Қысқаша қысым және температура сенсорларымен ұшу деректерін есептеу құрылғысы

Кіріспе

Авиациялық компонент

Ауалық деректер компьютері (АДК) немесе орталық ауалық деректер компьютері (АҚДК) қысым және температура кіріс деректері бойынша биіктікті, тік жылдамдықты, ауа жылдамдығын және Мах санын есептейді. Бұл – қазіргі заманғы ұшақтарда кездесетін маңызды авиациялық компонент. Бұл компьютер жеке аспаптардың орнына, ұшақтың пито-статикалық жүйесінен калибрленген ауа жылдамдығын, Мах санын, биіктікті және биіктік өзгеру деректерін анықтай алады. Өте жоғары жылдамдықты ұшақтарда, мысалы, ғарыш шаттлында, калибрленген ауа жылдамдығының орнына эквивалентті ауа жылдамдығы есептеледі. Ауалық деректер компьютерлері әдетте жалпы ауа температурасын да қабылдайды. Бұл статикалық ауа температурасын және ауаның нақты жылдамдығын есептеуге мүмкіндік береді. Airbus ұшақтарында ауалық деректер компьютері бағыт, курс және навигациялық деректермен бірге Air Data Inertial Reference Unit (ADIRU) деп аталатын біртұтас құрылымға біріктірілген, ол қазір Global Navigation Air Data Inertial Reference System (GNADIRS) жүйесімен алмастырылды. Embraer E Jet отбасындағы ұшақтарда бұл тұжырымдама одан әрі жетілдірілді: ауа деректерін алу және өлшеу – интеграцияланған сенсорлары бар біріктірілген пито-статикалық «ауа деректері смарт зондтарымен» орындалады, ал параметрлерді есептеу «ауа деректері қолданбалары» (ADA) арқылы арнайы емес процессорлық бірліктерде жүзеге асырылады. Сенсорлардан алынған барлық ақпарат электрлік түрде берілетіндіктен, пито және статикалық қысым желілерін ұшақ арқылы жүргізу және оларға техникалық қызмет көрсету қажеттілігінен аулақ болуға болады. Жақсырақ ұшақтар мен тікұшақтардағы Ауалық деректер компьютерлері, әдетте екі дана, ADIRU-дан кіші, жеңіл және қарапайым болып, Ауалық деректер бірліктері деп аталуы мүмкін, бірақ олардың ішкі есептеу қуаты әлі де жоғары. Олар әдетте пито және статикалық қысым кірістерімен, сондай-ақ платиналық кедергі термометрінен сыртқы ауа температурасымен жабдықталады және мұздың кедергісін болдырмау үшін пито түтігінің және статикалық тежегіштің қызуын басқара алады. Жақсырақ ұшақтардағыдай, әдетте сымды басқару жүйесі болмайды, сондықтан шығыстар әдетте кабинадағы биіктік өлшегіштеріне немесе дисплей жүйесіне, ұшу деректерін жазу құрылғысына және автопилот жүйесіне жіберіледі. Шығыс интерфейстері әдетте ARINC 429, Gillham немесе тіпті IEEE 1394 (Firewire) болып табылады. Берілетін деректер нақты ауа жылдамдығы, қысым биіктігі, тығыздық биіктігі және сыртқы ауа температурасы (OAT) болуы мүмкін, бірақ ұшақтың бағыты мен курсына қатысы жоқ, себебі ішкі гироскоптар мен акселерометрлер орнатылмаған. Бұл құрылғылар әдетте автономды болып табылады және ұшқыштан қосымша кіріс талап етпейді, ұшақ қосылған кезде қабылдау жүйелеріне үнемі жаңартылатын деректерді жібереді. Кейбірлері, мысалы, Enhanced Software Configurable Air Data Unit (ESCADU), көптеген түрлі ұшақ қолданбаларына сәйкес келетін бағдарламалық құралмен конфигурацияланады. Коммерциялық АДК-лерді іске асырудан басқа, өздігінен жасау және ашық кодты іске асыру мүмкіндіктері де бар.

