CN110282140A - 一种飞机飞行姿态指示仪及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机飞行姿态指示仪及其制作方法，飞行姿态指示仪包括安装板、内球、外球、内横板以及侧滑指示器，内横板下表面设有磁针，内球由内上半球、内下半球以及两个半球之间的内横板互相扣合成一个整体。安装板中心设有一安装外球的圆形安装孔，外球包括外前半球和外后半球，外前半球和外后半球与安装板扣合成一个整体。外球内部装有水，内球漂浮在外球内部。侧滑指示器包括弧形管、钢球以及盖帽，弧形管内装满水，钢球设于弧形管内。制作方法包括内球、外球、安装板、侧滑指示器、内横板和磁针的制作，以及内球、外球、安装板、侧滑指示器的组合安装，本发明结构新颖，构思巧妙，能同时指示飞机在空中的航向角度、升降角度以及倾斜角度，侧滑指示、使用非常方便。

Description

一种飞机飞行姿态指示仪及其制作方法

技术领域

本发明涉及指示仪领域，特别是一种飞机飞行姿态指示仪及其制作方法。

背景技术

飞机在飞行过程中，飞行员需要实时了解飞机在空中的姿态信息和航行信息，这对飞机的安全飞行至关重要，传统的飞机姿态指示仪一般由陀螺仪、地平仪、转弯侧滑仪以及航向仪表等独立的仪器组成，制作成本较高，且每种仪器只能独立的显示出飞机的一种姿态，使用不方便。

发明内容

由于地平仪价格昂贵，民间自己制作的小飞机没有安装地平仪。为此，本发明提供一种飞机飞行姿态指示仪及其制作方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种飞机飞行姿态指示仪，包括安装板、内球、外球、内横板以及侧滑指示器，内横板为圆形板，内横板上下表面分别具有柱形安装凸台，内横板下表面设有磁针，磁针通过螺栓和螺母固定安装在内横板下表面，内球包括内上半球和内下半球，内上半球和内下半球通过安装凸台与内横板互相扣合成一个整体；安装板为矩形结构体，安装板中心设有一圆形安装孔，圆形安装口上设有柱形连接凸台，外球包括外前半球和外后半球，外前半球和外后半球通过柱形连接凸台与安装板扣合成一个整体；外球内部设有水，内球漂浮在外球内部且水平面与内横板持平；安装板下方设有一弧形安装槽，安装板四角处设有安装通孔；侧滑指示器包括弧形管、钢球以及盖帽；弧形管设于弧形安装槽内，钢球设于弧形管内，弧形管内装满水，盖帽为两个并分别盖合在弧形管两端的开口上。

进一步的，内上半球为蓝色有机玻璃材质，内下半球为棕色有机玻璃材质；所述外前半球为透明有机玻璃材质，外后半球为不透明有机玻璃材质；所述安装板为不透明蓝色有机玻璃材质；所述内横板为红色不透明有机玻璃材质。

进一步的，内下半球的底部中心处设有重垂体。

进一步的，内球的水平圆周上设有航向角度刻度线，所述外球的竖直圆周上设有升降角度刻度线，所述安装板的下方设有倾斜角度刻度线。

进一步的，外后半球上方设有注水孔。

进一步的，内上半球和内下半球与柱形安装凸台的扣合处以及外前半球和外后半球与柱形连接凸台的扣合处分别设有氯仿。

一种飞机飞行姿态指示仪的制作方法，包括以下步骤：

S1、外球制作：选取半球形透明有机玻璃作为外前半球，选取同样大小的半球形非透明有机玻璃作为外后半球，用玻璃打孔机在外后半球的上方加工出注水孔，然后分别在外前半球和外后半球的圆周上印刷升降角度刻度线；

S2、内球制作：选取蓝色半球形有机玻璃作为内上半球，选取同样大小的棕色半球形有机玻璃作为内下半球，然后分别在内上半球和内下半球的圆周上印刷航向角度刻度线；

S3、安装板制作：选取蓝色方形不透明有机玻璃作为安装板，用玻璃打孔机在安装板中心加工出安装孔和柱形连接凸台，安装板四角处加工出安装通孔，确保安装孔的直径等于外球的外径，柱形连接凸台的的高度等于外球的厚度，随后用玻璃切割机在安装板下方加工出弧度为30°的弧形安装槽，最后在安装板下方印刷倾斜角度刻度线；

