DE2025787A1 - Meßsonde zur Ermittlung statischer Strömungsmitteldrücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zur Ermittlung statischer Strömungsmitteldrücke mit einem Gehäuse, das am hinteren finde eine Strebe aufweist, die das Gehäuse unter einem bestimmten Abstand von einer Außenfläche zur Beaufschlagung durch die Strömung hält, wobei die Längsachse des Gehäuses im wesentlichen parallel zur normalen Strömungsrichtung liegt.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine kurze Meßsonde, die an einer Strebe angeordnet aerodynamisch kompensiert neben dem Fitot-Bruck zur Messung des statischen Druckes angewendet werden kann und die eine Kompensierung sowohl für den Uhterschall- als auch für den Überschallbetrieb vorsi&t.

Xn der Luftfahrt, insbesondere wenn hohe Geschwindigkeiten auftreten, ist es wesentlich, daß die Meßsonden zuverlässige Werte über den statischen Druck liefern. Wenn die Sonde zur Messung des statischen Druckes seibat mit Kompenaationseigenschaften zur Lieferung zuverlässiger Vierte versehen sein kann, ohne daß an Bord des Fluggerätes Rechenoperationen erforderlich werden, ist die Zuverlässigkeit

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des Systems erheblich vergrößert. Die Hauptaufgabe eines kompensierten Pitot-Rohres für die gleichzeitige Messung des statischen Druckes let die zuverlässige Erzeugung von Drucksignalen, die so modifiziert sind, daß sie den örtlichen StcBmungsbedingungen und Fehlern Rechnung tragen, die durch den Rumpf und/oder andere Störeinflüsse, wie die Oberflächen von Flugzeugtragflächen, hervorgerufen werden. Bei der Verwendung von Meßsonden zur Bestimmung von Luftwerten ist es ferner zweckmäßig, kurze an einer Stütze angeordnete Sonden zu haben, die an den seitlichen Oberflächen des Rumpfes des Flugzeuges angeordnet sind, um das Gewicht und den Luftwiderstand auf ein Minimum zu reduzieren. Derartige kurze, an einer Strebe angeordnete statische Meßrohre oder Meßrohre zur gleichzeitigen Bestimmung des Pitot-Druckes und des statischen Druckes sind kräftig, widerstehen mechanischer Beschädigung und erfordern eine ziemlich geringe Energie zum Enteisen. Eine kurze Meßsonde erstreckt sich im allgemeinen von der Strebe etwa zwischen 7,6 und 30,5 cm in der Länge nach vorn. Bei einer kurzen, an einer Strebe angeordneten Meßsonde wird der statische Druck über die gesamte Länge bei Unterschallgeschwindigkeiten durch die Strebe beeinflußt. Venn die Sonden bei Flugkörpern bzw. Flugzeugen eingesetzt werden sollen, die sowohl bei Ünterschall- als auch bei Oberschallgeschwindigkeit fliegen, werden di® Probleme einer genauen Druckmessung komplexer, da bei Ofoaraehallg©«» schwindigkeiten die Strebe nicht mehr die Drück© an der Sonde stromauf beeinflußt.

Der Erfindung liegt deshalb di© eine an einer Strebe angeordnete mittlung des statischen Druckes aerodynamisch kompensiert ist?

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statischen Druckmessungen bei Überschallflugbedlngungen ebenso wie bei Unterschallflugbedingungen su erreichen. Die Kompensation des gemessenen statischen Druckes soll an der Sonde sowohl für den Unterschall- als auch für den Überschallbetrieb eines Flugzeuges mit nur einen Instrument erreicht werden.

