CN217456388U - 一种用于飞翼式飞机的大气数据系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于飞翼式飞机的大气数据系统，包括：安装在飞机机头上的标准空速管，通过标准空速管能够得到表征标准大气数据参数的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号；与机头上下表面蒙皮齐平安装的多组嵌入式大气压力传感器和安装在飞机进气道的总温传感器，通过嵌入式大气压力传感器和总温传感器能够输出构成嵌入式大气数据参数的多个压力信号及总温信号；以及包括两套独立解算单元的大气数据处理装置，一套解算单元根据标准空速管的信号解算得到标准大气数据参数，另一套解算单元根据嵌入式大气压力传感器和总温传感器的信号解算得到嵌入式大气数据参数。
Description
技术领域
本申请属于飞机大气数据系统技术领域，特别涉及一种用于飞翼式飞机的大气数据系统。
背景技术
飞翼布局的飞机通过翼身融合来实现气动布局一体化设计，可以提高气动效率，增大飞机航程。与常规气动布局飞机相比，飞翼布局飞机由于其取消了平尾、升降舵、垂尾和方向舵等结构，可以具有较好的隐身特性和升阻比特性，从而可以显著提升飞机的空中突防能力。
伴随着B-2远程轰炸机、X-47B无人机、RQ-170无人机等飞机的试飞与装备，飞翼布局飞机在国内外越来越普及。然而这些飞翼布局飞机有一个共同的特征，即均采用嵌入式大气数据系统以实现飞行大气参数的采集，通过嵌入式大气压力传感器与飞机蒙皮共形安装，传感器安装后，其测压孔所在的受感面就是飞机蒙皮表面的一部分，对飞机的整体隐身性能没有任何影响。这一方法也在根本上解决了传统气动布局飞机中采用空速管式大气数据采集方式而降低整机隐身性能及升阻比性能的问题。
目前，国内嵌入式大气数据系统研制刚步入工程化初期阶段，系统解算精度较低，可靠性不高，只通过地面仿真试验及风洞试验进行了系统的初步校准。为保证飞机安全以及为嵌入式大气数据参数提供校准基准，在飞机试飞阶段，需对其进行校准。
发明内容
本申请的目的是提供了一种用于飞翼式飞机的大气数据系统，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种用于飞翼式飞机的大气数据系统，所述大气数据系统包括：
安装在飞机机头上的标准空速管，通过所述标准空速管能够得到表征标准大气数据参数的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号；
与机头上下表面蒙皮齐平安装的多组嵌入式大气压力传感器和安装在飞机进气道的总温传感器，通过嵌入式大气压力传感器和总温传感器能够输出构成嵌入式大气数据参数的多个压力信号及总温信号；以及
包括两套独立解算单元的大气数据处理装置，一套解算单元根据标准空速管的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号解算得到标准大气数据参数，另一套解算单元根据所述嵌入式大气压力传感器和总温传感器的多个压力信号及总温信号解算得到嵌入式大气数据参数；
通过将试飞期的嵌入式大气数据参数与标准大气数据参数进行校准，得到用于试飞后的嵌入式大气压力传感器和总温传感器的修正数据。
进一步的，所述标准空速管具有位于管体前端的全压口、管体前端上下表面的静压口、管体后端的攻角传感器风标、侧滑角传感器风标、大气总温传感器；
通过所述全压口、静压口、攻角传感器风标、侧滑角传感器风标和大气总温传感器能够输出构成标准大气数据参数的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号。
进一步的，所述标准空速管的管体、攻角传感器风标、侧滑角传感器风标、大气总温传感器均具备加温功能。
进一步的，所述嵌入式大气压力传感器内设有压力转换模块，用于将压力信号转化为数字信号。
进一步的，所述嵌入式大气压力传感器的表面具备加温功能。
进一步的，所述总温传感器的表面具备加温功能。
进一步的，两独立的解算单元具有相同的输出接口。
进一步的，所述大气数据处理装置具备加温监控功能及数据存储和下载功能。
本申请提供的大气数据系统通过设置一个标准空速管实现飞翼式飞机试飞初期的大气数据参数采集工作，经大气数据处理装置内两套独立的解算单元实现标准大气数据参数和嵌入式大气数据参数的独立解算，两套独立的解算单元采用相同的接口设计，利于接口的切换，在保证机上大气数据参数准确性的同时可以完成嵌入式大气数据解算算法的修正，可大幅缩短试飞时间。
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为本申请的用于飞翼式飞机的大气数据系统组成示意图。
图2为本申请的大气数据系统中标准空速管结构示意图。
图3为本申请的大气数据系统中嵌入式大气压力传感器示意图。
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。
本申请中提出了一种用于飞翼式飞机的大气数据系统，该大气数据系统既可以使飞翼式飞机在试飞阶段获取精准的大气数据信息，保证飞行安全，又可以为飞翼式飞机上的嵌入式大气数据系统提供校准基准。
如图1所示，本申请提供的用于飞翼式飞机的大气数据系统包括：安装在机头上的标准空速管2、与机头上下表面蒙皮齐平安装的多组嵌入式大气压力传感器3、安装在飞机进气道的总温传感器4以及设备架安装的大气数据处理装置1。
如图2所示，标准空速管2包括：管体前端的全压口21、管体前端上下表面的静压口22、管体后端的攻角传感器风标23、侧滑角传感器风标25、大气总温传感器24。标准空速管2通过管路及电缆与大气数据处理装置1连接，标准空速管2的全压口21、静压口22、攻角传感器风标23、侧滑角传感器风标25和大气总温传感器24可分别输出全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号。
在本申请一实施例中，标准空速管中的整个管体、攻角传感器风标、侧滑角传感器风标、大气总温传感器均具备加温功能，以消除飞机飞行过程中标准空速管2上可能产生的结冰。
如图3所示，嵌入式大气压力传感器3嵌入蒙皮中，通过蒙皮上的压力孔31进行压力检测，嵌入式大气压力传感器3内设有压力转换模块32，可将压力信号转化为数字信号。嵌入式大气压力传感器3通过电缆与大气数据处理装置1连接。在本申请一优选实施例中，嵌入式大气压力传感器3具有表面加温功能，以消除飞机飞行过程中嵌入式大气压力传感器3外侧可能产生的结冰。
总温传感器4通过电缆与大气数据处理装置1连接，总温传感器安装于发动机进气道，减少RCS(Radar Cross Section，即雷达散射截面积)反射。
