DE2101155B2

DE2101155B2 - Staurohr zur aufnahme des gesamtdrucks und des statischen drucks der luftstroemung

Info

Publication number: DE2101155B2
Application number: DE19712101155
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Prut, Alfred Iosifowitsch; Alperowitsch, Wiktor Borisowitsch; Moskau
Priority date: 1970-01-15
Filing date: 1971-01-12
Publication date: 1976-11-25
Also published as: US3673866A; DE2101155A1; GB1311631A; FR2075281A5; SE357260B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Staurohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiges Staurohr wird vorzugsweise in Flugapparaten verwendet, wobei die beiden vom Staurohr aufgenommenen Drücke, d.h. der Gesamtdruck und der statische Druck, über Rohrleitungen an Verbraucher, insbesondere den Fahrtmesser, den Höhenmesser usw., abgeführt werden.

Bei Verwendung eines derartigen bekannten Staurohrs {vgl. z.B. FR-PS 14 73 68G) in Flugapparaten treten Fehler bei der Messung des statischen Drucks auf. Diese Fehler entstehen infolge der vom Flugapparat auf den Flugwind ausgeübten Einwirkung, die dazu führt. daß am Anbringungsort des Staut ohrs der statische Druck ungleich dem statischen Druck der ungestörten Luftströmung ist

Auch der am bekannten Staurohr (vgl. FR-PS 14 73 680) angebrachte Ring kann diesen Fehler nicht verhindern, da dort der Abstand zwischen Ring und Bohrungen so gewählt werden soll, daß neigungsbedingte Schwankungen des Druckmeßwertes vermieden werden.

Genauer gesagt, bei derartigen Staurohren kann sich eine Grenzschicht von der Rohroberfläche ablösen, und zwar stromaufwärts vor den Bohrungen zur Messung des statischen Drucks. Die sich dann im Bereich dieser Bohrungen bildenden Wirbel erzeugen unregelmäßige Schwankungen dieses statischen Drucks. Solange die so Richtung der Luftströmung parallel zur Rohrachse verläuft, ist diese Strömung stabil und das Ablösen der Grenzschicht vom Rohr beschränkt sich auf einen Bereich an dessen Ende, wobei sich die Grenzschicht anschließend fast sofort wiederherstellt Wenn jedoch der Luftstrom unter einem bestimmten Winkel zur Rohrachse geneigt ist, z. B. wenn die Neigung des Staurohrs zunimmt, bei geringen Geschwindigkeiten oder in großer Höhe, beginnt das Ablösen der Grenzschicht bereits hinten am Staurohr. Falls die Neigung groß genug ist, bewegt sich diese Ablösezone nach vorn in Richtung des Endstücks und erreicht die Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der von den Bohrungen für den statischen Druck gemessene Druck mit zunehmen- 6s der Neigung geändert, jedoch tritt dann eine plötzliche Änderung des statischen Drucks ein. Der beim bekannten Staurohr vorgesehene Ring dient als Störorgan, das in bestimmtem Abstand von dep strömungsgünstigen Nasenfläche nach hinten derart angeordnet ist, daß die laminare Strömung der Grenzschicht eine turbulente Strömung wird, wenn sie diesen Ring erreicht, und zwar vor Ablösen dieser Grenzschicht, wobei die Bohrungen für die Aufnahme des statischen Drucks stromabwärts zum Ring in einem solchen Abstand von diesem angeordnet sind, daß das Ablösen der Grenzschicht nicht stromaufwärts zu den Bohrungen erfolgt Eine turbulente Grenzschicht neigt nämlich weniger als eine laminare Schicht dazu, sich abzulösen; sie kann besser an einer Oberfläche auf einer größeren Länge haften. Die Verwendung des Rings erhöht den Neigungswinkel, unter dem das Ablösen stromaufwärts zu den Bohrungen für die Aufnahme des statischen Drucks stattfindet

Das bekannte Staurohr (vgl. FR-PS 14 73 680) beschäftigt sich also lediglich mit der Fehlerkompensation bei einer zur Achse des Staurohrs nicht parallen. d.h. be^frächtlich geneigten Luftströmung, wobei der Ring immer stromaufwärts zu den Bohrungen für die Aufnahme des statischen Drucks angeordnet ist.

