lecture one instrumentation and measurementspptx

instrumentation and measurements for undergraudate

1. مقدمة introduction Major Eng. Elkhidir T. Y . 2014 عدادات الطائرات 1 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT

2. What Is aircraft Instrument? 2 Electronic, gyroscopic, and other instruments for detecting , measuring , recording, telemetering, processing or analysing different values or quantities in the flight of an aircraft. A coordinated group of instruments that provide the flight crew with information about the aircraft and its subsystems. These instruments provide flight data, navigation, power plant performance, air traffic controllers, and maintenance personnel.

3. مقدمة 3 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT تم تصميم عدادات الطائرات لعرض واختبار: المعاملات الحالية خصائص منظومة القدرة في الطائرة والمنظومات الاخري. ولذلك فان للعدادات المستخدمة في الطائرة عدة وظائف : تبين الارتفاع altitude السرعة speed of A/C اتجاه الطيران وحالة الطائرة attitude and direction of أيضا تساعد الطيار للقيام بعملية طيران أمنة وناجحة.( في السابق كان الطيار يعرف الارتفاع الذي يطير علية فقط بالنظر للأفق أو بمقارنة ارتفاعه مع ارتفاع الأشياء التي من حوله ).

4. خلفية تأريخية Historical background 4 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT اول العدادات التي استخدامها هي البوصلة المغنطيسية و استخدمت لتساعد الطيار علي الطيران من النقطة A الي النقطة B . مع زيادة مسافات الطيران ظهرت الحوجة لمعرفة كمية الوقود لذلك تم استخدام عداد قياس كمية الوقود. ثم استخدمت ساعة الطيران لمعرفة زمن الطيران و بالتالي حساب المسافات المقطوعة و كعامل مساعد للملاحة. ثم ظهور اشكال تصميمية مختلفة, بعض هذة التصاميم تحتوي علي مضمن طيار enclosure ولوحة يمكن تثبيت العدادات عليها, وهذا كان اول ظهور للوحة العدادات . قبل الحرب العالمية الاولي تم تطوير العدادات لاستخدامها في الطائرات العسكرية والبحرية, وظهور المبادئ الاولية للملاحة الجوية والتي تم ادراجها في تصميم العدادات

5. خلفية تأريخية Historical background 5 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT وبعد ذلك, ظهرت بعض العدادات مثل عداد الارتفاع altimeter , السرعة الجوية airspeed واول عدادات المحركات والتي تتضمن عداد سرعة المحرك rpm وضغط الزيت. التطور الذي حدث اثناء الحرب الاولي هو: تطوير لدقة العدادات الموجودة, اختبار اساسيات جديدة, و الاخذ في الاعتبار بعض العوامل مثل الاهتزازات, درجة الحرارة, والتسارع اثناء التصميم. خلال هذه الفترة اصبحت العدادات مستقلة وفرع محدد من الطيران. في عام 1919 قام Alcock and Brown بالطيران عبر المحيط من غير توقف , وكذلك قام الاستراليان brothers Keith and Ross Smith بالطيران من انجلترا الي استراليا. تمت هاتين الرحلتين بطائرات عسكرية بمساعدة العدادات التي استخدمت في الحرب.

6. خلفية تأريخية Historical background 6 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT بعد ذلك ظهرت عدادات تساعد الطيار في التحكم في الطائرة مثل عداد معدل الدوران turn rate indicator والذي يعتمد في طريقة عمله علي الجيروسكوب. بعد ربط هذا العداد مع البوصلة المغناطيسية استطاع الطيار ان يطير بما يعرف بالطيران الاعمي blind fly . في عام 1929 ظهرت عدادات جيروسكوب الافق الصناعي artificial gyro horizon و جيروسكوب الاتجاه directional gyro والتي تعتمد في طريقة عملها علي نظريات الجيروسكوب. العام 1930 شهد اول محاولة لتنظيم العدادات لتسهيل عملية قراءتها وذلك لتوزيعها في شكل مجموعات وتصغير المسافة بينها. ونتيجة لذلك تم وضع عدادات الطيران الاعمي في مجموعة واحدة تشمل: عداد السرعة, عداد الارتفاع, جيروسكوب الافق الصناعي, جيروسكوب الاتجاه, عداد معدل الارتفاع, عداد الدوران والميلان turn-and-bank indicator .

