CN112649622A - 一种压力受感探头及固定翼飞机大气数据系统 - Google Patents

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CN112649622A
CN112649622A CN202011402416.8A CN202011402416A CN112649622A CN 112649622 A CN112649622 A CN 112649622A CN 202011402416 A CN202011402416 A CN 202011402416A CN 112649622 A CN112649622 A CN 112649622A
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王禹
郑伟
童建忠
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Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
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    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
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Abstract

本申请提供了一种用于固定翼飞机大气数据系统的压力受感探头，所述压力受感探头具有一成半圆柱型的本体，在所述本体的半圆柱平面上设有第一测压孔，在所述本体的半圆柱弧形面上设有相对于第一测压孔的第二测压孔和分布于第二测压孔两侧的第三测压孔和第四测压孔，其中，第一测压孔和第二测压孔、第三测压孔、第四测压孔在垂直于轴线的截面上共面。本申请的压力受感探头可以取代固定翼飞机大气数据系统中空速管和风标传感器的组合，通过将两个相同的压力受感探头左右对称布置在飞机机头锥附近即可实现感受大气参数解算所需的全部压力信息，系统架构得到极大简化，可靠性高，具有尺寸小、重量轻等优点。

Description

一种压力受感探头及固定翼飞机大气数据系统
技术领域
本申请属于飞行测量技术领域，特别涉及一种压力受感探头及固定翼飞机大气数据系统。
背景技术
大气数据系统用于表征飞行器相对周围大气的运动状态，利用传感器感受外部气流相对于飞机运动的信息，完成解算及修正，从而获得大气参数(包括全压、静压、迎角α、侧滑角β等)。对现代空气动力飞行器来说，大气数据的精确测量对航行指引、飞行控制和飞行过程分析都是至关重要的。
传统固定翼飞机大气数据系统均采用空速管测量总/静压等，用迎角风标、侧角风标测量迎角和侧角，之后在大气数据计算机内完成各大气参数的解算及修正。然而风标传感器外露于蒙皮的部分为机械部件，随局部来流方向变化而偏转，可能出现风标卡滞问题而导致系统输出错误进而影响飞机安全。
发明内容
本申请的目的是提供了一种压力受感探头及固定翼飞机大气数据系统，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
首先，本申请提供了一种用于固定翼飞机大气数据系统的压力受感探头，所述压力受感探头具有一成半圆柱型的本体，在所述本体的半圆柱平面上设有第一测压孔，在所述本体的半圆柱弧形面上设有相对于第一测压孔的第二测压孔和分布于第二测压孔两侧的第三测压孔和第四测压孔，其中，第一测压孔和第二测压孔、第三测压孔、第四测压孔在垂直于轴线的截面上共面。
进一步的，所述第一测压孔位于平面的中心线上。
进一步的，所述第三测压孔和第四孔测压周向对称设置在第二测压孔两侧的弧形面上。
进一步的，所述第一测压孔、第二测压孔、第三测压孔和第四测压孔的孔径相同。
进一步的，所述第一测压孔、第二测压孔、第三测压孔和第四测压孔的孔径为1mm～2mm。
另外，本申请还提供了一种固定翼飞机大气数据系统，其特征在于，所述大气数据系统包括：
如权利要求1至3任一所述的压力受感探头，所述压力受感探头分别设置于飞机锥头的两侧；以及
与测压孔数量相同的压力传感器，所述压力传感器连接测压孔，用于将测压孔内的压力转化为电信号；
大气数据解算装置，用于根据压力传感器测得的压力信息解算得到包括总压、静压、迎角、侧滑角的大气参数。
进一步的，解算得到大气参数的过程包括：
通过飞机锥头两侧的第一测压孔的压力差解算能够得到侧滑角；
通过飞机锥头单侧的第三测压孔和第四测压孔的压力差解算能够得到迎角；
通过飞机锥头单侧的第一测压孔与第二测压孔的压力差能够得到总压和静压。
本申请所提供的压力受感探头可以取代固定翼飞机大气数据系统中空速管和风标传感器的组合，通过将两个相同的压力受感探头左右对称布置在飞机机头锥附近即可实现感受大气参数解算所需的全部压力信息，系统架构得到极大简化，可靠性高，具有尺寸小、重量轻等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请中的压力受感探头立体图。
图2为本申请中的压力受感探头侧视图。
图3为本申请中的固定翼飞机大气数据系统组成及计算过程示意图。
图4为本申请中的压力受感探头设置位置示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服现有技术中大气数据系统风标传感器故障率较高、可靠性偏低的问题，本申请首先提出一种压力受感探头。该压力受感探头可用于感受安装位置处飞机局部流场的压力，压力经后端测量及在大气数据计算机内解算后，可以实现对总压、静压、迎角、侧滑角等大气参数的测量，可完全取代传统大气数据系统的空速管及风标传感器，具有更高的可靠性。
如图1和图2所示，压力受感探头具有一外形接近半圆柱体的本体(实际为大于半圆柱体的形状)，在半圆柱体的平面上设有一个测压孔11，在圆弧面上有三个测压孔12-14，其中，测压孔12与测压孔11的连线垂直于平面，测压孔13和测压孔14分布于测压孔12的两侧，测压孔11-14共面于垂直本体延伸方向的截面。
更进一步的，测压孔11位于平面上沿本体延伸方向的中心线上。测压孔13和测压孔14周向对称设置在测压孔12两侧的弧形面上，参见图2所示。
另外，测压孔11-14的孔径相同，其优选的为1mm-2mm，在本申请一实施例中测压孔孔径为1.5mm。
测压孔11-14连通至与飞机机身相连的圆截面，可将测压孔处的4个压力引至后端压力传感器处。
参见图3所示，本申请中还提供了一种固定翼飞机大气数据系统，大气数据系统包括：
两个压力受感探头，两压力受感探头成一定角度的对称分布在飞机锥头的两侧；以及数量与测压孔数量相同的压力传感器，压力受感探头通过气路可以将测压孔处的压力传递到压力传感器，压力传感器进一步将压力转化为电信号；