S4、内横板和磁针制作：选取与内球外径相同的红色柱形非透明有机玻璃作为内横板，用玻璃切割机分别在内横板上下表面加工出柱形安装凸台，确保柱形安装凸台的直径等于内球的内径；随后用玻璃打孔机在内横板和磁针上加工出连接孔，最后用螺栓和螺帽将磁针固定安装在内横板下方；

S5、侧滑指示器制作：选取与弧形安装槽大小相同的的透明弧形管，选取直径略小于弧形管内径的钢珠放入弧形管内，并往弧形管内加水，随后用盖帽盖住弧形管的两端，并确保弧形管内没有空气；

S6、内球的重力测试：将重垂体放在内下半球的底部中心处，随后将内上半球和内下半球扣合在内横板上后把内球放入水中，观察水平面是否与内横板红线持平，如果水平面低于内横板高度，则放入更重的重垂体测试，直至水平面与内横板红线持平；

S7、内球与安装板的组合：将步骤S6中得到的重垂体粘接在内下板球的底部中心处，随后将内上半球和内下半球扣合在柱形安装凸台上，并在内上半球和内下半球与柱形安装凸台的扣合处用氯仿粘合；

S8、内球、外球以及侧滑指示器的组合：先将外前半球通过氯仿粘接在柱形连接凸台前侧，随后将步骤S7中与内横板组合的内球放入外前半球内，再将外后半球通过氯仿粘接在柱形连接凸台后侧，通过注水孔往外球里面注水，使水平面与内横板红线持平，用堵头堵住注水孔，最后将步骤S5中得到的侧滑指示器安装在弧形安装槽内，得到飞机姿态指示仪。

进一步的，步骤S1和S2中内球和外球的椭圆度≤0.5mm

进一步的，骤S1、S2以及S3中内上半球有机玻璃、外前半球透明有机玻璃以及安装板有机玻璃不得有划伤或雾状。

本发明的有益效果是：

本发明将在内横板上安装磁针，并将内横板与内球组合安装设于外球内部，外球粘接在安装板的安装孔内，外球内部注水且内部的水平面与安装板的红色线持平，内球的水平圆周上印刷航向角度刻度线，外球的竖直圆周上印刷升降角度刻度线，安装板下方印刷倾斜角度刻度线，内球漂浮在外球内部且内球的底部设有重垂体，磁针受地球磁力而在水平面发生转动，通过观察航向角度刻度线与外球上竖直刻度线的交点就能看到飞机的航向角度，当飞机低头或抬头的时候，由于内球漂浮在外球内部且内球底部中心处设有重垂体，内上半球和内下半球的轴线会始终垂直与水平面，通过观察外球上升降角度刻度线与安装板红色线的交点就能看到飞机低头或抬头的角度，同理，当飞机侧时，通过观察安装板红色线与安装板上倾斜角度刻度线的交点就能看到飞机的倾斜角度，本发明设计结构新型，构思巧妙，能同时指示处飞机在空中的航向角度、升降角度以及倾斜角度，使用非常方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明外球与安装孔的连接示意图；

图4为本发明内横板结构示意图；

图5为本发明侧滑指示器结构示意图；

图6为本发明实施例中飞机左倾10°航向正南的示意图；

图7为本发明实施例中飞机右倾20°航向正南的示意图；

图8为本发明实施例中飞机向上抬头15°的示意图；

图9为为发明实施例中飞机向下低头10°的示意图；

图10为本发明实施例中飞机水平飞行航向正南的示意图；

图11为本发明实施例中飞机水平飞行航向正南偏东20°的示意图。

图中，1-安装板，2-内球，3-外球，4-内横板，5-磁针，6-螺栓，7-螺母，8-弧形安装槽，9-安装通孔，10-弧形管，11-钢球，12-重垂体，13-注水孔，14-盖帽，101-安装孔，102-柱形连接凸台，201-内上半球，202-内下半球，301-外前半球，302-外后半球，401-柱形安装凸台。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例：

