BR102016004891A2 - sonda de dados aéreos - Google Patents
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Abstract
uma sonda de dados aéreos tem um tubo de pitot com uma válvula em uma extremidade frontal que define uma passagem de fluxo interna. a passagem de fluxo interna diminui na área de secção transversal até chegar a um acanalamento. a passagem de fluxo interna tem seções transversais que geralmente são cilíndricas e tem também seções de material removido. outra modalidade apresenta formatos únicos.
Description
“SONDA DE DADOS AÉREOS” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[001] Este pedido refere-se a uma sonda de dados aéreos usados em aplicações de aeronave onde seu desempenho é melhorado durante determinadas condições de uma aeronave associada.
[002] As aeronaves modernas estão se tomando mais sofisticadas e exigem informações precisas. Os controles das aeronaves modernas precisam saber a velocidade do ar com precisão. Como parte da determinação da velocidade do ar, uma sonda de dados aéreos é muitas vezes montada em um local do corpo da aeronave.
[003] As ondas de dados do ar aspiram ar e avaliam esse ar para determinar a velocidade do ar e outros parâmetros (como exemplos, altitude, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral de uma aeronave transportando a sonda, etc.).
[004] Os requisitos para tais sondas de dados aéreos são um desafio, sobretudo quando usadas em ambientes que incluem cristais de gelo. Ademais, quando uma aeronave associada está operando a um ângulo pronunciado de ataque, a recirculação de ar e a separação das camadas limítrofes podem incorrer na abertura ou na válvula da sonda de dados aéreos. Para que a sonda de dados aéreos proporcione informações precisas, os requerimentos de recuperação de pressão total permanecem inalterados e, portanto, a recirculação de ar e a separação da camada limítrofe apresenta desafios.
[005] A sonda de dados aéreos inclui, normalmente, um tubo de Pitot, o qual proporciona a válvula para o recebimento do ar. Os desafios supramencionados, quanto à recirculação e a separação da cada limítrofe, ocorrem em adjacência à válvula do tubo de Pitot.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[006] Uma sonda de dados aéreos tem um tubo de Pitot com uma válvula em uma extremidade frontal que define uma passagem de fluxo interna. A passagem de fluxo interna diminui na área de secção transversal até chegar a um acanalamento. A passagem de fluxo interna tem seções transversais que geralmente são cilíndricas e tem também seções de material removido. Outra modalidade apresenta formatos únicos.
[007] Estas e outras características podem ser melhor compreendidas a partir das seguintes figuras e especificações.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[008] A Figura IA mostra uma sonda de dados de ar existentes montada em uma aeronave.
[009] A Figura 1B mostra um desafio operacional com as sondas de dados aéreos existentes.
[0010] A Figura 2A mostra uma primeira modalidade.
[0011] A Figura 2B é uma outra vista da primeira modalidade.
[0012] A Figura 2C ilustra uma vantagem operacional da modalidade da Figura 2A.
[0013] A Figura 3A mostra uma segunda modalidade.
[0014] A Figura 3B é uma vista em corte transversal através da segunda modalidade.
[0015] A Figura 4 mostra uma terceira modalidade.
[0016] A Figura 5 mostra uma quarta modalidade.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0017] A Figura IA mostra de maneira esquemática um corpo de aeronave 20. Uma sonda de dados de ar 22 é montada no corpo de aeronave 20. A sonda de dados de ar 22 tem uma válvula 24 em um tubo de Pitot 21 em uma extremidade frontal. A válvula 24 coleta a amostra de uma porção de ar W quando a aeronave se move pelo ar. O ar coletado se moverá por uma abertura 28 em uma via 26 e até uma válvula de pressão 30. A válvula de pressão 30 é mostrada em comunicação com um controle 31.0 controle 31 traduz a pressão coletada em uma velocidade do ar do corpo de aeronave 20. Além disso, uma derivação de pressão estática 32 é utilizada e se comunica com o controle 31. Um furo 33 fornece uma derivação para comunicar ar para a válvula de pressão estática 32. Visto que a sonda de dados aéreos 22 pode ser usada em ambientes com gelo, elementos de aquecimento 36 são fornecidos. Uma conexão de aquecedor elétrico 38 se comunica com o controle 31 e fornece energia elétrica para o elemento de aquecimento 36.
[0018] Como mostrado na Figura 1B, a sonda de dados aéreos existente 22 possui a válvula 24 que vai de uma extremidade mais periférica 42 para dentro, até um acanalamento 40. Conforme mostrado, a sonda de dados aéreos 22 se encontra em um ângulo que é relativamente pronunciado em comparação ao percurso de voo. Em tal operação, um ângulo pronunciado de ataque, o ar que ingressa na válvula 24 pode ter uma região de recirculação 44. Há também a separação de camada limítrofe. Quando isto ocorre, toma-se mais difícil a obtenção de uma pressão total aceitável.