大气数据解算装置，其通常为大气计算机，压力传感器转化后的电信号通过总线传输给大气数据计算机，大气数据计算机根据不同位置测压孔的压力信息解算得到总压、静压、迎角、侧滑角等大气参数，大气参数再经由总线传输给飞控系统，以供飞行控制使用。
需要说明的是，为实现大气参数的测量解算功能，至少应有2个探头左、右对称安装于飞机机头锥附近。安装位置应选择局部流场气动特性受其它因素影响小且随飞行状态(马赫数M、α、β)变化敏感的位置，具体安装位置应根据不同气动外形开展风洞试验或CFD计算的结果选取。
大气计算机解算压力传感器电信号得到总压、静压、迎角、侧滑角等大气参数的过程如下：
首先，大气数据解算装置将收到左、右两个压力受感探头共8个压力信息，即：P1左、P2左、P3左、P4左和P1右、P2右、P3右、P4右。
根据P1左、P1右的压力差解算可以得到侧滑角；
根据P3左、P4左(或者P3右、P4右)的压力差解算可以得到迎角；
根据P1左、P2左(或者P1右、P2右)解算可以得到总压和静压，通过上述计算即可以解算出四个基本大气参数。
本申请的压力受感探头及具有压力受感探头的固定翼飞机大气数据系统具有如下的有益效果：
a)压力受感探头可以取代固定翼飞机大气数据系统空速管和风标传感器的组合，通过将两个相同的压力受感探头左、右对称的布置在飞机机头锥附近即可实现感受大气参数解算所需的全部压力信息，系统架构得到极大简化，同时压力受感探头具有尺寸小、重量轻的优点；
b)传统大气数据系统用于感受迎角和侧滑角的风标为机械部件，风标随风向变化摆动，产品易出现卡滞等问题，可靠性较低；而本申请中的压力受感探头固定在飞机蒙皮表面，通过气路将分布在压力受感探头上的四个测压孔压力引入后端压力传感器，产品可靠性高。此外，可根据飞控系统余度需求，通过在飞机机身上多布置探头或在探头上多布置测压孔的方式增加余度配置，进一步提升系统可靠性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种压力受感探头，其特征在于，所述压力受感探头具有一成半圆柱型的本体，在所述本体的半圆柱平面上设有第一测压孔，在所述本体的半圆柱弧形面上设有相对于第一测压孔的第二测压孔和分布于第二测压孔两侧的第三测压孔和第四测压孔，其中，第一测压孔和第二测压孔、第三测压孔、第四测压孔在垂直于轴线的截面上共面。
2.如权利要求1所述的压力受感探头，其特征在于，所述第一测压孔位于平面的中心线上。
3.如权利要求2所述的压力受感探头，其特征在于，所述第三测压孔和第四测压孔周向对称设置在第二测压孔两侧的弧形面上。
4.如权利要求1至3任一所述的压力受感探头，其特征在于，所述第一测压孔、第二测压孔、第三测压孔和第四测压孔的孔径相同。
5.如权利要求4所述的压力受感探头，其特征在于，所述第一测压孔、第二测压孔、第三测压孔和第四测压孔的孔径为1mm～2mm。
6.一种固定翼飞机大气数据系统，其特征在于，所述大气数据系统包括：
如权利要求1至3任一所述的压力受感探头，所述压力受感探头分别设置于飞机锥头的两侧；以及
与测压孔数量相同的压力传感器，所述压力传感器连接测压孔，用于将测压孔内的压力转化为电信号；
大气数据解算装置，用于根据压力传感器测得的压力信息解算得到包括总压、静压、迎角、侧滑角的大气参数。
7.如权利要求6所述的固定翼飞机大气数据系统，其特征在于，解算得到大气参数的过程包括：
通过飞机锥头两侧的第一测压孔的压力差解算能够得到侧滑角；
通过飞机锥头单侧的第三测压孔和第四测压孔的压力差解算能够得到迎角；
通过飞机锥头单侧的第一测压孔与第二测压孔的压力差能够得到总压和静压。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114353739A (zh) * 2021-12-10 2022-04-15 武汉航空仪表有限责任公司 一种小型化多功能探头传感器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106248139A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 成都凯天电子股份有限公司 大气数据测量探头
US20170167937A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Rosemount Aerospace Inc. Air data probe with elliptical cross section
CN110987284A (zh) * 2019-11-20 2020-04-10 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种用于飞翼式飞机的高可靠性全嵌入式大气数据系统
CN111024302A (zh) * 2019-12-17 2020-04-17 太原航空仪表有限公司 一种多向大气压力探头的前端结构
CN211148693U (zh) * 2019-12-19 2020-07-31 武汉航空仪表有限责任公司 一种固定式大气数据测量探头

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170167937A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Rosemount Aerospace Inc. Air data probe with elliptical cross section
CN106248139A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 成都凯天电子股份有限公司 大气数据测量探头
CN110987284A (zh) * 2019-11-20 2020-04-10 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种用于飞翼式飞机的高可靠性全嵌入式大气数据系统
CN111024302A (zh) * 2019-12-17 2020-04-17 太原航空仪表有限公司 一种多向大气压力探头的前端结构
CN211148693U (zh) * 2019-12-19 2020-07-31 武汉航空仪表有限责任公司 一种固定式大气数据测量探头

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114353739A (zh) * 2021-12-10 2022-04-15 武汉航空仪表有限责任公司 一种小型化多功能探头传感器

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