一种飞机飞行姿态指示仪，请参阅附图1和附图5所示，包括安装板1、内球2、外球3、内横板4以及侧滑指示器，内横板4为圆形板，内横板4上下表面分别具有柱形安装凸台401，内横板4下表面设有磁针5，磁针5通过螺栓6和螺母7固定安装在内横板4下表面，内球2包括内上半球201和内下半球202，内上半球201和内下半球202通过柱形安装凸台401与内横板4互相扣合成一个整体；设置柱形安装凸台401的目的在于让内上半球201和内下半球202能更方便的与内横板3扣合，安装板1为矩形结构体，安装板1中心设有一圆形安装孔101，安装孔101用于外球3的安装，圆形安装孔101上设有柱形连接凸台102，外球3包括外前半球301和外后半球302，外前半球301和外后半球302通过柱形连接凸台102与安装板1扣合成一个整体；设置柱形连接凸台102的目的在于让外上半球301和外下半球302能够更容易的扣合安装到安装孔101内，外球3内部设有水，内球2漂浮在外球3内部且水平面与内横板4持平；安装板1下方设有一弧形安装槽8，安装板1四角处设有安装通孔9；侧滑指示器包括弧形管10、钢球11以及盖帽14，所述弧形管10设于弧形安装槽8内，钢球11设于弧形管10内，弧形管10内装满水，盖帽为两个并分别盖合在弧形管两端的开口上。

优选的，内上半球201为蓝色有机玻璃材质，内下半球202为棕色有机玻璃材质；蓝色代表蓝天，棕色代表大地，方便观察飞机的升降度数；为了更清楚和直观的观察飞机的上升度数和航向度数，外前半球301为透明有机玻璃材质，外后半球302为不透明有机玻璃材质；安装板1为不透明蓝色有机玻璃材质；内横板4为红色不透明有机玻璃材质，

优选的，内下半球201的底部中心处设有重垂体12，设置重垂体12的目的在于让内球在水中漂浮时，内球2的轴线始终垂直于水平面，并保持内球2在水中不发生晃动。

进一步的，内球2的水平圆周上设有航向角度刻度线，所述外球3的竖直圆周上设有升降角度刻度线，所述安装板1的下方设有倾斜角度刻度线。

进一步的，外后半球302上方设有注水孔13，方便将水注入外球3内部。

进一步的，内上半球201和内下半球202与柱形安装凸台401的扣合处以及外前半球301和外后半球302与柱形连接凸台102的扣合处分别设有氯仿,防止内球2与内横板4脱落以及外球3漏水。

一种飞机飞行姿态指示仪的制作方法，包括以下步骤：

S1、外球制作：选取半球形透明有机玻璃作为外前半球301，选取同样大小的半球形非透明有机玻璃作为外后半球302，用玻璃打孔机在外后半球的上方加工出注水孔，然后分别在外前半球301和外后半球302的圆周上印刷升降角度刻度线；

S2、内球制作：选取蓝色半球形有机玻璃作为内上半球201，选取同样大小的棕色半球形有机玻璃作为内下半球202，然后分别在内上半球201和内下半球202的圆周上印刷航向角度刻度线；

S3、安装板制作：选取蓝色方形不透明有机玻璃作为安装板1，用玻璃打孔机在安装板1中心加工出安装孔101和柱形连接凸台102，安装板1四角处加工出安装通孔9，确保安装孔101的直径等于外球3的外径，柱形连接凸台102的的高度等于外球3的厚度，随后用玻璃切割机在安装板1下方加工出弧度为30°的弧形安装槽8，最后在安装板1下方印刷倾斜角度刻度线；

S4、内横板和磁针制作：选取与内球2外径相同的红色柱形非透明有机玻璃作为内横板4，用玻璃切割机分别在内横板4上下表面加工出柱形安装凸台401，确保柱形安装凸台401的直径等于内球2的内径；随后用玻璃打孔机在内横板4和磁针上加工出连接孔，最后用螺栓6和螺帽7将磁针5固定安装在内横板4下方；

S5、侧滑指示器制作：选取与弧形安装槽8大小相同的的透明弧形管10，选取直径略小于弧形管10内径的钢珠11放入弧形管10内，并往弧形管10内加水，随后用盖帽14盖住弧形管10的两端，并确保弧形10管内没有空气；

S6、内球的重力测试：将重垂体12放在内下半球201的底部中心处，随后将内上半球201和内下半球202扣合在内横板4上后把内球2放入水中，观察水平面是否与内横板4红线持平，如果水平面低于内横板高度，则放入更重的重垂体12测试，直至水平面与内横板4红线持平；

S7、内球与安装板的组合：将步骤S6中得到的重垂体12粘接在内下板球202的底部中心处，随后将内上半球201和内下半球202扣合在柱形安装凸台401上，并在内上半球201和内下半球202与柱形安装凸台401的扣合处用氯仿粘合；

