CN106586007A - 便于快速替换的多部分空中数据探针组件 - Google Patents
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Abstract
便于快速替换的多部分空中数据探针组件。提供了一种便于快速替换的多部分空中数据探针传感器组件。在一个实施例中，一种空中数据探针传感器组件包括安装板接口，所述安装板接口包括被配置成与飞行器的电线配合的至少一个安装板电连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的至少一个安装板气动连接器；以及可拆卸传感器主体，其具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器；以及机械密封，其被提供在安装板接口和可拆卸传感器主体之间，其中机械密封由阻水材料构成。
Description
背景技术
在常规系统中，空中数据探针(air data probe)是单个实体，其包括附着到飞行器的传感器主体。当空气探针的传感器主体被致使有缺陷时，这些空中数据探针需要被替换。当前，替换程序包括将整体组件从飞行器蒙皮(aircraft skin)上拆卸并安装新的数据探针。去除过程包括使填缝的密封剂变松、刮除残留粘合剂、使电线和气动管道断开连接，并且去除空中数据探针。飞行器蒙皮然后需要准备安装新的空中数据探针。电线和气动管道被连接到新的探针组件，探针组件被机械地附着到飞行器蒙皮，密封剂、油漆和填充物被施加到接合接口，并且通过在探针组件和飞行器之间提供密封来填充剩余的间隙。
此类替换程序可能是耗时的，因为填缝密封剂的固化所耗费的时间量。密封剂的固化时间在不利条件(例如极冷的天气)下可能是非常慢的，并且导致飞行器可以被释放以飞行之前的相当长的停机时间(downtime)。在一些极端实例中，替换过程可以花费高达八个小时。
因为上述原因并且因为下述的其它原因，在阅读和理解本说明书时对于本领域技术人员将变得显然的是，本行业中存在对用于替换空中数据探针的传感器主体的改进的系统和方法的需要。
发明内容
在一个实施例中，空中数据探针传感器组件包括安装板接口，所述安装板接口包括被配置成与飞行器的电线配合的至少一个安装板电连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的至少一个安装板气动连接器；以及可拆卸的传感器主体，其具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器；以及在安装板接口和可拆卸传感器主体之间提供的机械密封，其中该机械密封由阻水材料构成。
附图说明
应理解的是，附图仅仅描绘了示例性实施例，并且因此不被认为是对范围的限制，示例性实施例将通过使用附图以另外的特征和细节被描述，其中：
图1A是空中数据探针组件的图，包括本公开的一个实施例的安装板接口和传感器主体；
图1B是当被附着到飞行器时的用于本公开的一个实施例的空中数据探针组件的截面图；
图1C是用于本公开的一个实施例的空中数据探针组件的安装板接口中包括的凹部的透视图；
图2A是用于本公开的一个实施例的空中数据探针组件中包括的安装板接口的视图；
图2B是本公开的一个实施例的空中数据探针组件中包括的传感器主体的顶视图；以及
图3描述了提供本公开的一个实施例的空中数据探针组件的方法。
根据惯例，各种被描述的特征未按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例相关的特定特征。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考形成本文一部分的附图，并且其中作为例证来示出特定的说明性实施例。然而，应理解的是，可以利用其它实施例，并且可以作出逻辑、机械和电气改变。此外，在附图和说明书中提出的方法不被解释为限制其中单个步骤可以被执行的顺序。因此，下面的详细描述不应以限制性的意义来理解。
本公开的实施例通过实现多部分空中数据探针组件解决了以及时的方式替换有缺陷的传感器主体的需要。特别地，自密封接口被集成在空中数据探针组件的安装板内以用于便于传感器主体的快速去除和替换。空中数据探针一般地在飞行器外部被安装到飞行器蒙皮上。