Es sind zwar bereits Lösungsversuche bekannt (vgl. DT-AS 12 26 332 und DT-OS 19 20 699), bei paralleler Luftströmung auftretende Druckfehler zu kompensieren, doch GJnd diese verhältnismäßig aufwendig, indem entweder eine für das Messen des wahren statischen Drucks vorgesehene Vorrichtung für den im Bereich der Meßöffnungen liegenden Teil des Staurohrs ein rotationssymmetrisches konvexes Strömungsprofil aufweist (vgl. DT-AS 12 26 332) oder eine kurze Meßsonde, um den störenden Einfluß ihrer Tragstrebe auf den von der Sondenöffnung ermittelten statischen Druck möglichst auszuschalten, in Längsrichtung des Sondenrohrs auf einem besonders profilierten Abschnitt mehrere Öffnungen aufweist, die mit mehreren Rohrleitung im Inneren des Sondenrohrs zusammenwirken (vgl. DT-OS 19 20 699).

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Staurohr der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß in einfacher Weise die Kompensation von Fehlern ermöglicht wird, die dadurch entstehen, daß der das Staurohr verwendende Flugapparat die Messung des statischen Drucks beeinflußt.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst

Durch das erfindungsgemäße Staurohr werden also Fehler bei der Messung des statischen Drucks kompensiert die durch Einwirkung des das Staurohr tragenden Flugapparats bei zur Achse des Staurohrs parallelem Luftstrom auftreten.

Es ist ferner ersichtlich, daß beim erfindungsgemäßen Staurohr im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik (vgl. FR-PS 14 73 680) der Ring entweder vor oder hinter den Bohrungen liegt, je nach dem Vorzeichen des zu kompensierenden Fehlers. Ferner wird beim erfindungsgemäßen Staurohr der Ring verhältnismäßig nahe zu den Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks angebracht, damit diese Bohrungen in die Unter- oder Überdruckzone gelangen, die der Ring erzeugt, während bei dem bekannten Staurohr (vgl. FR-PS 14 73 680) der Ring sich an einem Ende des Staurohrs, d.h. im wesentlichen am Ende der strömungsgünstigen Nasenfläche, befindet und die Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks am anderen Ende des Staurohrs angeordnet sind.

Schließlich kann die Erfindung bei bereits vorhandenen, normalen Staurohren angewendet werden, indem

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einfach nachträglich der Ring in der Nähe der bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks auf die zylindrische Außenfläche des Staurohres gesetzt wird, was einen besonderen Vorteil darstellt, insbesondere gegenüber den beiden anderen bekannten Staurohren (vgL DT-AS 12 26 332, DT-OS 19 20699), die keine derartige einfache Umrüstung vorhandener Staurohre gestatten.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die. Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Staurohr in dem der Ring vor den Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks angeordnet ist

F i g. 2 eine Ansicht nach Pfeil A von F i g. 1,

Fig.3 ein Staurohr ähnlich wie in Fig. 1, wobei jedoch der Ring hinter den Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks angeordnet ist,

