RU2493570C1 - Air signal system - Google Patents

Air signal system Download PDF

Info

Publication number
RU2493570C1
RU2493570C1 RU2012103210/28A RU2012103210A RU2493570C1 RU 2493570 C1 RU2493570 C1 RU 2493570C1 RU 2012103210/28 A RU2012103210/28 A RU 2012103210/28A RU 2012103210 A RU2012103210 A RU 2012103210A RU 2493570 C1 RU2493570 C1 RU 2493570C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transducer
converter
pressure
ninth
temperature
Prior art date
Application number
RU2012103210/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012103210A (en
Inventor
Валерий Павлович Белов
Виктор Иванович Кожевников
Леонид Семенович Кудрявцев
Николай Николаевич Макаров
Михаил Юрьевич Сорокин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") filed Critical Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП")
Priority to RU2012103210/28A priority Critical patent/RU2493570C1/en
Publication of RU2012103210A publication Critical patent/RU2012103210A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2493570C1 publication Critical patent/RU2493570C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: air signal system includes receivers and sensors for full and static pressure and braking temperature, as well as eighteen parameter converters. At the outputs of the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth converters, temperature of the free stream, indicated speed, true air speed, pressure altitude, density and impact pressure are generated according to a number M, and at the outputs of the thirteenth, fourteenth, fifteenth, sixteenth, seventeenth, eighteenth and twelfth converters, pressure altitude, density, true air speed, indicated speed, impact pressure and temperature of the free stream are generated according to the number M. The first and fourth converters are connected to the full and static pressure sensor, the third converter is connected to the braking temperature sensor, the ninth and seventh converters are connected to the full pressure sensor and the eleventh converter is connected to the braking temperature sensor.
EFFECT: high accuracy of measurement, wider range of measured altitude and flight speed.
3 dwg

Description

Изобретение касается совершенствования систем воздушных сигналов в части точности измерения в области больших высот и скоростей полета летательных аппаратов.The invention relates to the improvement of air signal systems in terms of measurement accuracy in the field of high altitudes and flight speeds of aircraft.

Известны системы измерения воздушных параметров, описанные, например, в [1] (стр.341-356) и [2] (стр.355-374), в основе которых положено восприятие давления полного торможения и статического давления невозмущенного потока, а также температуры торможения. Такие системы в настоящее время установлены на всех классах летательных аппаратов.Known systems for measuring air parameters, described, for example, in [1] (p. 341-356) and [2] (p. 355-374), which are based on the perception of full braking pressure and static pressure of the unperturbed flow, as well as temperature braking. Such systems are currently installed on all classes of aircraft.

Для проектируемых в настоящее время высотных сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных аппаратов традиционные системы воздушных сигналов могут оказаться непригодными в силу недостаточной точности измерения.For currently designed high-altitude supersonic and hypersonic aircraft, traditional airborne signal systems may be unsuitable due to insufficient measurement accuracy.

Основанием к этому является неточность восприятия и измерения статического давления, так как с увеличением высоты погрешность восприятия и измерения приближается к измеряемой величине. Это накладывает соответствующие ограничения применимости известных систем воздушных сигналов по высотности.The reason for this is the inaccuracy in the perception and measurement of static pressure, since with an increase in altitude, the error in perception and measurement approaches the measured value. This imposes corresponding limitations on the applicability of known altitude air signal systems.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение возможностей точного измерения систем воздушных сигналов в более широком диапазоне высот и скоростей полета.The problem to which the invention is directed, is to expand the ability to accurately measure airborne signal systems in a wider range of altitudes and flight speeds.

Технический результат заключается в том, что в предлагаемой системе используется статистическая связь между статическим давлением и температурой невозмущенного потока, которая установлена стандартными атмосферами ВСА-60 [4], ГОСТ 4401-64 [5] или ГОСТ 4401-73 [6]. На основе этой связи и известных соотношений, увязывающих параметры температур торможения и невозмущепного потока, давлений торможения и невозмущенного потока и числа М, определяется та же совокупность воздушных сигналов, что и у известных систем. Отличие состоит в том, что непосредственное восприятие статического давления невозмущенного потока при известном сочетании высоты и числа М исключается, но при этом также как и у известных систем используются данные о давлении и температуре торможения.The technical result consists in the fact that the proposed system uses a statistical relationship between static pressure and the temperature of the undisturbed flow, which is established by the standard atmospheres of BCA-60 [4], GOST 4401-64 [5] or GOST 4401-73 [6]. On the basis of this connection and the known relations linking the parameters of braking temperatures and non-perturbing flow, braking pressures and unperturbed flow and number M, the same set of air signals is determined as with known systems. The difference is that the direct perception of the static pressure of the unperturbed flow with a known combination of height and number M is excluded, but at the same time, like the known systems, data on pressure and braking temperature are used.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 представлена структурная схема известных систем воздушных сигналов, гдеFigure 1 presents the structural diagram of known systems of air signals, where