如本文所述的多部分空中数据组件的实现能够以显著减少的停机时间来高效替换空中数据探针组件，同时保持空中数据探针传感器主体的功能能力。特别地，本文描述的空中数据探针组件包括固定地附着到飞行器机身的安装板接口。此安装板接口可以被密封到飞行器机身，并且不需要在替换传感器主体期间被去除。安装板接口主要负责在飞行器和传感器主体之间提供连接。因此，安装板接口不需要像传感器主体那样被频繁替换，并且便于传感器主体的快速替换。此外，因为安装板接口可以被设计成以与常规空中数据探针系统类似的方式被连接到飞行器，所以可以将此空中数据探针组件设计应用到现有飞行器。
图1A是将要安装到飞行器蒙皮150的空中数据探针组件100的示例的透视图。飞行器蒙皮150一般是覆盖飞行器的外部壳体。如图1A中所示，空中数据探针组件100包括可以被固定地附着到飞行器蒙皮150的安装板接口125和可拆卸传感器主体121。飞行器的电线133和(多个)气动管道132经由安装板接口125被连接到探针组件100。安装板接口125包括至少一个电连接器133b(如图1C中所示)以将生成的功率通过电线133传输到传感器主体121。安装板接口125还包括至少一个气动管道连接器132b(如图1C中所示)，以将飞行器的(多个)气动管道132连接到传感器主体121。
安装板接口125具有至少两侧，可以附着到飞行器蒙皮150的第一侧162和面对传感器主体121的第一侧162反面的第二侧161。如图1A中所示，在一个示例中，安装板接口125进一步包括凹部140。凹部140在图1B中被进一步详细地解释。如在图1C中看到的，电连接器133b被包括在凹部140中并与包括在传感器主体121中的电连接器133c耦合，以提供从飞行器到传感器主体121的电连接。气动连接器132b被包括在凹部140中并与传感器主体121的气动管道连接器133c耦合，以将飞行器的(多个)气动管道133连接到传感器主体121。
在一个示例中，第一电连接器133a被安装在飞行器蒙皮150上，安装板接口125包括至少一个第二电连接器133b(参见图1C)，且传感器主体121包括第三电连接器133c。可使用多个电连接器将飞行器的电线133连接到传感器主体121。在此示例中，将由飞行器的电线生成的功率经由在飞行器蒙皮150上包括的第一电连接器133a传输到安装板接口125，所述第一电连接器133a被连接到在安装板接口125中包括的第二电连接器133b。功率经由包括在传感器主体121中的与电连接器133b耦合的第三电连接器133c被传输到传感器主体121。如图1C中所示，电连接器133b可以具有两个接口：将电连接器133b与电连接器133c耦合的第一接口182，以及将电连接器133b与电连接器133a耦合的第二接口183。
飞行器的气动管道132也经由安装板接口125被连接到探针组件100。在一个示例中，飞行器的气动管道132可以被直接连接到在安装板接口125中包括的第一气动管道连接器132b。在此类示例中，第一气动管道连接器132b然后与在传感器主体121中包括的第二气动管道连接器132c耦合以将飞行器的气动管道连接到传感器主体121。替换地，飞行器的(多个)气动管道通过将第三气动管道连接器132a(连接器132a附着到飞行器蒙皮)耦合到第一气动连接器132b来连接到安装板接口125。第一气动管道连接器132b与第二气动管道连接器133c耦合以将飞行器的(多个)气动管道132连接到传感器主体121。
图1B是在探针组件100已经被安装到飞行器上之后的示例探针组件100的截面图。如图1B中所示，安装板接口125被密封到飞行器蒙皮150上。在一个实施方式中，在飞行器的(多个)气动管道以及(多个)电线被连接到安装板接口125之后，安装板接口125可以利用紧固件(例如，诸如螺纹紧固件)被机械地附着到飞行器蒙皮150。在附着安装板接口125之后，在安装板接口125和飞行器蒙皮150之间保留的任何间隙130被密封，以防止污染和从外部大气到飞行器中的泄露。在一个实施方式中，使用填缝密封来密封间隙。在另一个实施方式中，还可以应用其它填充物、油漆或其组合以使过渡平滑(smoothout)并填充接口间隙130。