F i g. 4 den Ring mit Formprofil des Querschnitts, und F i g. 5 den Ring mit Rechteckprofil des Querschnitts. Das Staurohr zur Aufnahme des Gesamtdrucks und des statischen Drucks der Luftströmung besitzt ein Endstück 1 (Fig. 1, 2). Eine strömungsgünstige Nasenfläche 2 des Endstücks besitzt zur Aufnahme des Gesamtdrucks eine Bohrung 3, die symmetrisch in bezug auf die geometrische Achse 4 des Endstücks 1 liegt. Die strömungsgünstige Nasenfläche 2 geht stufenlos in eine zylindrische Fläche 5 über. Auf der zylindrischen Fläche 5 sind Bohrungen 6 zur Aufnahme des statischen Drucks angebracht. Vor den Bohrungen 6 ist symmetrisch zur Achse 4 auf der zylindrischen Fläche 5 ein Ring 7 angeordnet. Diese Anordnung des Ringes erzeugt einen Unterdruck am Ort der Bohrungen 6 und verringert auf diese Weise die Größe des vom Staurohr gemessenen statischen Drucks. Deshalb gestattet die Anordnung des Ringes 7 vor den Bohrungen 6 für den statischen Druck, die Fehler beim Messen des statischen Drucks zu kompensieren, wenn sich das Staurohr in einer Zone befindet, wo der statische Druck größer ist als der statische Druck der ungestörten Strömung.

Wenn sich aber das Staurohr in einer Zone befindet, wo der statische Druck geringer ist als der statische Druck der ungestörten Strömung, wird der Ring 7 hinter den Bohrungen 6 angeordnet, wie es in Fig.3 dargestellt ist In diesem Fall wird der Fehler beim Messen des statischen Drucks ebenfalls kompensiert weil der Ring 7 vor sich eine Überdri'ckzone entstehen läßt

Die Abmessungen des Ringes 7, sein Querschnittsprofil und seine Anordnungsstelle am Endstück 1 werden experimentell in Abhängigkeit von der Größe und dem Vorzeichen des Fehlers gewählt der durch den Flugapparat in die Messung des statischen Drucks gebracht wird.

Das Staurohr steht über Stutzen 9 und 10 sowie über nicht dargestellte Rohrleitungen mit entsprechenden Geräten in Verbindung, denen Gesamtdruck und statischer Druck zusammen oder getrennt zugeführt werden müssen. Beispielsweise ist ein Höhenmesser mit dem Stutzen 9 verbunden, der über einen luftdicht abgeschlossenen kaum (nicht abgebildet) mit den Bohrungen 6 zur Aufnahme des statischen Drucks in Verbindung steht; ein Fahrtmesser ist sowohl mit dem Stutzen 9 als auch mit dem Stutzen 10 verbunden, der mit der Bohrung 3 zur Aufnahme des Gesamtdrucks verbunden ist.

Das Staurohr zur Messung des Gesamtdrucks und des statischen Drucks von Luftströmung, das gemäß der Erfindung ausgeführt ist, arbeitet auf dieselbe Weise wie die allgemein bekannten Staurohre.

Flugerprobungen von Hubschraubern, die mit Versuchsmustern der erfindungsgemäßen Staurohre ausgestattet wurden, haben gezeigt, daß durch die Anordnung von Ringen am Endstück die Kompensation der Fehler gewährleistet wird, die durch Einwirkung des Flugapparats auf den Flugwind entstehen, so daß eine relativ hohe Meßgenauigkeit des statischen Drucks sichergestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Staurohr zur Aufnahme des Gesamtdrucks und des statischen Drucks der Luftströmung, das ein S Endstück enthält, dessen strömungsgünstige Nasenfläche eine Bohrung zur Aufnahme des Gesamtdrucks auf weist und in eine zylindrische Außenfläche mit Bohrungen zur Aufnahme des statischen Drucks übergeht, wobei an der zylindrischen Außenfläche des Endstücks ein Ring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (7) in bezug auf die Bohrungen (6) zur Aufnahme des statischen Druckes derart angeordnet ist, daß diese entweder in der hinter dem Ring (7) erzeugten Unterdnickzo- is ne oder in der vor dem Ring (7) erzeugten Oberdruckzone so liegen, daß der Fehler beim Messen des statischen Druckes unter Berücksichtigung seines Vorzeichens kompensiert ist.

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