Die Erfindung betrifft eine kurze an einer Strebe angeordnete Meßsonde, die zur Kompensation des durch die Strömung aufgebrachten statischen Druckes aus- |

gelegt ist, so daß der gemessene statische Druck stets zu ve rl äs Gig und wiederholbar ist und in großer Annäherung dem ungestörten statischen Druck bei anderen Strömungsgeschwindigkeiten im Sondenbereich entspricht. Die Erfindung besieht sich deshalb auf eine Sonde mit einem rohrförmigen Gehäuse, das an einer Strebe befestigt ist, wobei das Sondengehäuse zwei unterschiedliche Oberfläohenabschnitte aufweist. Der erste Gehäuseabschnitt weist gegenüber der Sondenachse eine sehr schwache Steigung auf und erstreckt sich nach hinten von der vorderen Spitze des Gehäuses zu einer Verbindungsstelle, an der ein vierer Oberflächenabschnitt angeordnet ist, der einen größeren Winkel gegenüber der Gehauseachse aufweist. Die Beziehung des gemessenen etatischen Druckes su dem örtlichen statischen Druck kann durch Uindkanalerprobungen ermittelt werden.

Bei der eingangs näher erläuterten Heßsonde zur Ermittlung statischer Strömungsmitteldruck« ist deshalb erfindungsgemäfi forgesehen, daß das Gehäuse einen ersten äußeren Oberflächenabschnitt aufweist, der stromab vom Bereich des freien Endes des Gehäuses her zur Längsachse divergierend ausgebildet ist, und einen zweiten äußeren Oberflächenabschnitt, der

sich an den ersten Oberflächenabschnitt anschließt 0Q9849/U02

und sich stromab erstreckend in Strömungerichtung zur Längsachse divergierend ausgebildet ist sowie gegenüber der Längsachse einen größeren Öffnungswinkel aufweist als der erste Oberflachenabschnitt„und daß in der äußeren Oberfläche des Gehäuses an be·» stimmten Stellen Öffnungen sur Bestimmung de© statischen Druckes vorgesehen sind®

Öio öffnungen zur Bestieraag de© statisch®» Imekee sind an dem Gehäuse dort angeordnet, wo ein gewünschtes Verhältnis zwischen dem gemessenen statischen Druck und dem Örtlichen statischen Druck vorliegt· Bei einer Meßsonde, die an einem flugzeug asag©or&» net ist, schließt der örtliche statisch© Iteak Druckstörungen mit ein, die durch die Anwesenheit des Flugzeugs selbst auf das StrOTiuagefeld ausgeübt werden. Die gewünschte Bompeasatioa ist gewÄa« lieh so ausgelegt, daß ein gemessener Druck la guter Annäherung dem statischen Brack ent spricht, der en einer Stelle gemessen würde, die außerhalb Jeglicher Störungseinflüsse durch äes Ilugzeug liegt» Die vordere Oberfläche te? Meisomde erweist sieh bei OberschallgesclitTriadi^elteE- smr feepeasaiioa eines statischen Druckes als-sweeksi§%_$ wibrowi Sie zweite Oberfläche _$ üe gegeallier der •inen größeren Winkel amfwelipft, fir tion bei l&iterschallgeselntiiidi^eitea

TortelUiafterifoiee ©iaf dos* cipeöo and OberfiaeaeiialBcliaitt kcgoüoCnr_uiQf^5gffi Dabei kann der «weite CMp^SJsäKwjj^'teoö&olöO oänca öffimiigsiiiak#l äyÄWcicca» üO3 gc^cn-tor? üöp aches des üeiiiimsoD csjäcjtezi J⁰ cnJ ö als d®jp entcBpiecöiacaiao t&sLol 2co ca

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unter einem Winkel von etwa 2° bis 4° gegenüber der Längsachse des Gehäuses angeordnet.

ία der Zeichnung ist ein Aueführungebeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Bescheibung näher erläutert wird· Es zeigt:

Pig. 1 eine Seitenansicht der an

einer Strebe angeordneten Meßsonde,

Pig. 2 eine Stirnansicht der Sonde

äß Fig. 1,

Fig. * einen Schnitt gemäß Linie

3-3 in Fig. 1, . ■

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht

eines Seiles des rohrförmigen Gehäuseabschnittes der Sonde gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 bis 7 Diagramme zur Veranschaulichung des Einflusses auf den gemessenen statischen Druck bei an unterschiedlichen Stellen angeordneten HeßÖffnungen und unterschiedlichen Oberflächenwinkeln.

