CN103698081A - L型差压式探头 - Google Patents

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张艳艳
陈文鋆
杜振宇
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Abstract

本发明属于大气数据测量的技术领域，具体涉及一种L型差压式探头，解决了传统的L型大气数据探头不能同时测量总压、攻角、马赫数等问题。L型差压式探头，为由探头部分和支撑部分构成的L型管体，探头部分头部为锥形结构，锥形结构斜面锥度为20°～40°，且端面上开有总压测量口，锥形结构锥面中心开上、下压力感受孔，上、下压力感受孔分别与管体内部的上、下压力管路连通。本发明具有如下有益效果：无活动部件，结构紧凑，管头较短，气动一致性好，利用攻角压力差测攻角消除了可动式测量装置在试图与气流方向保持一致时有关的质量所产生的问题，所有惯性效应得以消除、响应时间缩短，可靠性和感受精度较高，重复性误差小。

Description

L型差压式探头
技术领域
本发明属于大气数据测量的技术领域，具体涉及一种L型差压式探头。 
发明内容
攻角是飞行器飞行和全压、静压修正计算不可缺少的参数，传统的L形大气数据探头最多只能测量指示全压和指示静压，现有的攻角测量需要额外在飞行器合适位置安装风标式攻角探头。风标式攻角探头原理比较简单，利用高速气流对风标的夹持作用使其始终对准气流方向而测量攻角。由于轴承的存在，使得飞机在超机动飞行时的响应较慢，也不利于抗直接雷电设计，同时由于风标旋转的特性，使得其不利于隐身设计，另外，旋转风标式传感器存在大量的旋转结构，产品可靠性较低。 
发明内容
本发明为了解决传统的L形大气数据探头不能同时测量总压、攻角、马赫数等问题，提供给了一种L型差压式探头。 
本发明采用如下的技术方案实现： 
一种L型差压式探头，其为由探头部分和支撑部分构成的L型管体，探头部分头部为锥形结构，锥形结构斜面锥度为20°～40°，且端面上开有总压测量口，锥形结构锥面中心开上、下压力感受孔，上、下压力感受孔分别与管体内部的上、下压力管路连通。
探头部分采用镍基材料加工而成，支撑部分采用不锈钢材料线切割而成，两者通过氩弧焊接的方法熔焊成一体。 
优选的，探头部分锥形结构斜面锥度为30°。 
本发明通过在管体头部设计总压测量口和特定角度的斜面，斜面上设计上、下压力感受孔，感受总压、上压力、下压力，利用上下压力差与局部攻角的气动关系进行攻角的解算。 
本发明实现受感器感受的攻角压力系数CPα与飞机飞行中的局部攻角有良好的线性关系，满足攻角精确解算的要求。 
本发明具有如下有益效果：无活动部件，结构紧凑，管头较短，气动一致性好，利用攻角压力差测攻角消除了可动式测量装置在试图与气流方向保持一致时有关的质量所产生的问题，所有惯性效应得以消除、响应时间缩短，可靠性和感受精度较高，重复性误差小。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图， 
图2为本发明的攻角压力系数CPα与局部攻角关系曲线图，
图中：1-总压测量口，2-总压管路，3-上压力感受孔，4-下压力感受孔，5-上压力管路，6-下压力管路，7-探头部分，8-支撑部分。
具体实施方式
    结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。 
L型差压式探头，其为由探头部分和支撑部分构成的L型管体，探头部分头部为锥形结构，锥形结构斜面锥度为20°～40°，且端面上开有总压测量口，锥形结构锥面中心开上、下压力感受孔，上、下压力感受孔分别与管体内部的上、下压力管路连通。 
本发明探头部分斜面锥度在20°～40°可以满足攻角解算要求。避免锥度偏小时，攻角压力系数直线斜率较小，对攻角变化不敏感；以及锥度偏大时，攻角测量范围较小。管头斜面锥度优先选择30°。上下压力感受孔开在锥面中心，靠前或靠后均会有气流扰动，影响攻角测量，通过风洞试验验证该设计方案可以满足攻角解算要求。 
探头感受的压力直接参与攻角解算，因此外形的气动一致性直接影响攻角解算的精度。探头部分采用强度高的镍基材料数控机床加工而成，支撑部分采用强度高的不锈钢材料线切割而成，两者通过氩弧焊接的方法熔焊成一体，大大提高探头的强度和一致性，可以满足攻角精确解算的要求。 

Claims (3)

1.一种L型差压式探头，其特征在于其为由探头部分（7）和支撑部分（8）构成的L型管体，探头部分（7）头部为锥形结构，锥形结构斜面锥度为20°～40°，且端面上开有总压测量口（1），锥形结构锥面中心开上、下压力感受孔，上、下压力感受孔分别与管体内部的上、下压力管路连通。
2.根据权利要求1所述的L型差压式探头，其特征在于探头部分（7）采用镍基材料加工而成，支撑部分（8）采用不锈钢材料线切割而成，两者通过氩弧焊接的方法熔焊成一体。
3.根据权利要求1或2所述的L型差压式探头，其特征在于探头部分（7）锥形结构斜面锥度为30°。
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