[0019] A Figura 2A mostra uma modalidade 46 em que a válvula 47 se estende de uma extremidade externa 48 para dentro, até um acanalamento 50. Uma pluralidade de orifícios de purga 52 se estende através de um corpo da sonda de dados aéreos 46 a partir de uma saída 54 em uma superfície periférica externa até uma entrada 56 em uma superfície interna 57. A superfície interna 57 da sonda de dados de ar 46 estende-se a partir da extremidade externa 48 a um ângulo que diminui a área da seção transversal de uma passagem de fluxo interna na medida em que ela se move para dentro até chegar ao acanalamento 50. O orifício de purga 52 tem uma entrada 56 à montante do acanalamento 50.
[0020] A Figura 2B é uma vista que mostra uma pluralidade de orifícios de purga 52. A quantidade, o tamanho e a localização dos orifícios de purga 52 podem ser selecionados para uma operação específica em um ambiente particular.
[0021] A Figura 2C mostra o funcionamento da sonda de dados aéreos 46. O ar que entra pelos orifícios de purga 52 deixa a passagem de fluxo interna, eliminando a recirculação e a separação de camada limítrofe ilustradas na Figura 1B. Conforme mostrado, existe agora um fluxo uniforme.
[0022] A Figura 3A mostra uma modalidade 60, em que a válvula 62 tem uma extremidade frontal 66 com uma fenda estriada com uma porção circunferencialmente fina 64 que conduz até uma abertura circunferencialmente alargada 68. Outras áreas 70 da válvula 62 não possuem as fendas 64/68.
[0023] Tal como mostrado na Figura 3B, existem fendas 64/68 em lados opostos com porções intermediárias geralmente cilíndricas 70. Notavelmente, as fendas 64/68 terminal no acanalamento 72.
[0024] As fendas 64/68 ajudam a trazer o ar para dentro e reduzir a recirculação e a separação de camada limítrofe, semelhante à modalidade da Figura 2A-2C.
[0025] Genericamente, pode-se afirmar que as modalidades das Figuras 2A-2C e 3A, 3B removeram o material para ajudar no fornecimento de pressão de ar adicional.
[0026] Pode-se afirmar que as modalidades das Figuras 2A-2C e as Figuras 3A/3B têm um tubo de Pitot com uma válvula em uma extremidade frontal e definem uma passagem de fluxo interna. A passagem de fluxo interna diminui na área de seção transversal até chegar a um acanalamento. A passagem de fluxo interna possui seções transversais que geralmente são cilíndricas, além de ter seções de material removido (orifícios de purga 52 ou fendas 64/68).
[0027] A Figura 4B mostra ainda outra modalidade 74. A modalidade 74 pode ser vista como uma sonda de dados aéreos com "nariz longo". Um nariz 76 é fornecido com um diâmetro relativamente pequeno di. O diâmetro di estende-se através de um nariz longo que é geralmente linear ou ligeiramente afunilado em uma distância d2. Em uma área alargada 78, o diâmetro começa a aumentar para fornecer espaço para receber um elemento de aquecimento 80. A área 78 é alargada em um diâmetro d3. Um orifício de purga 82 pode ser incorporado de forma semelhante 'sa modalidades da Figura 2A-2C.
[0028] Nas modalidades, há relação entre a razão de d3/ di para d2. A quantidade de d3 é controlada pelas características físicas do tubo de sonda e do elemento de aquecimento 80. A quantidade de di é controlada por condições ambientais em que é necessário que a sonda opere.
[0029] A razão de di para d3 identifica há quanto tempo d2 deve levar. O requerente descobriu uma constante que está associada à relação entre as três quantidades. Assim, aplica-se a seguinte relação de preferência: (d,/d3)*l,26=d2 [0030] A constante 1,26 nesta equação é o que é determinado por uma sonda de Pitot padrão semelhante à mostrada nas figuras deste pedido de patente. As três quantidades geralmente atendem a essa relação em uma modalidade divulgada. O termo "geralmente", como usado neste contexto, deve significar +/1 cinco por cento (5%) de 1,26.
[0031] O nariz de comprimento longo 76 combina a abertura de diâmetro pequeno 75 para aumentar a operação da sonda de dados aéreos 74.
[0032] A Figura 5 mostra ainda outra modalidade 84. Um orifício de purga 88 também é mostrado.
