Электросветотехническое оборудование аэродромов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Исходные данные для расчета

Задание. По имеющимся исходным данным рассчитать силу света в вертикальной и горизонтальной плоскостях для заданного огня приближения, построить кривые сил света и подобрать огонь соответствующего типа.

Дано по варианту:

- номер огня 6;

- расстояние между огнями - 115 м;

- расстояние от БПРМ до торца ВПП - 1150 м;

- вид двигателя - поршневой (ПД).

Общие данные для всех вариантов

1. Длина ВПП - 3000 м.

2. Ширина ВПП - 100 м.

3. Удаление КРМ от конца ВПП - 1000 м.

4. Максимальный угол отклонения от оси ВПП - 1є10ґ (1,17є).

5. Высота пролета БПРМ:

а) по верхней предельной глиссаде планирования - 85 м;

б) по нижней предельной глиссаде планирования - 35 м.

6. В зависимости от типа двигателей, устанавливаемых на самолете, необходимая МДВ L₁ огня равна:

а) для самолетов с поршневыми двигателями - 600 м;

б) для самолетов с ТВД - 800 м;

в) для самолетов с ТРД - 1000 м.

7. Минимальная МДВ Sд в дневное время равна:

а) для самолетов с поршневыми двигателями - 500 м;

б) для самолетов с ТВД - 750 м;

в) для самолетов с ТРД - 1000 м.

8. Минимальная МДВ Sн в ночное время для всех типов самолетов рассчитывается по формуле



где Ен = 0,2·10-⁶ - пороговая освещенность, соответствующая условиям наблюдения ночью, лк;

Ед = 1,2·10-³ - пороговая освещенность, соответствующая условиям наблюдения днем, лк.

9. Сила света в направлении соответствующего луча определяется по формуле

где L - длина луча, по которому определяется сила света (расстояние от огня до наблюдателя), м.

В случае, если длина луча, определяемая расчетом, окажется более 600 м, используется формула (2), если менее 600 м, то используется формула (3).

2.Расчет кривой сил света в вертикальной плоскости

Для расчета принимаем длину ВПП равной 3000 м, ширину 100 м. Первый огонь приближения установлен на расстоянии 1150 м от торца ВПП в точке Р (рис. 1). Там же установлен ближний приводной радиомаяк БПРМ. Расстояние между огнями приближения равно 115 м.



Рисунок 1. Расчетная схема силы света в вертикальной плоскости

Расчет производим для посадки самолетов с поршневыми двигателями. Необходимая дальность видимости огней при посадке самолетов с поршневыми двигателями равна 600 м. Нижняя предельная глиссада планирования пересекается с началом ВПП в точке М; верхняя предельная глиссада пересекается с началом ВПП в точке А, расположенной от начала ВПП на 600 м.

Шестой огонь приближения расположен в точке О, удаленной от торца ВПП на 575 м. Плоскость LL^I соответствует району перехода на визуальный полет самолетов.

Проводим вертикальную плоскость перпендикулярно продолжению оси ВПП, которая проходит через рассчитываемый огонь О.

На расстоянии минимальной дальности видимости для самолетов с поршневыми двигателями от точки О до точки N 600 м проводим еще одну вертикальную плоскость NN^II. Максимальную силу света направляем в точку N^II. Таким образом, мы получили расчетный четырехугольник ОО^IIN^IIN. Далее выносим его отдельно (рис. 2) для расчета кривой светораспределения второго огня в вертикальной плоскости.

АМ = 600 м; МО = 575 м; ОР = 575 м; РN = 25 м; AP = 1750 м; MP = 1150 м; MN = 1175 м; ON = 600 м; NL = 575 м; PP^I = 35 м; PP^II = 85 м.

Рисунок 2. Схема расчета кривой светораспределения расчетного огня в вертикальной плоскости

Расчет ведется в два этапа. Первый этап заключается в расчете кривой светораспределения огня вниз от оптической оси ОN^II, второй - вверх от оптической оси.

Проводим в расчетном четырехугольнике ОО^IIN^IIN луч ОN^I - самый нижний луч от рассчитываемого огня, который должен видеть экипаж самолета. Определяем величины углов наклона нижней и верхней предельных глиссад планирования к поверхности земли, исходя из условия, что при высоте полета БПРМ, равной 35 м, самолет, идущий на посадку, приземлится в начале ВПП, а при высоте полета БПРМ, равной 85 м - в 600 м после начала ВПП.

Из подобия треугольников APP^II и ANN^II (см. рис. 1) определяем NN^II:

м.