S8、内球、外球以及侧滑指示器的组合：先将外前半球301通过氯仿粘接在柱形连接凸102台前侧，随后将步骤S7中与内横板4组合的内球放入外前半球301内，再将外后半球302通过氯仿粘接在柱形连接凸台102后侧，通过注水孔13往外球3里面注水，使水平面与内横板4红线持平，用堵头堵住注水孔13，最后将步骤S5中得到的侧滑指示器安装在弧形安装槽8内，得到飞机姿态指示仪。

进一步的，步骤S1和S2中内球2和外球3的椭圆度≤0.5mm

进一步的，骤S1、S2以及S3中内上半球201有机玻璃、外前半球301透明有机玻璃以及安装板1有机玻璃不得有划伤或雾状。

本发明具体在使用时，通过安装通孔9将飞机姿态指示仪竖直安装在工作台上，由于内球2底部设有重垂体12，内球2在外球3内部漂浮的时候，内球2的轴线会始终垂直于水平面，同指南针原理一样，磁针5受到地球磁场力的作用带动内球2在水平面水平转动，通过观察内球2上面的航向角度刻度线与竖直刻度线的交点就能看出飞机的航向角度，如附图-10所示，显示飞机航线为正南方向水平飞行，附图-11所示为飞机航向正南偏东20°水平飞行，当飞机抬头或低头飞行时，外球3和安装板1会随着飞机的抬头或低头发生向上或向下的倾斜，如上所述，内球2在外球3内部会始终保持轴线垂直与水平面，通过观察倾斜角度刻度线与内横板4红色线条的交点就能看出飞机的抬头或低头角度，如附图-8所示为飞机向上抬头飞行15°，附图-9所示为飞机向下低头飞机10°；当飞机向左或向右侧飞时，根据上述原理，外球3和安装板1随着飞机的向左或向右飞行而发生向左或向右倾斜，通过观察内横板4红色线条在安装板1倾斜角度刻度线上指示角度便可以知道飞机向左或向右倾斜的角度，如附图-6所示为飞机航向正南并向左侧飞10°，附图-7为飞机航向正南并向右侧飞20°，当飞机在跑道上滑行的时候，如果发生向左或向右侧滑，弧形管10内的钢球11也会跟着飞机侧滑的方向而在弧形管中向左或向右移动，所以通过观察钢球11在弧形管10中的滚动方向就能判断出飞机在滑行的时候是否发生了侧滑。

本发明结构新颖，构思巧妙，能同时指示出飞机在空中的航向角度、升降角度、倾斜角度以及飞机在滑行的时候是非发生了侧滑，使用非常方便，同时结构简单，制造成本也较低，适合推广使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种飞机飞行姿态指示仪，包括安装板(1)、内球(2)、外球(3)、内横板(4)以及侧滑指示器。其特征在于，所述内横板(4)为圆形板，内横板(4)上下表面分别具有柱形安装凸台(401)，内横板(4)下表面设有磁针(5)。所述磁针(5)通过螺栓(6)和螺母(7)固定安装在内横板(4)下表面。所述内球(2)包括内上半球(201)和内下半球(202)，所述内上半球(201)和内下半球(202)通过柱形安装凸台(401)与内横板互相扣合成一个整体。所述安装板(1)为矩形结构体，安装板(1)中心设有一圆形安装孔(101)。所述圆形安装孔(101)上具有柱形连接凸台(102)。所述外球(3)包括外前半球(301)和外后半球(302)，所述外前半球(301)和外后半球(302)通过柱形连接凸台(102)与安装板(1)扣合成一个整体。外球(3)内部设有水，内球(2)漂浮在外球(3)内部且水平面与内横板(4)持平。安装板(1)下方设有一弧形安装槽(8)，安装板(1)四角处设有安装通孔(9)。所述侧滑指示器包括弧形管(10)、钢球(11)以及盖帽(14)，所述弧形管(10)设于弧形安装槽(8)内，所述钢球(11)设于弧形管(10)内，弧形管(10)内装满水，所述盖帽为两个并分别盖合在弧形管两端的开口上。

2.根据权利要求1所述的一种飞机飞行姿态指示仪，其特征在于，所述内上半球(201)为蓝色有机玻璃材质，内下半球(202)为棕色有机玻璃材质。所述外前半球(301)为透明有机玻璃材质，外后半球(302)为不透明有机玻璃材质。所述安装板(1)为不透明蓝色有机玻璃材质；所述内横板(4)为红色不透明有机玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的一种飞机飞行姿态指示仪，其特征在于，所述内下半球(202)的底部中心处设有重垂体(12)。