7. خلفية تأريخية Historical background 7 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT ظهور الطيار الالي في منتصف 1930 قلل من عبء الطيارين في قراءة العدادات. التطور في مجال الدوائر الكهربية والالكترونيات ادي الي التطور في تصميم العدادات, ايضاً تطوير اسلوب عرض البيانات في كابية القيادة بظهور شاشات العرض الحديثة. في عام 1940 تم التحكم في سرعة المحركات التوربينية بواسطة منظومة التحكم في سريان الوقود. هذه اللمحة التاريخية لتطور عدادات الطائرات ليست كل ما حدث ولكنها تعطي فكرة مبدئية لتطور العدادات, وهنالك جوانب اخري حصل بها تطور وهي تشمل تطور العلوم الاخري المرتبطة بالعدادات مثل الكهربية والالكترونيات والميكانيك.

8. أهمية العدادات 8 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT تنتج أهمية العدادات للأسباب الآتية: الطيران الليلي وفي حالة انعدام الرؤية يكون غير موثوق به ما لم تكون الطائرة مزودة بعدادات indicators تبين حالة الطيران attitude واتجاهها heading . رمي القنابل وقذف كافة أنواع التسليح من الطائرات الحديثة يحتاج لقياس دقيق للارتفاع altitude , السرعة speed , الاتجاه heading وموقع الطائرة position . إنتاج قدرة مثالية من محرك الطائرة يحتاج أيضا لعدادات لقياس معاملات المحرك وعرضها علي شاشات في كابينة الطيار. الطيران الأمن يتم بواسطة القياسات الدقيقة لمعاملات الطيران وعرضها علي عدادات دقيقة وأكثر اعتمادية accurate and reliable . تعقد مهمة الطيران تحتاج لعرض مستمر لبيانات الطيران وقياس دقيق لها.

9. موقع ورؤية وتجميع العدادات 9 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT موقع ورؤية وتجميع العدادات : يجب وضع كل العدادت بحيث تكون واضحة وسهلة القراءة بواسطة افراد طاقم الطيران. يجب تجهيز العدادات باضاءة خليفية وان تكون كافية لجعل العدادات مقروءة ومفهومة بالليل, ويجب الا تسبب انعكاسات مباشرة علي عين الطيار. عدادات الطيران, الملاحة, و منظومة القدرة يجب ان تكون واضحة وسهلة القراءة بواسطة الطاقم من اماكنهم. كُلّ عدادات الطيرانِ تُجمّعُ على لوحةِ العدادات، وبقدر ما هو ممكن عملياً، ترتّبَ بشكل متماثل حول المستوي العمودي لرؤيةِ الطيارَ الأماميةَ. كُلّ عدادات منظومة القدرة المطلوبةِ تُجمّعُ بشكل ملائم على لوحة العدادات و بإسلوبِ يمكن افراد الطاقم من رؤيتها بوضوح. في الطائرات ذات المحركات المتعددة, يجب ان توضع عدادات القدرة بصورة متماثلة حتي تزيل اللبس في القراءة.

10. تصنيف عدادات الطائرات Classification of A/C instruments 10 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT تصنيف عدادات الطائرات حسب التطبيق و الاستخدام حسب طريقة العمل حسب الوظيفة عدادات منظومة القدرة عدادات الطيران والملاحة عدادات المنظومة عدادات كبسولات الضغط (الارتفاع) عدادات كبسولات الضغط البارومترية (معدل الارتفاع) العدادات الجيروسكوبية العدادات الكهربية البوصلات المغنطيسية العدادات الميكانيكية العدادات الضوئية عدادات ووحدات معدات التحكم الالكترونية العدادات المركبة عدادات الطيران والملاحة عدادات المحرك عدادات الهيكل معدات الارتفاعات العالية والأكسجين عدادات منظومة الهيدروليك والهواء عدادات موقع أسطح التحكم

11. المتطلبات الواجب توافرها في عدادات الطائرات 11 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT حجم مناسب واقل وزن ممكن Suitable size of instrument and minimum weight . لها دقة عالية وحساسية عالية High accuracy and sensitivity . تكون ذات حساسية قليلة للتسارع , الاهتزازات , الضغط , وتغير درجة الحرارة Less sensitivity to disturbing vibration ,acceleration, pressures , and temperature variation. . واضحة وسهلة القراءة (بالنهار والليل ) very clear and easy to read (day and night) . معدل استهلاك قدرة قليل minimum power consumption . اقل تاثرا بالموجات الراديوية minimum sense to radio . سهلة التجمبع والصيانة possible and easy assembly and maintenance . ذات اعتمادية عالية high reliable( minimum number of failure during operation ) . تكلفة معقولة .