Из подобия треугольников MNN^I и MPP^I (см. рис. 1) определяем NN^I:

м.

Из подобия треугольников APP^II и AOO^II (см. рис. 1) определяем OO^II:

м.

Определим углы б₁ и б₂:

; б₁ = 2,78°

; б₂ = 1,74°

Из рис. 2 определяем угол наклона б₀ главной оптической оси к поверхности земли:

; б₀ = 8,18°

Из рис. 2 определяем угол наклона отрезка ON^I к поверхности земли:

; б_H = 3,41°

Длина главной оптической оси (см. рис. 2) равна

м.

Главная оптическая ось огня - это ось, по которой распространяется максимальная сила света, направленная в точку N^II. В ней будут наихудшие условия для наблюдения огня, потому что она удалена от огня в горизонтальной плоскости на 600 м, а в вертикальной плоскости она лежит на верхней предельной глиссаде планирования.

Из рис. 2 определим длину отрезка ON^I:

м.

Минимальная МВД земли в дневное время для самолетов с поршневыми двигателями S_д = 500 м.

Находим МДВ в ночное время по формуле (1):

м.

где L₁ = 600 м - для самолетов с поршневыми двигателями.

Как показано выше, расстояние от источника света до наблюдателя меньше, чем 600 м, поэтому расчет точек кривой силы света огней следует вести для наблюдения их днем, т. е. применительно для воздушного средства с поршневыми двигателями S_д = 500 м и Е_д = 1,2·10-³ лк. Для расстояния больше 600 м пользуются значениями S_н = 175,3 м и Е_н = 0,2·10-⁶ лк, исходя из условия наблюдения огней ночью. Задавая значения угла б большими, чем б_н, но меньшими, чем б₀, получим точки кривой светораспределения в вертикальной плоскости вниз от оптической оси ON^II.

Сила света, распространяющаяся по лучу ON^I, равна

 = 48773,9 кд,

где L = ON^I.

Сила света, распространяющаяся по лучу ON^II, равна

= 55588,4 кд,

где L = ON^II.

На рис. 2 под углом б (где б_н < б < б₀, б = 6є) к горизонту проводим луч OF:

м,

= 51605,5 кд.

Точки кривой светораспределения в вертикальной плоскости вверх от оптической оси ON^II получаем, задавая углы, отсчитываемые от оптической оси ON^II против часовой стрелки. Проводим луч ОТ под углом от оптической оси б^I (б^I необходимо принять б^I = 1-4є, принимаем б^I = 2,5є) (см. рис. 2). Угол O^IIN^IIO определяется как разность углов б₀ и б₁.

Находим угол O^IIN^IIO (см. рис. 2):

?O^IIN^IIO = б₀ - б₁ = 8,18 - 2,78 = 5,4°, (14)

Определяем угол ОТN^II:

?OTN^II = 180 - (б^I + ?O^IIN^IIO) = 180 - (2,5 + 5,4) = 172,1°, (15)

Из треугольника OTN^II определим длину луча OT по теореме синусов:

,

= 415,07 м.

Так как расстояние от второго огня приближения до точки Т меньше 600 м, то расчет силы света в направлении луча ОТ ведем для дневных условий при метеорологической дальности видимости при S_д = 500 м применительно к самолетам с поршневыми двигателями. В этом случае берется пороговая освещенность Е_д = 1,2·10-³ лк.

Определим силу света, распределяемую по лучу OT, используя формулу (3):

= 5329,2 кд.

Проводим луч OV под углом б^II (б^II необходимо принять б^I < б^II < 8є, принимаем б^II = 3є) к оптической оси (см. рис. 2).

Из треугольника OVN^II определим длину луча OV по теореме синусов:

,

?OVN^II = 180 - (б^II + ?O^IIN^IIO) = 180 - (3 +5,4) = 171,6°, (18)

= 390,5 м.

Сила света, распространяющаяся по лучу OV, равна

= 3891,6 кд.

3.Расчет кривой сил света в горизонтальной плоскости

кривой светораспределение самолет

Схема зоны зрительного вождения самолетов в горизонтальной плоскости приведена на рис. 3. На схеме, кроме ранее введенных обозначений, указан кур- совой радиомаяк КРМ, установленный в точке К на расстоянии 1000 м от торца ВПП со стороны, противоположной направлению посадки. Курсовой сектор КРМ ограничивается линиями KС^III и KB^III. Общая максимальная погрешность углового отклонения г самолета от оси ВПП принимается равной 1є10' (1,17є).