Eine kurze an einer Strebe angeordnete Sonde zur Ermittlung von Luftwerten ist allgemein mit 10 bezeichnet und an der Außenfläche oder Oberfläche 11 eines Flugzeugs In bekannter Weise angeordnet und steht

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von der Seite dea Flugzeuge ab. Me Sonde weist eine Strebe 12 auf, die »it einer Hontageplatte 15 auf der Außenfläche 11 des Flugzeuge angeordnet ist und erstreckt eich von dieser aus seitlich nach außen. Die Strebe 12 weist einen stromlinienformigen Querschnitt auf und erstreckt sich nach vorn bzw. stromauf sowie nach außen, wenn man die relative Strömungsrichtung zugrundelegt. Sie Strebe 12 trägt eine rohrförmige Sonde 14»und das Sondengehäuse weist ein äußeres freies Ende auf, das stromauf in Richtung der relativen Strömung weist. Während des Fluges verläuft die Strömung entlang der Sonde ,und Luftvertmessungen können der Sond© entnommen werden· Venn die Sonde eine Kombination cui? Nessung des Pitot-Druckes und des statischen Brakes darstellt, weist die vordere Stirnfliehe eine Pitot-Öffnung 15 auf, die im aUgeseinan stromauf weist. Biese Öffnung ist dnswb geeignete I und Druckleitung®» mit? Instrumenten stir Ämseige des Htot-Druckes verbunden·

Das Fitot-Bohr im Anschluß an ύ±® Öffnung 15 ist gegenüber der statischen DruckmeSkaimer der Sonde abgedichtet. Die Verwendung der Fütot-Offumig 15 beeinträchtigt weiterhin dl© Bruckv#rteilung, wobei ohne weiteres erkennbar ist, d@B die Sonde mich dann arbeitet," wenn die Pitot-öffoBBg in Betrieb . ist.

Das Sondengehäuse weist eine Xtimgseeiise 16 a»£ ₉ di® gleichseitig die Mittelachse darstellt· - Mm @@&t© ist vom Stromauf- bw. freiem JMim ims temd.®@h ausgebildet und erstreckt sieh naeti i Verbindungs- baw. OberfläcfeeasÄiiilitliiadQ. hat einen ersten iror<i®»a Sa^Sos^aa I migen Oberflächenabs@hnitt 18« lie

mi-ge Oberfläche 18 ist unter einem Winkel tob it 0098A9/U02

wesentlichen 2° bia 4° eu der Achse 16 dee Gehäuses nach hinten zur Verbindungslinie 17 ansteigend ausgebildet. Die Koni tit fit der Oberfliehe nimmt von der Stirnseite nach hinten hin eu, wobei der Zuwachswinkel vortellhafterveise im Bereich «wischen 1° bia 6° in Beeug auf die Achse betrügt. Ferner iat eine swelte kegelstumpffSrmige Oberfläche 21 vorgesehen, die sich von der Verbindungslinie 17 su einer Basis« linie 22 erstreckt, an der die äußere Oberfläche des Gehäuses in eine zylindrische Oberfläche 23 übergeht·

Der zweite kegelstumpfföraige Oberflächenabechnitt ™

21 ist unter einem'größeren Winkel gegenüber der Achse 16 angeordnet ale der erste kege!stumpffSrmige Abschnitt. Der Winkel der Oberfläche 21 beträgt »wischen 3° und 8° und oolite 1° bis 6° größer sein als der Kinkel der «raten Oberfläche 18. Auf diese Veiae bildet die «rate Oberfläche 18 einen ersten Oehaußeabechnitt und die «weite Oberfläche 21 einen «weiten ^:fehauseabschnitt, wobei beide gegenüber der Längsachse 16 des Gehäuses n*ch hinten gr8Ber werden, jedoch unter unterechiedlichen Winkeln. Inders ausgedrückt sind die Oberflachen 18 und 21 naoh hinten gegenüber der Achse 16 divergierend ausgebildet. | Die Oberflächen 18 und 21 müssen nicht notwendigerweise kegelstumpff&rmig ausgebildet sein» sondern können einen anderen Qaerschnitt als einen kreis· fönaigen haben.