[0033] Uma extremidade externa da sonda 84 tem uma superfície externa lisa 85 em uma porção de sua circunferência externa e uma porção saliente que se estende para fora da superfície plana e então é incorporada para dentro, de modo que a porção saliente forneça uma porção de diâmetro externa ainda mais espaçada em relação à porção lisa, tanto para as porções mais à frente 87 quanto traseira 89 da porção saliente.
[0034] Além disso, a sonda de dados aéreos 84 com uma porção saliente 86 fornece um dispositivo de teste valioso. A porção saliente 86 pode ser girada em tomo de um eixo da sonda de dados aéreos em vários ângulos. A recuperação total de pressão pode ser verificada em cada uma e em comparação a outras para determinar pontos de pressão baixa e alta.
[0035] Embora tenha sido divulgada uma modalidade desta invenção, um trabalhador ordinariamente versado nesta técnica reconhecería que certas modificações estariam dentro do escopo desta invenção. Por essa razão, as seguintes reivindicações devem ser estudadas para determinar o verdadeiro escopo e teor desta invenção.
REIVINDICAÇÕES
Claims (15)
1. Sonda de dados aéreos, caracterizada pelo fato de compreender: um tubo de Pitot com uma válvula com uma extremidade frontal, e que define uma passagem de fluxo interna, a passagem de fluxo interna diminuindo na área de seção transversal até chegar ao acanalamento; e tendo a referida passagem de fluxo interna seções transversais que geralmente são cilíndricas e tendo também seções de material removido.
2. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tais seções de material removido incluem ao menos um orifício de purga que se estende desde uma periferia externa desse tubo de Pitot para colocar o ar em comunicação com a referida passagem de fluxo.
3. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma entrada do referido pelo menos um orifício de purga fica à montante do referido acanalamento.
4. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que há uma pluralidade do referido pelo menos um orifício de purga.
5. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tal material removido inclui pelo menos uma fenda, com as referidas seções geralmente cilíndricas espaçadas circunferencialmente entre as referidas fendas.
6. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a referida pelo menos uma fenda tem uma porção relativamente circunferencialmente fina em adjacência à extremidade frontal do referido tubo de Pitot e porções relativamente circunferencialmente alargadas à jusante da referida porção relativamente fina.
7. Sonda de dados aéreos, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que há uma pluralidade da referida pelo menos uma fenda.
8. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a referida pelo menos uma fenda termina no acanalamento referido.
9. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as referidas porções removidas terminam no acanalamento referido.
10. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido tubo de Pitot é fornecido com uma porção do nariz relativamente longo de diâmetro relativamente pequeno conduzindo a uma porção alargada e elementos de aquecimento elétrico recebidos nessa referida porção alargada.
11. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que se aplica, em geral, a seguinte relação: (dl/d3)*l,26=d2; em que di é um diâmetro da referida porção de nariz relativamente longo, do é um comprimento da referida porção de nariz relativamente longo e d3 é um diâmetro da referida porção alargada.
12. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma extremidade externa do referido tubo de Pitot com uma superfície relativamente plana em uma porção de uma circunferência externa e uma porção saliente que se estende para fora da referida superfície relativamente plana e sendo incorporada para dentro, de modo que a referida porção saliente forneça uma porção de diâmetro externa ainda mais espaçada da referida porção relativamente plana do que as porções mais para trás e mais para frente da referida porção saliente.
13. Sonda de dados aéreos caracterizada pelo fato de compreender: um tubo de Pitot com uma extremidade externa com uma válvula para coletar ar; e uma extremidade externa do referido tubo de Pitot com uma superfície externa relativamente plana em uma porção de sua circunferência externa e uma porção saliente que se estende para fora da referida superfície plana e em seguida sendo incorporada para dentro, de modo que a referida porção saliente forneça uma porção de diâmetro externa espaçada ainda mais da referida porção plana do que as porções para dentro e para fora da referida porção saliente.
14. Sonda de dados aéreos caracterizada pelo fato de compreender: um tubo de Pitot com uma extremidade externa fornecendo uma válvula para coletar ar; e o referido tubo de Pitot é fornecido com uma porção de nariz relativamente longo de diâmetro relativamente pequeno que conduz a uma porção alargada e elementos de aquecimento elétrico recebidos no interior da referida porção alargada.
15. Sonda de dados aéreos de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que se aplica, em geral, a seguinte relação: (dl/d3)*l,26=d2; em que di é um diâmetro da referida porção de nariz relativamente longo, d2 é um comprimento da referida porção de nariz relativamente longo e d3 é um diâmetro da referida porção alargada.
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