковому генератору. Между частями боковой стенки зажата резиновая диафрагма с приклеенным тонким дюралюминиевым диском. Конструкция скреплена с помощью винтов, гаек и шайб. В центре диска зафиксирован с помощью гаек М4 шток с внутренней пружиной. Гладкий хвостовик штока свободно перемещается в отверстии направляющей скобы, приклепанной к нижней крышке. Верхняя его часть с резьбой и законтренной контактной шайбой выходит из корпуса датчика через центральное отверстие дренированной крышки. Вместе с крепежной гайкой диска оно фиксирует внутреннюю пружину, торцы которой упираются в диск и центрирующую пластину. Чтобы уменьшить трение, перемещающийся в центральном отверстии крышки участок штока должен иметь гладкую поверхность. Предназначенную для штока шпильку обтачивают и шлифуют, зажав в патрон электродрели. Возникающий при этом люфт штока в отверстии центрирующей пластины, как показала практика, не ухудшает работоспособности прибора.
Рис. 1. Конструкция датчика:
1 — глухая крышка, 2 — трубка приемника воздушного давления, 3, 4 — цилиндрическая боковая стенка, 5 — дренированная крышка, 6 — мембрана (диафрагма), 7 — диск, 8 — текстолитовая фольгированная пластина, 9 — скоба, 10 — электроизоляционная втулка винта, 11 — регулировочный винт, 12 — гайка, 13 — клемма, 14 — наружная пружина, 15 — винт М3Х15 (2 шт.), 16 — шайба Ø 3 (2 шт.), 17 — гайка М3 (2 шт.), 18 — шайба текстолитовая Ø 3 (2 шт.), 19 — втулка текстолитовая, 20 — текстолитовая пластина, 21 — центрирующая пластина, 22 — провод сигнала минимальной скорости, 23 — провод сигнала максимальной скорости, 24 — клемма корпуса, 25 — винт М3Х50 (5 шт.), 26 — шайба Ø 3 (5 шт.), 27 — гайка М3 (5 шт.), 28 — контактная шайба, 29 — внутренняя пружина, 30 — шток, 31 — гайка М4 (4 шт.), 32 — направляющая скоба, 33 — заклепка (2 шт.).
Электрические цепи сигналов, соответствующих минимальной и максимальной скорости, коммутируют контактная шайба и верхний торец штока. Первая — обычная латунная шайба, припаянная к ганке. Неподвижная контактная система состоит из металлической скобы с регулируемым винтом и гетинаксовой втулкой. Этот узел крепят к верхней крышке винтами и ганками с применением электроизоляционных шайб и втулок. С контактной шайбой соприкасается фольгированная поверхность гетинаксовой пластины, к которой припаян провод сигнала минимальной скорости. Клемма проведа сигнала максимальной скорости крепится гайкой регулировочного винта. Между ним и верхним концом штока находится наружная пружина, центрируемая контактной шайбой и электроизоляционной втулкой винта.
При установке датчика на боковой трубе трапеции дельтаплана необходимо, чтобы ось штока находилась параллельно плоскости земли — тогда влияние веса подвижных деталей штока на точность работы датчика станет минимальным. Возникающее из-за этого несоответствие сигнала датчика заданным значениям минимальной и максимальной скорости дельтаплана не превышает величины ±2,5 км/ч.
Когда контактная шайба касается фольгированной поверхности пластины, наружная пружина полностью разжата, а внутренняя настолько сжата, что при отсутствии избыточного перепада давления на диафрагме (нулевая скорость) на шток и диск действует усилие, равное произведению эффективной площади диафрагмы на минимальный скоростной напор, соответствующий допустимо малому значению скорости дельтаплана. С возрастанием скорости усилие диска от избыточного перепада давления превышает силу сжатой внутренней пружины и шток, перемещаясь, размыкает цепь сигнала минимальной скорости. Дальнейшее увеличение этого параметра и перемещение штока вызывает сжатие наружной пружины. Когда дельтаплан летит с максимально допустимой скоростью, усилие на диске от избыточного перепада давления уравновешивается усилиями обеих сжатых пружин, пока шток не коснется торца регулировочного винта. Полный рабочий ход штока составляет 6,5 мм.
Задавать точные размеры всех деталей датчика не имеет смысла, поскольку большинство из них можно выполнить произвольно с учетом имеющихся подручных материалов. Приводим только данные тех деталей, от которых зависит работоспособность прибора.
Диск изготовлен из листового материала Д16Т толщиной 0,5 мм. Диафрагма выполнена из листовой резины толщиной 0,5 мм, например из манжеты хирургической перчатки.
Гарантией работоспособности датчика служит наличие гофра на диафрагме (рис. 2), не препятствующего перемещению диска в корпусе. Отформовать такой гофр, используя обе части боковой цилиндрической стенки, можно следующим образом. Заготовку, вырезанную по наружному диаметру боковой стенки (Ø 136 мм), прочно прикрепляют клеем 88Н к торцу одной из половин цилиндрической стенки. В диафрагме вырезают центральное круглое отверстие Ø 40 мм. Затем на склеиваемые поверхности диафрагмы и диска наносят слой клея 88Н и слегка подсушивают (пока не станет прилипать к пальцам). Далее на диск, после того как клей окончательно затвердеет, помещают груз массой 2 кг для растяжения диафрагмы. При этом кромка центрального отверстия сдвигается к периферии диска. Получаемый таким способом гофр вполне пригоден для работы диафрагмы в датчике.
Рис. 2. Схема формирования гофра на диафрагме из листовой резины:
1 — боковая цилиндрическая стенка, 2 — диафрагма, 3 — диск, 4 — груз, 5 — крепежный винт, 6 — опора.
Части цилиндрической боковой стенки можно выпилить лобзиком из многослойной фанеры, а обе крышки корпуса вырезать из листа Д16Т толщиной 2 мм. Для датчика подойдут пружины от щеток электродвигателей пылесосов, их можно изготовить самостоятельно из стальной проволоки Ø 4 мм. Диаметр витка внутренней пружины — 8 мм, шаг витка — 2 мм, длина в разжатом состоянии — 27 мм, усилие сжатия 110 г до размера 16,5 мм. Наружная пружина имеет такие же диаметр и шаг витка, что и внутренняя. Но длина се в разжатом состоянии равна 22,5 мм, а усилие сжатия до размера 16 мм составляет 70 г.
Трубка приемника воздушного давления изготовлена из трубы (Д16Т) размером 12X1 мм. Шток и регулировочный винт выполнены из латунной или стальной шпильки Ø 4 и Ø 6 мм соответственно. Чтобы уберечь от загрязнения и механических повреждений контактную группу, ее закрывают защитным кожухом, например пластмассовым колпачком от баллона аэрозоля (показан на рисунке 1 пунктиром).
В приборе можно применить генератор звукового сигнала, выполненный по любой из двух принципиальных схем (рис. 3). Тон звукового сигнала подбирают с помощью переменных резисторов R2, R3 (вариант А) и R1, R2 (вариант Б).
Дельтапланеристам не нужно объяснять, насколько важен для обеспечения безопасности полетов указатель скорости. Такой прибор особенно ценен для начинающих: его подсказка своевременно оградит пилота-новичка от непоправимой ошибки в управлении летательным аппаратом. В дельтапланеризме применяются звуковые индикаторы скорости. Наш журнал уже рассказывал о подобной конструкции (см. «М-К», № 3, 4, 1982 г., «Спидометр на дельтаплане»).