Bas Sondengehäuse 14- 1st mit Offnungen aur Ermittlung des statischen Druckes rereehen, die gemäß Hg. 1 allgemein Hei 25 angedeutet sind. Die Offnungen 25 sind kleine Dyrchgangsbohrungen, die »ich durch die Wand*r Soode in eine inner« *^*n«?m^ng oder Kammer erstrecken und die über geeignete Schlauche oder Bohre, wie bei 26 aaftdeutat, an geeigaete Instrumente angeschlossen sind· Me öffnungen 25

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sind derart angeordnet, daß ihre Mittelachsen von der Verbindungslinie 17 zwischen den beiden kegelstnmpfförmigen Oberflächenabschnitten 18 und 21 entfernt liegen.

Zn Fig. 4- sind di® öffnungen mit einzelnen Bezugsseichen versehen, um zu veranschaulichen, welchen Einfluß die Lag® der öffnungen auf den gemessenen statischen Druck hat, wobei diesen Öffnungen jeweils die fig. 5, 6 und 7 zugeordnet sind.

Ih Fig. 5 ist ein Diagramm einer standardisierten Druckfunktion ?_m-P]_ gemäß nachfolgender Definition

gegenüber der Mach-Zahl aufgetragen gezeigt. Es ist der Sinfluß der unterschiedlichen Lagen in Längsrichtung der DruckmeßSffnungen für den statischen Druck gezeigt. Zur Erzielung diese? Daten hatte die vordere Oberfläche 18 einen Winkel von 2° und die hintere Oberfläche 2Λ einenWinkel von 3°. Venn die Meßöffnung, wie in Fig. 5 bei 27 dargestellt, angeordnet ist, ergibt sich im Unterschallbereich • d. h. unter flach 1 - eine Drnckfga&rkorrektur, wie sie durch die Kurve 27A angedeutet ist. Venn die Dzmckneßdffizung welter nach vorn von der Verbindungslinie 17 abgerückt wird, beispielsweise gesäß der Lage der Öffnung 28, wird der Druckfaiil©r bei untere jhallgegchwlncH gfreitan kompensiert, wie se dusiCÄ die Snrva 28A voranecheullsht i&ü* V?ann die öffmuag zur Sraittlun^es statiachen Bruäbei 29 ia ng. 4

nmch yeiter aach vorn als die beiden enä&rmi Off-

der Terbindnßgaliale 17

die etamdardi3i®rte Fehlerfemrvo fax dc-s

die Lag« ^amS® 2$A, iaä ^Ig* 5

siad also für Cliss© XiMSßSs, tm^S äxM '^wm£ 0 0 9 8 4 9/1402

-SAB-ORIGINAL

unterschiedlich, bis die relative Strömungsgeschwindigkeit Nach 1 erreicht. Oberhalb von !fach 1 verliert die relative Lage der statischen Druckmeßöffnungen ihre Bedeutung, und die Kurven gehen nach einer Übergangs zone etwas oberhalb und unterhalb von Mach 1 ineinander über. Bann ist die Anordnung der Meßöffnungen in Längsrichtung auf dem Gehäuse nicht mehr von Bedeutung, solange sie sich vor der Verbindungslinie 17 dieser benachbart befinden. Bie aweite Oberfläche 21 bewirkt einen positiven Anstieg des gemessenen statischenBruckes vor der Verbindungslinie 17» die bei Unterschallgeschwindigkeiten von besonderer Bedeutung ist· Bie Öffnungen sollten an der Sonde an einer Stelle angeordnet sein, wo der gemessene statische Druck im Bereich des zu messenden statisdsn Drucksnstieges liegt, dar durch die aweite Oberfläche 21 verursacht ist. Bei der Bestimmung der Sorven war jeweils nur eine der öffnungen 27, 28 und 29 geöffnet· Auf diese Weise wurden die Werte für jede Zurve unabhängig von der anderen ermittelt. DiBses gilt auch bezüglich Fig. 6 und 7·

Die vordere Gehäuseoberfläche 18 ermöglicht eine Kompensation bei Überschallgeschwindigkeiten, während bei Unterschallgeschwindigkeiten die Oberfläche 21, die einen größeren öffnungswinkel aufweist, einen statischen Druckanstieg am Sondeneehau-

aer ^⁰

se bewirkt, so daß/gemessene Druck weiter kompensiert ist.