An air data computer (ADC) or central air data computer (CADC) computes altitude, vertical speed, air speed, and Mach number from pressure and temperature inputs. It is an essential avionics component found in modern aircraft. This computer, rather than individual instruments, can determine the calibrated airspeed, Mach number, altitude, and altitude trend data from an aircraft's pitot static system. In some very high speed aircraft such as the Space Shuttle, equivalent airspeed is calculated instead of calibrated airspeed. Air data computers usually also have an input of total air temperature. This enables computation of static air temperature and true airspeed. In Airbus aircraft the air data computer is combined with attitude, heading and navigation sources in a single unit known as the Air Data Inertial Reference Unit (ADIRU) which has now been replaced by the Global Navigation Air Data Inertial Reference System (GNADIRS). On the Embraer Embraer E Jet family the concept has been refined further by splitting air data acquisition and measuring – performed by combined pitot/static "air data smart probes" with integrated sensors – and computation of parameters performed by "air data applications" (ADA) executed on non dedicated processing units. As all information from the sensors is transmitted electrically, routing of pitot and static pressure lines through the aircraft and associated maintenance tasks can be avoided. In simpler aircraft and helicopters the Air Data Computers, generally two in number, and smaller, lighter and simpler than an ADIRU, may be called Air Data Units, although their internal computational power is still significant. They commonly have the pitot and static pressure inputs, as well as outside air temperature from a platinum resistance thermometer and may control heating of the pitot tube and static vent to prevent blockage due to ice. As on simpler aircraft, there is usually not a fly by wire system, the outputs are typically to the cockpit altimeters or display system, flight data recorder and autopilot system. Output interfaces typically are ARINC 429, Gillham or even IEEE 1394 (Firewire). The data provided may be true airspeed, pressure altitude, density altitude and Outside Air Temperature (OAT), but with no involvement in aircraft attitude or heading, as there are no gyroscopes or accelerometers fitted internally. These devices are usually autonomous and do not require pilot input, merely sending continuously updated data to the recipient systems while the aircraft is powered up. Some, like the Enhanced Software Configurable Air Data Unit (ESCADU) are software configurable to suit many different aircraft applications. Apart from commercial ADCs implementation, there are available do it yourself, and open source implementations.

Тарих

Электрлік-механикалық әуе деректері компьютерлері 1950 жылдардың басында осы деректерді қажет ететін авиациялық жүйелерге әуе жылдамдығы, биіктігі және басқа да сигналдардың орталық көзін қамтамасыз ету үшін әзірленді. Орталық әуе деректері компьютері сезімтал жабдықтың қайталануын болдырмады және ол күрделірек және дәл болуы мүмкін еді. Бірінші әуе деректері компьютерін Kollsman Instruments компаниясы B-52 бомбалаушысы үшін жасады. Bendix 1956 жылы АҚШ Әуе күштерінің реактивтік истребительдерінде пайдалану үшін орталық әуе деректері компьютерін шығара бастады. Garrett AiResearch пневматикалық, электрлік және электрондық компоненттерді біріктіретін алғашқы орталық әуе деректері компьютерлік жүйелерін жасады. 1960 жылдардың аяғында цифрлық әуе деректері компьютерлері пайда болды. 1967 жылы Garrett AiResearch-тің ILAAS әуе деректері компьютері – толыққанды цифрлық құрылғы болды. DC-10 1969 жылы Honeywell компаниясының цифрлық әуе деректері жүйесін пайдаланды, ал F-14 1970 жылы LSI негізіндегі әуе деректері компьютерін пайдаланды. 1980 жылдардың соңынан бастап АҚШ Әуе күштері мен Әскери-теңіз күштерінің көп бөлігі GEC Avionics Rochester әзірлеген Стандартты Орталық Әуе Деректері Компьютерімен (SCADC) жаңартылды. Жаңартылған ұшақтардың арасында A-4 Skyhawk, A-6 Intruder, A-7 Corsair, C-5A/B Galaxy, EA-6B Prowler, F-111 Aardvark, F-4 Phantom, S-3 Viking, C-141 Starlifter, C-135 Stratolifter, C-2 Greyhound және E-2 Hawkeye болды, осыған компания технологиялық жетістіктері үшін Королева сыйлығын алды.