4.根据权利要求1所述的一种飞机飞行姿态指示仪，其特征在于，所述内球(2)的水平圆周上设有航向角度刻度线，所述外球(3)的竖直圆周上设有升降角度刻度线。所述安装板(1)的下方设有倾斜角度刻度线。

5.根据权利要求1所述的一种飞机飞行姿态指示仪，其特征在于，所述外后半球(302)上方设有注水孔(13)。

6.根据权利要求1所述的一种飞机飞行姿态指示仪，其特征在于，所述内上半球(201)和内下半球(202)与柱形安装凸台(401)的扣合处以及外前半球(301)和外后半球(302)与柱形连接凸台(102)的扣合处分别设有氯仿。

7.一种飞机飞行姿态指示仪的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、外球制作：选取半球形透明有机玻璃作为外前半球(301)，选取同样大小的半球形非透明有机玻璃作为外后半球(302)，用玻璃打孔机在外后半球(301)的上方加工出注水孔(13)，然后分别在外前半球(301)和外后半球(302)的圆周上印刷升降角度刻度线；

S2、内球制作：选取蓝色半球形有机玻璃作为内上半球(201)，选取同样大小的棕色半球形有机玻璃作为内下半球(202)，然后分别在内上半球(201)和内下半球(202)的圆周上印刷航向角度刻度线；

S3、安装板制作：选取蓝色方形不透明有机玻璃作为安装板(1)，用玻璃打孔机在安装板(1)中心加工出安装孔(101)和柱形连接凸台(102)，安装板四角处加工出安装通孔(9)，确保安装孔(101)的直径等于外球(3)的外径，柱形连接凸台(102)的的高度等于外球(3)的厚度，随后用玻璃切割机在安装板下方加工出弧度为30°的弧形安装槽(8)，最后在安装板(1)下方印刷倾斜角度刻度线；

S4、内横板和磁针制作：选取与内球(2)外径相同的红色柱形非透明有机玻璃作为内横板(4)，用玻璃切割机分别在内横板(4)上下表面加工出柱形安装凸台(401)，确保柱形安装凸台(401)的直径等于内球(2)的内径；随后用玻璃打孔机在安内横板(4)和磁针(5)上加工出连接孔，最后用螺栓(6)和螺帽(7)将磁针(5)固定安装在内横板(4)下方；

S5、侧滑指示器制作：选取与弧形安装槽(8)大小相同的的透明弧形管(10)，选取直径略小于弧形管(10)内径的钢珠(11)放入弧形管(10)内，并往弧形管(10)内加水，随后用盖帽(14)盖住弧形管(10)的两端，并确保弧形管(10)内没有空气；

S6、内球的重力测试：将重垂体(12)放在内下半球(202)的底部中心处，随后将内上半球(201)和内下半球(202)扣合在内横板(4)上后把内球(2)放入水中，观察水平面是否与内横板(4)红线持平，如果水平面低于内横板(4)高度，则放入更重的重垂体(12)测试，直至水平面与内横板(4)红线持平；

S7、内球与安装板的组合：将步骤S6中得到的重垂体(12)粘接在内下板球(202)的底部中心处，随后将内上半球(201)和内下半球(202)扣合在柱形安装凸台(401)上，并在内上半球(201)和内下半球(202)与柱形安装凸台(401)的扣合处用氯仿粘合；

S8、内球、外球以及侧滑指示器的组合：先将外前半球(301)通过氯仿粘接在柱形连接凸台(102)前侧，随后将步骤S7中与内横板(4)组合的内球(2)放入外前半球(301)内，再将外后半球(302)通过氯仿粘接在柱形连接凸台(102)后侧，通过注水孔(13)往外球(3)里面注水，使水平面与内横板(4)红线持平，用堵头堵住注水孔(13)，最后将步骤S5中得到的侧滑指示器安装在弧形安装槽(8)内，得到飞机姿态指示仪。

8.根据权利要求8所述的一种飞机飞行姿态指示仪的制作方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中内球(2)和外球(3)的椭圆度≤0.5mm。

9.根据权利要求8所述的一种飞机飞行姿态指示仪的制作方法，其特征在于，所述步骤S1、S2以及S3中内上半球(201)有机玻璃、外前半球(301)透明有机玻璃以及安装板(4) 有机玻璃不得有划伤或雾状。