Bei dem Diagramm gemäß Fig. 5 zeigt die Ordinate» die standardisierte Druckfehlerfunktion· Diese Funktion ist ausgedrückt durch die Beziehung P₉"^*

wobei ?_m dem gemeasenen-s.tatiec^ienDruok ent spricht 0098A9/U02-

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P^ dem örtlichen statischen Druck, d. h. den tatsächlichen etatischen Druck an der Befestigungestelle am Flugzeug ohne den Einfluß der Strebe und der Sonde, und q^, dem Gesamtdruck abzüglich des ortlichen statischen Druckes. Diese Funktion ist eine standardisierte - dimensionslose - Druckfunktion, die in der Iaiftfahrttechnik allgemein verwendet wird. Die standardisierte Funktion zeigt« daß entlang der Sonde eine positiv gemessene statische Druckkompensation vorliegt·

Der Einfluß einer Veränderung des Winkels der zweiten kegelstumpfförmigen Oberfläche 21 ist in SIg. 6 dargestellt. Der Winkel der vorderen Gehäuseoberflache 18 bleibt unverändert bei 2°, und der Winkel der hinteren Oberfläche 21 beträgt 6° für die in Fig. 6 dargestellten Kurven. Die Kurve 2?B entspricht den Verhältnissen an der statischen Druckmeßöffnung 27, die Kurve 28B den Verhältnissen an der öffnung 28 und die Kurve 29B den Verhältnissen an der öffnung 29. Der zahlenmäßige Wa* der Kompensation an den verschiedenen Offnungspositionen ist großer oder in anderen Worten ausgedrückt, unter Mach 1 positiver, und zwar wegen des größeren Winkels der kegelstumpf förmigen Oberfläche 21. Wann jedoch .die Schallgeschwindigkeit überschritten wird, fällt die statische Druckfehlerkurve ab und nimmt etwa die Lage der gemäß Fig. 5 ein. Mose Übersckallkurve ist in Fig. 5 mit 30 und in Flg. 6 mit 31 bezeichnet· Die Kurven aeigen, daß der vordere Gehäusewinkel von 2° eine positive und vorausberechenbare, wiederholbare, etatische Druckkompensation über den Geschvindigkeitsbereich zwischen Mach 1 bis- Nach 3 ermöglicht.

Auf diese Weise bewirkt der zweite kegel stumpfJTSrmige Gehäuseabschnitt 21 die erste Kompensation bei

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Unt er Schallgeschwindigkeiten, und diese tion kann durch eine Änderung des Oberflächenwinkels geändert werden sowie auch durch eine "Veränderung der lege der statischen Druckmeßöffnungen gegenüber dem Beginn der Oberfläche. Die Anordnung der statischen Eöpuckmeßöffnungen auf dem erstes Ctehäuseabsehnitt 18 stallt sicher, daß die statische Druckmeßkompensation bei Überschallgeschwindigkeiten exakt ist. Die Anordnung dieser Öffnungen gegenüber der Verbindungslinie 1? zwischen dem ersten und dem zweiten Oberflächenabschnitt und der Winkel des zweiten Oberflächenabsehnittes 21 bestimmen ebenfalls den tatsächlichen Grad der Kompensation.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm der standardisierten Druckfunktion ?«"?£ gegenüber der Hach-Zahl bei

einem Winkel von 4° zwischen der kegelstumpf fSraigen Oberfläche 18 und der Sondenachse 16. Bio streite Oberfläche 21 hat einen Winkel von 6°, der 2° größer ist als der der vorderen Oberfläche 18.