图1B进一步描述了附着到安装板接口125的传感器主体121。在图1B中示出的示例中，传感器主体121被安装到在安装板接口125内限定的凹部140中。如图1B中所示，传感器主体121的表面167被附着到安装板接口125的凹部140中的表面165。凹部140被修整(tailor)以与传感器主体121的尺寸相一致。凹部140允许传感器主体121被附着到与飞行器蒙皮150的外表面151对准的安装板接口125，并消除在替换传感器主体121之后对涂漆的需要。
在图1B中所示的示例中，传感器主体121通过使用螺栓141将其夹持而被附着到安装板接口。在其它实施方式中，传感器主体121可以通过使用螺栓、紧固件、其它螺纹连接或者那些中的任何的组合而被附着到安装板接口125。在又一实施方式中，安装板接口125包括在接口中的狭缝以用于传感器主体121安装到其中。
如图1B中所示，空中数据探针组件100进一步包括在安装板接口125和传感器主体121之间提供的机械密封145。机械密封145防止污染以及从外部大气到飞行器中的泄露。机械密封145由阻水材料(例如，硅、橡胶等)构成。因此，当空中数据探针100发生故障时，传感器主体121可以被容易地从安装板接口125拆卸，而不要求去除可以被施加来将安装板接口125密封到飞行器蒙皮150的填缝密封剂、油漆和填充物。因此，此类替换过程不要求再次应用密封剂以及残留粘合剂的刮除。此外，一旦传感器主体被从安装板接口拆卸，则电气和气动连接自动地随着传感器主体的去除而与传感器主体断开连接。因此，还从替换过程消除了使电线或者气动管道断开连接的单独步骤。
图2A是从传感器对接侧的探针组件100的一个实施例中包括的示例安装板接口225的视图。如上所述，安装板接口225的传感器对接侧是面对传感器主体的侧。安装板接口225包括了凹入接口240，其包括至少一个电连接器233b以及至少一个气动管道连接器232b。在一个示例中，安装板接口225进一步包括被用来定位组件相对于飞行器的位置和旋转的定位销248。销148被制造在安装板接口225上并且被夹持到飞行器蒙皮150上精确放置的孔147中，以被用于位置控制。
在一个示例中，通过直接将飞行器的电线133连接到安装板接口225来提供到电连接器233b的连接。替换地，通过将电连接器233b与在飞行器蒙皮150上包括的电连接器133a耦合来提供到电连接器233b的连接。在此类示例中，电连接器233b将具有两个接口：与在传感器主体中包括的电连接器133c配合的第一接口；以及与电连接器133a配合的相反侧上的第二接口。图2A的示例中所示的电连接器233b是阳(male)电连接器。因此，兼容的阴(female)电连接器被提供在传感器主体121上以与电连接器233b耦合，并且容易将飞行器的电线连接到传感器主体121。在其它示例中，可以在传感器主体121中提供阳连接器并且在安装板接口125中包括阴连接器。
通过直接将飞行器的(多个)气动管道连接到安装板接口225或者通过将气动管道连接器232b耦合到在飞行器蒙皮150上包括的气动管道连接器132a来提供到气动连接器232b的连接。气动管道连接器233b进一步与在传感器主体121上提供的兼容气动管道连接器耦合以将飞行器的(多个)气动管道连接到传感器主体121。
在图2A中所示的示例中，机械密封245被提供在安装板接口225上的凹部240中。机械密封245防止污染以及从外部大气到飞行器中的泄露。机械密封245由阻水材料构成，包括但不限于橡胶、硅等。此类机械密封不要求热密封剂(例如填缝密封剂)中需要的任何固化时间。在此示例中，在凹部240的周边处提供机械密封245。替换地，可以在传感器主体121上提供机械密封245。传感器主体121被附着到安装板接口225，使得机械密封245在传感器主体121和安装板接口225之间。在一些示例中，安装板接口225提供用来将传感器主体121固定到安装板接口225中的附着装置(例如，螺栓、紧固件、其它螺纹连接等)的孔242。
图2B是在探针组件100的一个实施例中包括的示例传感器主体221的透视图。传感器主体221包括至少一个电连接器233c和至少一个气动管道连接器232c。传感器主体221可进一步包括附着装置241，以将传感器主体221固定到安装板接口125中。附着装置可以包括螺栓、紧固件、其它螺纹连接或其组合。在一个示例中，在传感器主体221上提供机械密封，使得安装之后机械密封在传感器主体221和安装板接口225之间。