12. عناصر واليات العداد 12 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT مِنْ وجهةِ نظر تشغيل عدادات الطائرات، يمكن اعتبار ان للعداد العناصر الاساسية التالية: عنصر الاكتشاف (العنصر الحساس) (sensor element)Detecting element : يقوم باكتشاف التغير في الكمية الفيزيائية المسلطة عليه. عنصر القياس (المحول) measuring element (transducer) : يقوم بتحويل التغير في الكمية الفيزيائية الي ازاحة خطية او دائرية. عنصر الربط (الناقل) coupling element (transmission) : يعمل علي تكبير ونقل الازاحة الميكانيكية. المبين indicating element : يعرض القيمة المقاسة measured والمرسله بواسطة عنصر الربط بموقع نسبي للمؤشر pointer بالنسبة لتدريج scale . الشكل التالي يوضح العلاقة وطريق الربط بين هذه العناصر الاساسية.

13. عناصر واليات العداد 13 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT

14. شاشات ولوحة وطريقة تثبيت العدادات 14 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT طرق عرض البيانات في كابينة الطائرات هي: كمية quantitative : بهذه الطريقة يتم عرض قيمة القيمة المقاسة بكمية عددية, وبواسطة مؤشر او دليل علي التدريج. التدريج الدائري circular scale ايضاً يسمي تدريج الساعة clock scale . التدريج المستقيم straight scale . تدريج رقمي digital او عداد counter . نوعية qualitative : بهذه الطريقة يتم عرض القيمة المقاسة بواسطة رموز او صور.

15. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 15 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT التدريج الدائري circular scale : من اقدم انواع عرض البيانات كمياً, الشكل التالي يوضح هذه الطريقة

16. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 16 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT التدريج الدائري circular scale : Linear and nonlinear scales. (a) Linear; (b) square-law; (c) logarithmic.

17. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 17 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT التدريج الدائري circular scale : High-range long scale displays. Concentric scales; fined and rotating scales; common scale, triple pointers; split pointer

18. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 18 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT التدريج المستقيم straight scale

19. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 19 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT العرض الرقمي Digital Displays

20. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 20 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT عرض البيانات ثنائي المؤشر Dual-Indicator Displays

21. عرض البيانات كمياً Quantitative Displays 21 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT شاشات العرض الملونة Coloured Displays العلامة التعريف خط شعاعي احمر RED radial line الحدود الدنيا والقصوي Maximum and minimum limits قوس اصفر YELLOW arc مديات الاقلاع و السلامة Take-off and precautionary ranges قوس اخضر GREEN arc مدي التشغيل الطبيعي Normal operating range قوس احمر RED arc المدي الممنوع الاشتغال فية Range in which operation is prohibited

22. الطريقه النوعية Qualitative Displays 22 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT

23. الطريقه النوعية Qualitative Displays 23 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT

24. الطريقه النوعية Qualitative Displays 24 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT شاشة الراس Head-up display

25. الطريقه النوعية Qualitative Displays 25 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT شاشة العرض الالكترونية Glass cockpit

26. الطريقه النوعية Qualitative Displays 26 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT شاشة العرض الالكترونية Glass cockpit

27. تجميع العدادات Instruments Grouping 27 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT عدادات الطيران Flight Instruments Basic six

28. تجميع العدادات Instruments Grouping 28 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT عدادات الطيران Flight Instruments Basic T

29. تجميع العدادات Instruments Grouping 29 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT عدادات منظومة القدرة Power-Plan t Instruments

30. 30 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT تصميم الطائرات الحديثة قلل كثيرا من الفشل الميكانيكي (الحوادث الناتجة عن الاعطال الميكانيكية) هذا ومن الناحية الاخري ادي الي زيادة نسبة الحوادث الناتجة عن الاخطاء البشرية, حيث انه تم رصد ان اكثر من 80% من الحوادث ناتجة عن هذه الاخطاء.

31. THANK YOU ANY QUESTION??! 31 Elkhidir – A/C-INSTRUMENT