Die Barren 270, 280 und 2$C entsprechen wie bereite beschrieben den Werten, die jeweils an den Öffnungen 27, 28 und 29 abgenommen sind.

ist wiederum festzustellen, daß bei Überschallgeschwindigkeiten die &rven, wie bei 52 dargestellt, ineinander verschmelzen, doch ist hier die standardisierte Drackfunktion bei Überschallgeschwindigkeit tan positiver als bei einem leigungswinkel der Oberfläche 18 vo& 2°. Bei ein«? hinteren Oberfläche alt einem Winkel τοα 6° und einer vorderen Oberfläche 13 mit einem Vlzuml -mn 4^Ö »eigen die 3arvan bei

kleinere Sicapeneaticinfl-

werte als bsi ®iaer ^>erflichd 21 von 6° νζή. ®iaer vorderen Oberfläche 18 von 2°.
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0er vordere Kegelabschnitt liefert eine Kompensationswirkung bei Überschallgeschwindigkeit. Unter Flugbedingungen tewlrkt die vordere kegelstumpfförmige Oberfläche 16 eine geringfügige negative Korrektur der Druckmessung bei Uhterschallflugbedingungen und eine geringfügige positive Korrektur bei Überschallflugbedingungen. Bei Unterschallbedlngungen ist der größere durch die statischen Drualneßöffnungen ermittelte Einfluß durch die hintere Oberfläche bedingt, die «inen größeren Kegelwinkel hat. Sie hintere Oberfläche übt bei Oberschallbedingungen keinerlei Sinfluß auf die statischen Druckaeßöffnungen aus, so daß dann die Korrektur lediglich durch die vordere Oberfläche erfolgt. Dieses ermöglicht die Konstruktion einer Sonde mit einer vorgegebenen Kompensationskurve im Unterschallbereich und einer anderen Kompensationekurv« im Oberschallbereich durch die Wahl der Winkel der Oberflächen 18 und 21 gegenüber der Oehiueeacaae. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, beeinträchtigt «ine Änderung dee vorderen Konuswinkele sowohl dl· Uhterschall- als auch die übersehallkompencatlon. Eine indorung des hinteren Konuxwinkels beeinträchtigt jedoch nur bedeutend den Uaterschalikompeneatlonewert, wie es aus 71g· 3 und 6 ereiehtlich 1st.

Der tatsächliche unterschied swieehen dem gemessenen etatischen Brück und dem tatsächlichen örtlichen attischen Druck an den Öffnungen 27« 28 und 29 ist in Unterschallbereichen nicht groß. Der standardisierte faktor hSssgt von des wert von Q₀ -ab, d. h. dem Staudruck oder dem Sltotdruek abzüglich des statischen Druckes. Ia Unterschallbereichen let ^₀ sehr klein· 2h Überseaallberelelien * wird Q^ groß. Das bedeutet, daß in den Blagraa&ea

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gemäß Pig. 5» 6 und 7 «in Abstand von 0,01 anf der Ordinate bei Mach 2,5 einem tatsächlichen Unterschied zwischen dem gemessenen statischen Druck und dem örtlichen statischen Druck entspricht, der 40mal so groß ist wie bei derselben vertikalen Differenz auf dem Diagramm bei !lach 0,5· Doppelte Druckmeßsysteme mit Öffnungen 27 und 29 genügen deshalb sowohl dem Unterschall- als auch dem Überschallbetrieb. Bei einem doppelten System liegen zwei Druckmeßsysteme vor, die vollständig voneinander getrennt sind, um eine doppelte Ablesung zu ermöglichen. Im Unterschallbereich stellt die zweite Oberfläche 21 des Gehäusea eine positive statische Druckkompensation stromauf dieser Oberfläche und auch über einen kurzen Bereich hinter der Linie 17 sicher. In Überschallbereich stellt die Oberfläche 21 eine positive Druckkompensation über die gesamte Länge der Sonde sicher, die proportional zu dem Winkel dieser Oberfläche ist· falls erforderlich, kann eine Öffnung des Doppel-Systems an der Oberfläche 21 angeordnet sein, um dl· gewünschte Kompensation zu erreichen, wie dieses in der deutschen Offenlegungsschrift 1.920.699 beschrieben ist.