Рисунок 3. Расчетная схема силы света в горизонтальной плоскости

Проведя вертикальную плоскость через рассчитываемый огонь, находящийся на прямой ВС в точке O, и вторую вертикальную плоскость на расстоянии 600 м от огня через прямую В^IIC^II, получим расчетный шестиугольник BB^IB^IIC^IIC^IC.

Линия BOC шестиугольника лежит на плоскости земли, а линия B^IIN^IIC^II - на плоскости верхней предельной глиссады планирования. Линейное боковое отклонение от перехода на визуальный полет для самолетов с ТРД и ТВД составляет 133 м. При расчете кривых сил света для самолетов с поршневыми двигателями вторую плоскость B^IIN^IIC^II проводят на расстоянии 600 м от рассчитываемого огня, а для самолетов с ТВД - на расстоянии 800 м.

Для расчета кривой светораспределения огня необходимо определить основные параметры расчетного шестиугольника в горизонтальной плоскости. Максимальное боковое отклонение от осевой линии ВПП в районе БПРМ(см. рис. 3), равно

PB^I = PC^I = KP · tg г = 5150 tg 1є10? = 105,18 м.

Определим угол д (см. рис. 3):

,

д = 2,75є,

где 50 - половина ширины ВПП, м.

Определим длину отрезка N^IIC^II:

N^IIC^II = N^IIB^II = KN · tgг = 5175 · tg 1є10? = 105,69 м.

Определим длину отрезка OB:

OB = PB^I - OP · tgг = 105,18 - 575 · tg 2,75 = 77,56 м.

Из точки О проводим луч ОС^II (рис. 4) под углом в₀ к оптической оси. Определим угол в₀:

, (23)

в₀ = 9,87°.



Рисунок 4. Схема расчета кривой светораспределения расчетного огня в горизонтальной плоскости

Определяем длину луча ОС^II:

Определим силу света в направлении луча ОС^II:

= 72509,14 кд.

Из точки О на рис. 4 проводим луч OG под углом в (где 0 < в < в₀, принимаем в = 5є) к оптической оси ON^II. Длина луча определяется из выражения

Определим силу света в направлении луча OG:

 = 58993 кд.

Из точки О проводим луч ОС^I под углом в^I к оптической оси ON^II и определяем угол в^I:

.

Определяем ОР^III:

, .

Длину луча ОС^I определяем из треугольника ОP^IIIС^I:

= 590,4 м.

Определяем силу света в направлении луча ОС^I:

= 42543,6 кд.

Проводим луч ОН под углом в^II (где в₀ < в^II < в^I, принимаем в^II = 10є) к оптической оси ON^II.

Из треугольника OHC^II определим длину луча OH по теореме синусов:

,

?OC^IIC^I = в₀ - г = 9,87 - 1,17 = 8,7°,

?OHC^II = 180 - (в^II - в₀ + ?OC^IIC^I) = 180 - (10 - 9,87 + 8,7) = 171,2°,

 = 609,6 м.

Определяем силу света в направлении луча ОH:

= 52712,2 кд.

4.Построение кривых светораспределения

Для построения кривых светораспределения огня в значения расчетной силы света необходимо ввести коэффициент запаса К = 1,42. Этот коэффициент учитывает уменьшение светового потока лампы к концу срока службы, уменьшение светового потока огня из-за снижения напряжения сети, загрязнения и запыления оптики.

Рисунок 5. Кривые силы света в вертикальной плоскости: а - теоретическая кривая; б - практическая кривая огня ОП-35

Имеются пять точек для построения кривой в вертикальной плоскости со следующими координатами:

В горизонтальной плоскости также имеются пять точек с координатами:

По полученным точкам строятся кривые светораспределения (рис. 5, 6) расчетного огня.



Рисунок 6 - Кривые силы света в горизонтальной плоскости: а - теоретическая кривая; б - практическая кривая огня ОП-35

5.Реализация кривых светораспределения

На рис. 5 и 6 кроме теоретической кривой светораспределения приведена кривая светораспределения прожекторного огня ОП-35. Для реализации теоретической кривой необходимо сравнить расчетную силу света с учетом коэффициента запаса по каждому лучу, имея в виду, что сила света применяемого огня во всех направлениях должна быть больше расчетной.

В вертикальной плоскости (см. рис. 5) расчетная сила света по главной оптической оси ON^II равна 78935,5 кд; огонь ОП-35 обеспечивает силу света 150 000 кд, что свидетельствует о том, что реализация данной точки обеспечивается со значительным запасом.