在一个实施方式中，传感器主体221可以被附着到图2A中所示的安装板接口225。在此类实施方式中，电连接器233c与安装板接口225的电连接器233b耦合，并且气动管道连接器232c与安装板接口225的气动管道连接器232b耦合。在传感器主体221和安装板接口225之间提供机械密封245。此外，安装板接口221的凹入接口240容纳传感器主体221的对接部分271。因此，出于功能或者美学的目的，不需要施加另外的化学密封。
在更多的此类实施方式中，通过利用(多个)螺纹连接241将传感器主体221附着到安装板接口225，其中(多个)螺纹连接241与孔242对准。当传感器主体225需要被替换时，通过旋开螺纹连接241而将传感器主体225从安装板接口221拆卸，而不要求去除可以被施加以将安装板接口125密封到飞行器蒙皮150的填缝密封剂、油漆和填充物。此外，当传感器主体221被去除时，电气和气动连接自动从传感器主体221断开连接。因此，还从替换过程中消除了使电线或者气动管道断开连接的单独步骤。
图3是图示出用于提供空中数据探针组件的示例方法300的流程图。对于某些实施例来说，图3的方法可以在空中数据探针组件或上述其元件的任何实施例中实现。
方法在方框302处开始，其中固定包括至少一个安装板电连接器和至少一个安装板气动连接器的安装板接口，所述安装板电连接器被配置成与飞行器的电线配合，所述安装板气动连接器被配置成与飞行器的气动管道配合。在一个示例中，固定安装板接口进一步包括使用密封剂、填充物、油漆或其组合将安装板接口密封到飞行器蒙皮。在一个示例中，固定安装板接口进一步包括在安装板接口内提供凹部，该凹部包括至少一个安装板电连接器和至少一个安装板气动连接器。
方法继续进行到方框304，其中将可拆卸传感器主体安装到安装板，该可拆卸传感器主体具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器。在该方法的一个示例中，将可拆卸传感器主体从安装板接口安装到安装板进一步包括将可拆卸传感器主体的连接器接口密封到安装板接口的凹入接口，其中机械密封在连接器接口和凹入接口之间。可以通过使用螺栓、紧固件和其它螺纹连接将可拆卸传感器主体夹持到安装板接口来提供可拆卸传感器主体。此方法的一个示例进一步包括使用可拆卸传感器主体来定位飞行器的位置和/或旋转，该可拆卸传感器主体可以利用(have access to)安装板中包括的定位销。
该方法继续进行到方框306，其中用机械密封来密封安装板接口和可拆卸传感器主体，其中机械密封由阻水材料构成。在一个示例中，方法300还包括进行电气和气动测试。在示例中，方法300在30分钟或更少内完成。
示例实施例
示例1包括空中数据探针传感器组件，其包括：安装板接口，所述安装板接口包括被配置成与飞行器的电线配合的至少一个安装板电连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的至少一个安装板气动连接器；以及可拆卸传感器主体，所述可拆卸传感器主体具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器；以及被提供在安装板接口和可拆卸传感器主体之间的机械密封，其中机械密封由阻水材料构成。
示例2包括示例1的组件，其中安装板接口进一步包括凹入接口，并且可拆卸传感器主体进一步包括被配置成与安装板接口的凹入接口配合的连接器接口，并且其中在凹入接口和连接器接口之间提供机械密封。
示例3包括示例1-2中的任何示例的组件，其中安装板接口被固定地附着到飞行器蒙皮，并且其中密封剂、填充物、油漆或其组合密封飞行器蒙皮和安装板接口之间的间隙。
示例4包括示例1-3中的任何示例的组件，其中使用螺拴将传感器主体附着到安装板接口。
示例5包括示例1-4中的任何示例的组件，其中安装板接口包括狭缝以用于传感器主体安装到其中。
示例6包括示例1-5中的任何示例的组件，其中至少一个安装板电连接器被配置成耦合到安装到飞行器的飞行器蒙皮上的电连接器。
示例7包括示例1-6中的任何示例的组件，其中至少一个安装板气动连接器被配置成耦合到被附着到飞行器的飞行器蒙皮的气动连接器。