大气数据处理装置1接收标准空速管1的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑角信号、总温信号，以及接收1～n个嵌入式大气压力传感器的压力信号和接收总温传感器的总温信号。
大气数据处理装置1包括两套独立的解算单元A～B，用于分别解算标准空速管1产生的标准大气数据参数和嵌入式大气压力传感器2及总温传感器3生成的嵌入式大气数据参数。其中，解算单元A和解算单元B具有相同的输出接口。
需要说明的是，本申请中的大气数据处理装置1采用了飞机中已有的大气数据计算机进行数据的处理，可以理解的是，该大气数据处理装置1也可采用其他具有数据处理能力的装置或设备，例如飞控计算机。此外，大气数据处理装置1中独立的两解算单元可以是独立的物理硬件设备，例如CPU、FPGA等，或是同一CPU中不同的处理器或处理核心，还是可以是虚拟的处理单元，例如CPU中的线程。
标准大气数据参数通过解算单元A解算后，可通过规定的总线形式将大气数据参数传输至飞机上的航电系统、飞控系统等相关系统。
而经解算单元B处理的嵌入式大气数据与标准大气数据进行校准及验证后，可用于验证及修正解算单元B对嵌入式大气压力传感器2及总温传感器3的解算算法是否完全满足精度要求。当满足要求后，可使用解算单元B替代解算单元A向飞机上相关系统输出大气数据参数。此时可拆除机头上安装的标准空速管，使用嵌入式大气压力传感器2、总温传感器3完成大气数据系统所需输入信息的采集。
在本申请优选实施例中，大气数据处理装置1内部预留有数据加/卸载端口，用于标准大气数据和嵌入式大气数据的下载，经数据分析后完成解算单元B中嵌入式大气数据解算算法的修正。进一步的，大气数据处理装置1具备加温监控功能、数据存储和下载功能，有利于实现嵌入式大气数据参数的校准。
本申请提供的大气数据系统通过设置一个标准空速管实现飞翼式飞机试飞初期的大气数据参数采集工作，经大气数据处理装置内两套独立的解算单元实现标准大气数据参数和嵌入式大气数据参数的独立解算，两套独立的解算单元采用相同的接口设计，利于接口的切换，在保证机上大气数据参数准确性的同时可以完成嵌入式大气数据解算算法的修正，可大幅缩短试飞时间。
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 (8)
1.一种用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述大气数据系统包括：
安装在飞机机头上的标准空速管(2)，通过所述标准空速管(2)能够得到表征标准大气数据参数的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号；
与机头上下表面蒙皮齐平安装的多组嵌入式大气压力传感器(3)和安装在飞机进气道的总温传感器(4)，通过嵌入式大气压力传感器(3)和总温传感器(4)能够输出构成嵌入式大气数据参数的多个压力信号及总温信号；以及
包括两套独立解算单元的大气数据处理装置(1)，其中一套解算单元根据标准空速管(2)的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号解算得到标准大气数据参数，另一套解算单元根据所述嵌入式大气压力传感器(3)和总温传感器(4)的多个压力信号及总温信号解算得到嵌入式大气数据参数；
通过将试飞期的嵌入式大气数据参数与标准大气数据参数进行校准，得到用于试飞后的嵌入式大气压力传感器(3)和总温传感器(4)的修正数据。
2.如权利要求1所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述标准空速管(2)具有位于管体前端的全压口(21)、管体前端上下表面的静压口(22)、管体后端的攻角传感器风标(23)、侧滑角传感器风标(25)、大气总温传感器(24)；
通过所述全压口(21)、静压口(22)、攻角传感器风标(23)、侧滑角传感器风标(25)和大气总温传感器(24)能够输出构成标准大气数据参数的全压信号、静压信号、局部攻角信号、局部侧滑信号和总温信号。
3.如权利要求2所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述标准空速管(2)的管体、攻角传感器风标、侧滑角传感器风标、大气总温传感器均具备加温功能。
4.如权利要求1所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述嵌入式大气压力传感器(3)内设有压力转换模块(32)，用于将压力信号转化为数字信号。
5.如权利要求4所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述嵌入式大气压力传感器(3)的表面具备加温功能。
6.如权利要求1所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述总温传感器(4)的表面具备加温功能。
7.如权利要求1所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，两独立的解算单元具有相同的输出接口。
8.如权利要求7所述的用于飞翼式飞机的大气数据系统，其特征在于，所述大气数据处理装置具备加温监控功能及数据存储和下载功能。
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| CN202123415048.3U CN217456388U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种用于飞翼式飞机的大气数据系统 |
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| CN117251942A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种估算飞行器空速、攻角和侧滑角的方法及系统 |
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| CN117251942B (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-08 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种估算飞行器空速、攻角和侧滑角的方法及系统 |
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