DE4443665A1 - Strömungssensor - Google Patents

Strömungssensor

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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/0006—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances
    • G01P13/0026—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances by using deflection of baffle-plates
    • G01P13/0033—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances by using deflection of baffle-plates with electrical coupling to the indicating device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D43/00—Arrangements or adaptations of instruments
    • B64D43/02—Arrangements or adaptations of instruments for indicating aircraft speed or stalling conditions
    • H—ELECTRICITY
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Description

Die Erfindung betrifft einen binären Strömungssensor zur Signalisierung einer Strömungsablösung an Tragflügeln, insbesondere bei langsam fliegenden Fluggeräten (z. B. Hängegleiter).
Es soll die Entwicklung der Strömungsablösung an einem Tragflügel erkannt werden, um schädliche Druckwiderstände zu reduzieren und um Gefahrensituationen aufgrund von vollständigem oder teilweisem Strömungsabriß (Stall) am Tragflügel zu verhindern.
Es ist bekannt Strömungsrichtungen mit Woll- oder Rauchfäden sichtbar zu machen. Auch durch Messung der Fluggeschwindigkeit oder des Anstellwinkels versucht man auf einen bevorstehenden Strömungsabriß zu schließen.
Für die ersten beiden Methoden ist es allerdings notwendig das gesamte Kontrollgebiet ständig zu beobachten und außerdem im Falle der Rauchfäden strömungsstörende und gewichtsintensive Einrichtungen zu installieren. Auch die Ermittlung der Fluggeschwindigkeit und des Anstellwinkels stellen bei einseitigen oder örtlichen Ablösungen, wie sie etwa im Kurvenflug, bei Turbulenzen (Böen, Thermik) oder bei unsymmetrischen Anströmungen (Schiebeflug, Slip) auftreten, nur beschränkt taugliche Informationen für die Beurteilung des Strömungszustandes am Flügel dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Sensor zu schaffen, der auf einfache Weise eine Fernanzeige des Strömungungszustandes an einer bestimmten Stelle am Flügel ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein massearmer, einarmiger Hebel aus federndem Werkstoff fest eingespannt ist und eine Kontaktfahne trägt, daß am freien Ende des Hebels eine Prallfläche vorgesehen ist und, daß eine auf die Prallfläche auftreffende Strömung den Hebel verbiegt und den Kontakt betätigt.
Als weitere Ausbildungen der Erfindung wird für den Hebel elektrisch leitender Werkstoff eingesetzt und zwar nichtrostender Stahl mit Federeigenschaften. Dabei ist der Hebelquerschnitt annähernd rechteckig mit einem Verhältnis von Breite zu Dicke größer als 30. Die Dicke beträgt vorzugsweise zwischen 0,02 mm und 0,03 mm. Zur Stabilisierung der Bewegungsrichtung des Hebels ist nahe vor dessen eingespanntem Fuß ein Fenster vorgesehen, wodurch die Breite der federnden Stege festgelegt wird. Die Kontaktfahne ist selbst auch federnd am Hebel angebracht um Fehlauslösungen bei Vibration des Sensors abzufangen. Die Kontaktsignalisierung ist Teil einer Fernanzeige.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei verteilter Anordnung von Strömungssensoren eine Fernanzeige für den Piloten verwirklicht werden kann, die ihm beispielsweise erlaubt in der Startphase sich des vollständigen Anliegens der Strömung am Hügel zu vergewissern, im Flug die Entwicklung von Gefahrensituationen bei fortschreitenden Strömungsablösungen rechtzeitig zu erkennen sowie schädliche Druckwiderstände durch Vermeiden von Verwirbelungen bedeutend zu reduzieren. Dies ist durch die Erfindung mit geringem energetischen Aufwand und verschwindend kleiner Störung der Strömung erreichbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Strömungssensor wie er auf eine Trägerplatte 6 aufgebracht ist. Leiterbahnen 7 führen einmal zum Fuß 4 des Sensors und außerdem zu einem Gegenkontakt 8. Bei genügend starker Strömung an der Prallplatte 3 wird die Kontaktfahne 2 über den Hebel 1 gegen den Widerstand der Federkraft, hervorgerufen durch die Stege 5, betätigt. Es kommt zur Berührung zwischen Kontaktfahne 2 und Gegenkontakt 8. Unterschreitet am Ort des Sensors die Strömungsgeschwindigkeit danach wieder einen charakteristischen Wert oder erfolgt eine Ablösung der Strömung oder eine Rückströmung, so öffnet der Kontakt wieder. Die Zustände des Sensors sind dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt entweder geöffnet oder geschlossen ist.
In Fig. 2 sind beispielsweise 3 auf einem Flügel verteilt angeordnete Strömungssensoren zu sehen. Sensor A befindet sich im Bereich anliegender Strömung und wird dies bei ausreichend großer Strömungsgeschwindigkeit durch den geschlossenen Kontakt anzeigen. An der Stelle des Sensors B ist gerade der Ablösungspunkt erreicht wodurch dieser Sensor also geöffnet ist. Sensor C befindet sich im Innern eines Ablösungsgebiets mit vorliegender Rückströmung, so daß auch dieser geöffnet ist. Sollte sich das Ablösungsgebiet weiter ausdehnen, z. B. bei Erhöhung des Anstellwinkels, würde später auch Sensor A erreicht werden und sich öffnen. Mit dieser Anordnung läßt sich somit der zeitliche Entwicklungsverlauf eines Ablösungsgebietes beschreiben.

Claims (8)

1. Strömungssensor zur Signalisierung einer Strömungsablösung an Tragflügeln, insbesondere bei langsam fliegenden Fluggeräten (z. B. Hängegleiter), dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein massearmer, einarmiger Hebel (1) aus federndem Werkstoff fest eingespannt ist und eine Kontaktfahne (2) trägt,
  • - daß am freien Ende des Hebels eine Prallfläche (3) vorgesehen ist und,
  • - daß eine auf die Prallfläche auftreffende Strömung den Hebel verbiegt und den Kontakt betätigt.
2. Strömungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß elektrisch leitender Werkstoff als Hebelwerkstoff dient.
3. Strömungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß als Werkstoff nichtrostender Stahl verwendet wird.
4. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Hebelquerschnitt annähernd rechteckig ist, mit einem Verhältnis von Breite zu Dicke größer als 30.
5. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Dicke im Bereich von 0,01 mm bis 0,1 mm liegt, vorzugs­ weise aber zwischen 0,02 mm und 0,03 mm beträgt.
6. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zur Stabilisierung der Bewegungsrichtung des Hebels nahe vor dessen eingespanntem Fuß (4) ein Fenster vorgesehen ist, wodurch die Breite der federnden Stege (5) festgelegt wird.
7. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zur Verhinderung von Fehlauslösungen aufgrund von Schwingungen des Sensors, die Kontaktfahne (2) selbst auch federnd angebracht ist.
8. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Kontaktsignalisierung Teil einer Fernanzeige ist.
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