Bei einem Doppdsystem sind die Öffnungen voneinander durch dichte Zwischenboden innerhalb d·· Gehäuses getrennt, wobei abgedichtet· Bohr· von den einzelnen Kammern wegführen. Di· «ins·Inen Drück· werden also· jeweils gesondert abgeleitet- Die Drucköffnung 27 kann für ein System Anwendung, finden, und die Drucköffnung 28 oder 29 kann für ein vollständig getrennt·· System eingeeetit w«rd«n·

B«i der tatsächlichen Ausführungsform sind in einer radialen Eben· durch dl· Sonde mehr als «in· Öffnung

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vorgesehen. Zwei Öffnungen 25 sind In Jig. 1 und 3 gezeigt, obgleich häufig mehr als zwei Öffnungen vorgesehen sind. Diese Öffnungen sind gewöhnlich radial versetzt unter einem be a tin« ten ibetand angeordnet, wobei sich jedoch ihre Mittelachsen in derselben Querschnittsebene befinden, um eine gewisse Mittelwertbildung zwischen den beiden Offnungen zu erreichen. Dieses liefert eine zuverlässige Ablesung über einen weit-en Bereich unterschiedlicher Anstellwinkel und Seitenabrutschwerte des Plugzeuges.

Bei Oberschallflugzeugen, bei denen der Betrieb in erster Linie bei Überschallgeschwindigkeiten erfolgt, wurde erkannt, daß die Verwendung einer kurzen Sonde mit einer einsigen konischen Oberfläche, die sich von der Stirnseite des Gehäuses gleichmäßig bis zur Strebe erstreckt, eine zufriedenstellende statische Druckkompensation für Aufbauten ermSglich-t. Venn die Meßöffnungen stromauf von der Oberfl ächenunregelmäSigkeit wie der zweiten kegelstumpfförmigen Oberfläche 21 oder einer Strebe angeordnet sind, so beeinträchtigen derartig· OberflächenunregelmäBigkeiten nicht den gemessenen statischen Druck bei Oberschallgeschwindigkeiten· Biese sich nach hinten hin vergrößernden Unregelmäßigkeiten beeinträchtigen den gemessenen Brück bei Unterschallgeschwindigkeiten, indem el· einen Druckanstieg vor der Unregelmäßigkeit hervorrufen.

Die Streb· selbst stellt ebenfalls eine Oberflächenunregelmäßigkeit dar, dl« einen etatischen Druckanstieg vor - d. h. stromauf - der Streb· verursacht. BIe Streb· vergrößert die tatsächliche Gröfia das Sondengehäuses stromab von der HefiSffnung und kann unmittelbar an die vordere kegelstumpfffirmige Oberfläche angeschlossen sein, und zwar so wie die hinter· Ö098A9/U02

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Oberfläche 21 an die fordere Oberfläche 18 in der dargestellten Weise angeschlossen ist. Zwischen den Sondengehäuse und der Strebe können auch Xaanoberflächen vorgesehen sein. Diese Kam» oder Ringoberflächen können ebenfalls als Oberfläohenunregelaäfiigkeit angesehen werden, die eine positive Kompensation bei Unterschallgeschwindigkeiten bewirken.

Wenn sich eine einsige kegelstumpfförnige Oberfläche , wie die Fläch· 18, über die gesamte Sonde bis nach hinten zur Strebe oder den Samoberfläohen erstreckt, an denen das Gehäuse mit der Strebe verbunden ist, und die HeBSffnu&gen vor der Strebe angeordnet aind, ist die Sonde für einige Anwendungsbereiche geeignet. Sie Oberflächen der Streb« oder der IS&ae stellen ein gewünschtes Brnekfeld tür Qbterschallbetrieb dar ,und die kagelartiatpfförmige Fläche liefert in der suvor beschriebenen Weis· die gewünscht e SoBpeasaticn iOr Ober Schallgeschwindigkeiten·

