CN103076257B - 一种伴飞型大气密度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于临近空间环境、大气密度测量、气动参数辨识装置，具体涉及一种伴飞型大气密度测量装置。它包括骨架，在骨架内加钣金加固用来固定内部设备，骨架的端头处依次固定安装有电源、三向过载传感器、中央处理单元和GPS雷达一体机，骨架外套装有天线，天线与GPS雷达一体机之间具有一定的间隙。本发明的优点是，伴飞式大气密度测量系统作为一种能够跟随再入飞行器的飞行航迹进行大气密度测量的手段，成本较低，简单可靠，能够满足气动参数辨识的测量需求，同时，本发明独立于再入飞行器进行设计，因而不会不增加再入飞行器的总体设计难度。

Description

一种伴飞型大气密度测量装置
技术领域
本发明属于临近空间环境、大气密度测量、气动参数辨识装置，具体涉及一种伴飞型大气密度测量装置。
背景技术
为了确保飞行试验获得较高气动参数辨识精度，需要对再入飞行器经过的空域进行大气密度精确测量。
目前，大气密度探测手段主要有：探空气球、中频雷达、激光雷达、气象卫星、探空火箭、嵌入式大气数据系统(FADS)等，尚未见伴飞型大气密度测量系统相关公开报道。
已有的大气密度探测手段分别存在如下不足：
(1)对于高超声速飞行，嵌入式大气数据系统(FADS)需要进行高难度的防隔热设计。
(2)气象卫星探测高度为20-100km，但成本高。
(3)探空气球只能测量低空(约0～30km)大气密度。
(4)中频雷达只能探测高空(约60～100km)大气密度。
(5)激光雷达受到低空气象条件限制，云层较厚时无法有效工作。
(6)气象火箭能够测量中、低空(0～60km)大气密度。
综合分析以上大气密度测量手段，其中FADS增加了气动辨识再入飞行器的总体设计难度，气象卫星成本高，而其他测量手段均无法跟随再入飞行器的飞行轨迹进行测量，存在空间和时间尺度上的测量误差，难以剔除。
发明内容
本发明的目的是，能够测量再入飞行器航迹上的大气密度数据，且成本相对较低的系统，弥补上述多种大气密度探测手段的不足，满足工程需求。
本发明是这样实现的，一种伴飞型大气密度测量装置，它包括骨架，在骨架内加钣金加固用来固定内部设备，骨架的端头处依次固定安装有电源、三向过载传感器、中央处理单元和GPS雷达一体机，骨架外套装有天线，天线与GPS雷达一体机之间具有一定的间隙。
所述的骨架采用球锥体气动构形。
所述的骨架端头采用抗高温防隔热材料。
本发明的优点是，伴飞式大气密度测量系统作为一种能够跟随再入飞行器的飞行航迹进行大气密度测量的手段，成本较低，简单可靠，能够满足气动参数辨识的测量需求，同时，本发明独立于再入飞行器进行设计，因而不会不增加再入飞行器的总体设计难度。
附图说明
图1为本发明所提供的一种伴飞型大气密度测量装置示意图。
图中，1天线，2GPS雷达一体机，3电源，4三向过载传感器，5中央处理单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种伴飞型大气密度测量装置它包括球锥体气动构形的铝合金骨架，在铝合金骨架内加钣金加固用来固定内部设备。铝合金骨架的端头处依次固定安装有电源3、三向过载传感器4、中央处理单元5和GPS雷达一体机2，铝合金骨架外套装有天线1，天线1与GPS雷达一体机2之间具有一定的间隙。
端头材料为低烧蚀碳/碳，剩余外表面覆盖15mm高硅氧缝编毡/酚醛等进行防隔热处理。铝合金骨架内靠近端头处安装内部设备，端头附近增加高密度材料配重，确保系统具有较高的静稳定度，能够保证系统能够在无控状态下稳定飞行。
三向过载传感器测量伴飞过程中系统受到的过载，通过矢量加和，求解轴向力过载系数，剔除安装角度误差。GPS/雷达一体机，通过应答方式和GPS测量系统的位置和速度数据，并实时传输到地面指控中心。中央处理单元，对弹上设备进行控制和数据初步编排处理、发送。天线，供系统无线通信设备与地面指控中心通讯使用。长效开关电源在整个伴飞过程中对三向过载传感器、数据处理单元，以及GPS/雷达一体机稳定供电。
工作方式：本系统与运载器采用机械连接，当再入飞行器与运载器分离后，本系统与运载器分离，系统内部设备开始工作，数据实时传输给地面指控中心。

Claims (2)

1.一种伴飞型大气密度测量装置，其特征在于：它包括骨架，所述的骨架采用球锥体气动构形，在骨架内加钣金加固用来固定内部设备，骨架的端头处依次固定安装有电源(3)、三向过载传感器(4)、中央处理单元(5)和GPS雷达一体机(2)，骨架外套装有天线(1)，天线(1)与GPS雷达一体机(2)之间具有一定的间隙。
2.如权利要求1所述的一种伴飞型大气密度测量装置，其特征在于：所述的骨架端头采用抗高温防隔热材料。
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