示例8包括示例1-7中的任何示例的组件，其中安装板接口包括夹持飞行器的蒙皮的至少两个定位销以定位飞行器的位置，并且其中安装板接口进一步包括连接到传感器主体的位置接口。
示例9包括示例1-8中的任何示例的组件，其中飞行器的电线和气动管道被密封在安装板接口的腔体内。
示例10包括一种用于提供空中数据探针组件的方法，该方法包括：固定安装板接口，所述安装板接口包括被配置成与飞行器的电线配合的至少一个安装板电连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的至少一个安装板气动连接器；将可拆卸传感器主体安装到安装板，该可拆卸传感器主体具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器；以及用机械密封来将安装板接口密封到可拆卸传感器主体，其中机械密封由阻水材料构成。
示例11包括示例10的方法，其中将可拆卸传感器主体从安装板接口安装到安装板还包括使用螺栓、紧固件和其它螺纹连接来将可拆卸传感器主体夹持到安装板接口。
示例12包括示例10-11中的任何示例的方法，其中将可拆卸传感器主体安装到安装板进一步包括将可拆卸传感器主体的连接器接口密封到安装板接口的凹入接口，其中机械密封在连接器接口和凹入接口之间。
示例13包括示例10-12中的任何示例的方法，其中将可拆卸传感器主体安装到安装板进一步包括用螺栓将可拆卸传感器主体夹持到安装板接口中。
示例14包括示例10-13中的任何示例的方法，其中固定安装板接口进一步包括使用密封剂、填充物、油漆或其组合将安装板接口密封到飞行器蒙皮。
示例15包括示例10-14中的任何示例的方法，其中飞行器的电线和气动管道被密封在安装板接口的腔体内。
示例16包括示例10-15中的任何示例的方法，进一步包括使用可拆卸传感器主体定位飞行器的位置和/或旋转，该可拆卸传感器主体可以利用在安装板接口中包括的定位销。
示例17包括示例10-16中的任何示例的方法，其中提供空中数据探针组件在30分钟或更短内完成。
示例18包括示例10-17中的任何示例的方法，进一步包括进行电气和气动测试。
示例19包括一种空中数据探针传感器组件，其包括：包括凹部的安装板接口，其中安装板接口包括被配置成与飞行器的电线配合的第一连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的第二连接器；以及具有配置成与安装板接口的凹部配合的连接器接口的可拆卸传感器主体，传感器主体的连接器接口具有与安装板接口的第一连接器耦合的传感器电连接器，并且传感器主体的连接器接口进一步具有被耦合到安装板接口的第二连接器的传感器气动管道连接器；并且其中当可拆卸传感器主体被安装到安装板时，可拆卸传感器主体的传感器电连接器和可拆卸传感器主体的传感器气动连接器被定位在连接器接口表面上，该连接器接口被密封在安装板的凹部内。
示例20包括示例19的组件，其中使用密封剂、填充物、油漆或其组合来密封安装板接口。
尽管已经在本文示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员将认识到的是，被设计成实现相同目的的任何装置可以替代示出的特定实施例。因此，本文显然旨在仅通过权利要求及其等同物来限制本发明。
Claims (3)
1.一种空中数据探针传感器组件，包括：
安装板接口，包括被配置成与飞行器的电线配合的至少一个安装板电连接器和被配置成与飞行器的气动管道配合的至少一个安装板气动连接器；以及
可拆卸传感器主体，具有与至少一个安装板电连接器耦合的至少一个传感器电连接器和与至少一个安装板气动连接器耦合的至少一个传感器气动连接器；以及
机械密封，被提供在安装板接口和可拆卸传感器主体之间，其中机械密封由阻水材料构成。
2.权利要求1的组件，其中安装板接口还包括凹入接口，并且可拆卸传感器主体还包括被配置成与安装板接口的凹入接口配合的连接器接口，并且其中机械密封被提供在凹入接口和连接器接口之间。
3.权利要求1的组件，其中安装板接口被附着到飞行器蒙皮，并且其中密封剂、填充物、油漆或其组合密封飞行器蒙皮和安装板接口之间的间隙。
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