Ansprüche:

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Claims (1)

1. ^:2Ό2 5 7

   Patentansprüche:

   Meßsonde zur Ermittlung statischer Strömungsmitteldrücke mit einem Gehäuse, das am hinteren Ende eine Strebe aufweist, die das Gehäuse unter einem bestimmten Abstand von einer Außenfläche zur Beaufschlagung durch die Strömung hält, wobei die Längsachse des Gehäuses im wesentlichen parallel sur normalen Strömungsrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen ersten äußeren Oberflächenabschnitt (18) aufweist, der stromab vom Bereich des freien Endes des Gehäuses (14) her zur Längsachse divergierend ausgebildet ist, und einen zweiten äußeren Oberflächenabschnitt (21), der sich an den ersten Oberflächenabsolmitt (18) anschließt und sich stromab erstreckend in StrömungsrlchtuBg zur Längsachse divergierend ausgebildet let sowie gegenüber der Längsachse einen größeren öffnungswinkel aufweist als der erste Oberflächenabschnitt (18), und daß in der äußeren Oberfläche des Gehäuses an bestimmten Stellen Offnungen (25) zur Bestimmung des statischen Druckes vorgesehen sind·

   2· Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oberflleaenatecnnitt (18) und der zweite Oberfl8ehenabec2mltt (21) kegelstumpffSralg auegebildet sind.

   3· Sonde neon Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der swelte Gberflaenenabeehnltt (21) einen Öffnungswinkel aufweist, der gegenüber der Längsachse dee Gehäuses zwischen 1° und 6° größer ist als der entsprechende Winkel des ersten Abschnitte β (18).

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   4. Sonde nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Gehäuses (14) stromauf weist und sich an dieses der erste Oberflächenabschnitt (18) und dann der zweite Oberf lachenabschnitt (21) mit jeweils erweiterndem Querschnitt anschließt und am hinteren Ende des zweiten Oberflächenabschnittes (21) eine Strebe (12) angebracht ist.

   5. Sonde nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Öffnungen (25; 27t 28, 29). zur Bestimmung des statischen Druckes im ersten Oberflächenabschnitt (18) vorgesehen 1st.

   6. Sonde nach Anspruch 1 bis $, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oberflächenabschnitt (18) unter einem Winkel von etwa 2° bis 4° gegenüber der Längsachse des Gehäuses angeordnet ist·

   7· Sonde nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei öffnungen zur Kessung des statischen Druckes an dem Gehäuse (14) axial versetzt angeordnet sind und die statischen Druckmeßöffnungen unabhängig voneinander an Meßinstrumente zur Erzielung einer Doppelmessung angeschlossen sind, wobei die Öffnungen in Bereichen angeordnet sind, in denen der an beiden Offnungen gemessene Brück sich in einem bestimmten gewünschten Verhältnis zu dem Brück an der anderen Öffnung verhält·

   8. Sonde nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,, daß sie zur Anbringung an ein mit Oberechall fliegendes Plugsseug ausgebildet ist.

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   9- Sonde nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsachse (16) des von der Strömung beaufschlagten Gehäuses (14) in wesentlichen parallel zur normalen Strömungsrichtung liegt, das Gehäuse eine im wesentlichen kegelstumpffö*rmige äußere Oberfläche aufweist, die zur Längsachse (16) vom vorderen Ende her stromab divergierend ausgebildet ist, die Sonde eine Oberflächenunregelmäßigkeit aufweist, die stromab von der kegelstumpf förmigen äußeren Oberfläche die tatsächlichen Abmessungen der Sonde vergrößert und sich an die kegelstumpf förmige Oberfläche anschließt₉und die Öffnung in dem Gehäuse (14) zur Bestimmung des statischen Druckes an einer vorbestimmten Stelle vorgesehen ist, die dar Oberflächenunregelmäßigkeit benachbart ist, so daß der statische Braels bei Unterschallgeschwindigkeit uuonit mlbsr· ctae& die Oberflächenunregelm&Blgkeit löelafluil'g; ist«

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