Под углом б = 2,5° вверх от оптической оси ON^II расчетная сила света составляет 7567,5 кд; огонь ОП-35 обеспечивает 125 000 кд, а при угле б = 3° вверх от оптической оси расчетная сила света равна 5526,1 кд, в то время как у огня ОП-35 сила света равна 110 000 кд. Таким образом, в вертикальной плоскости вверх от главной оптической оси все точки кривой светораспределения реализуются огнем ОП-35.

Расчетная сила света под углом б = 2,18° вниз от оптической оси ON^II, как это следует из кривой (см. рис. 5), равна 73 279,8 кд; огонь ОП-35 обеспечивает силу света приблизительно 125000 кд, а при угле б = 4,77° вниз от оптической оси расчетная сила света равна 69258,9 кд, в то время как у огня ОП-35 сила света равна 15000 кд. Таким образом, в вертикальной плоскости вниз от главной оптической оси ON^II кривой светораспределения не реализуются огнем ОП-35 под углом б = 4,77°, в связи с чем необходимо изменить угол наклона главной оптической оси к поверхности земли б₀ = 8,18° таким образом, чтобы данный огонь смог реализовать расчетную силу света под всеми расчетными углами. В нашем случае необходимо наклонить главную оптическую ось ON^II к поверхности земли под углом б⁰ = 7,0° (см. рис. 5).

Для реализации кривой светораспределения расчетного огня в горизонтальной плоскости необходимо сравнить расчетную силу света с учетом коэффициента запаса по каждому лучу, имея в виду, что сила света применяемого огня ОП-35 во всех направлениях должна быть больше расчетной.

В горизонтальной плоскости (см. рис. 6) расчетная сила света по главной оптической оси ON^II равна 78935,0 кд; огонь ОП-35 обеспечивает силу света 150000 кд, а под углом в = 5є расчетная сила света равна 83770,0 кд; огонь ОП-35 обеспечивает силу света 110 000 кд. Таким образом, все точки кривой светораспределения реализуются огнем ОП-35.

Сопоставление расчетной кривой светораспределения с кривой для прожекторного огня ОП-35 (см. рис. 6) показывает, что в направлении лучей, расположенных под углами в = 9,87-10,3є к главной оптической оси ON^II, выбранный огонь ОП-35 не обеспечивает необходимой силы света.

Для того, чтобы реализовать расчетную кривую, принимаем ряд из трех огней ОП-35, расположенных на расстоянии 1,75 м друг от друга, перпендикулярно оси ВПП.

Рисунок 7. Схема расчета суммарной силы света от группы огней

Изображаем расчетный шестиугольник в горизонтальной плоскости (рис. 7) с нанесенными в расчетных точках значениями силы света и рядом обозначаем силу света, которую обеспечивает средний огонь с главной оптической осью, направленной по оси ВПП, а также два огня, оптические оси которых направлены влево и вправо от оси ВПП под углом в = 9,87є к ней (значения силы света этих огней указываем в скобках).

Расстояние 1,75 м между огнями в масштабе рис. 7 очень мало, поэтому приближенно можно считать, что все три огня расположены в одной точке на продолжении оси ВПП.

Как видно из рис. 7, средний огонь распространяет по главной оптической оси ON^II силу света 150 000 кд, а два крайних от него огня (второй и третий), как это следует из кривой сил света огня ОП-35 (см. рис. 6), под углом в = 9,87є распространяют силу света 1000 кд. Таким образом, суммарная сила света от ряда огней на оптической оси среднего огня равна 152000 кд.

Аналогичным образом суммарная сила света в направлении луча, идущего под углом в = 5є относительно оси ВПП, равна 225000 кд, под углом в = 9,87є равна 151000 кд, под углом в = 10є равна 145100 кд и под углом в = 10,3є равна 145100 кд.

Рисунок 8 - Кривые силы света:

а - вертикальная плоскость; б - горизонтальная плоскость:

1 - огонь П-35; 2 - огонь ОП-35; 3 - огонь ОГ

Список использованных источников

1. Электросветотехническое оборудование аэродромов: учеб. пособие / сост. О. В. Милашкина. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 116 с.

2. Электросветотехническое оборудование аэродромов: метод. рекомендации по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы / сост. О. В. Милашкина, В. А. Адакин. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2015. - 46 с.

3. Электронный ресурс: https://studopedia.ru/8_139216_vibor-ishodnih-dannih-dlya-rascheta-krivih-svetoraspredeleniya-ogney.html

Размещено на Allbest.ru

...