1 - приемник полного давления РП,1 - receiver full pressure R P ,

2 - датчик полного давления РП,2 - full pressure sensor R P ,

3 - приемник температуры торможения ТП,3 - receiver braking temperature T P ,

4 - датчик температуры торможения ТП,4 - brake temperature sensor T P ,

5 - приемник статического давления РН,5 - receiver static pressure P N

6 - датчик статического давления РН,6 - static pressure sensor P N

7 - первый преобразователь,7 - the first Converter

8 - второй преобразователь,8 - the second Converter

9 - третий преобразователь,9 - the third Converter

10 - четвертый преобразователь,10 - the fourth Converter

11 - пятый преобразователь,11 - fifth converter

12 - шестой преобразователь,12 - sixth converter

13 - седьмой преобразователь,13 - seventh Converter

14 - восьмой преобразователь,14 - eighth Converter

q - скоростной напор,q - velocity head,

М - число Маха,M is the Mach number,

V - истинная воздушная скорость,V is the true airspeed,

ТН - температура невозмущенного потока,T N - the temperature of the unperturbed stream,

ρН - плотность воздуха,ρ N is the density of air,

Н - барометрическая высота,N - barometric height

Vпр - приборная скорость.V ol - instrument speed.

Приемник 1 и датчик 2 полного давления РП, приемник 3 и датчик 4 температуры торможения ТП, приемник 5 и датчик 6 статического давления РН функционально связаны с преобразователями. Первый преобразователь 7 подключен к датчикам полного 2 и статического 6 давления, второй преобразователь 8 подключен к первому преобразователю 7, третий преобразователь 9 подключен к датчику температуры торможения 4 и второму преобразователю 8, четвертый преобразователь 10 подключен к датчикам полного 2 и статического 6 давления, пятый преобразователь 11 подключен ко второму 8 и третьему 9 преобразователям, шестой преобразователь 12 подключен к датчику статического давления 6, седьмой преобразователь 13 подключен к датчику статического давления 6 и третьему преобразователю 9, восьмой преобразователь 14 подключен к датчику статического давления 6 и второму преобразователю 8.The receiver 1 and the sensor 2 of the total pressure R P , the receiver 3 and the sensor 4 of the braking temperature T P , the receiver 5 and the sensor 6 of the static pressure R N are functionally connected with the transducers. The first transducer 7 is connected to the sensors 2 full and static 6 pressure, the second transducer 8 is connected to the first transducer 7, the third transducer 9 is connected to the brake temperature sensor 4 and the second transducer 8, the fourth transducer 10 is connected to the sensors 2 full and static 6 pressure, fifth a transducer 11 is connected to a second 8 and a third 9 transducers, a sixth transducer 12 is connected to a static pressure sensor 6, a seventh transducer 13 is connected to a static pressure sensor I 6 and a third inverter 9, the eighth inverter 14 is connected to a static pressure sensor 6 and the second transducer 8.

На фиг.2 представлена структурная схема предлагаемой системы воздушных сигналов.Figure 2 presents the structural diagram of the proposed system of air signals.

1 - приемник полного давления РП,1 - receiver full pressure R P ,

2 - датчик полного давления РП,2 - full pressure sensor R P ,

3 - приемник температуры торможения ТП,3 - receiver braking temperature T P ,

4 - датчик температуры торможения ТП,4 - brake temperature sensor T P ,

5 - приемник статического давления РН,5 - receiver static pressure P N

6 - датчик статического давления РН,6 - static pressure sensor P N

7 - первый преобразователь,7 - the first Converter

8 - второй преобразователь,8 - the second Converter

9 - третий преобразователь,9 - the third Converter

10 - четвертый преобразователь,10 - the fourth Converter

11 - пятый преобразователь,11 - fifth converter

12 - шестой преобразователь,12 - sixth converter

13 - седьмой преобразователь,13 - seventh Converter

14 - восьмой преобразователь,14 - eighth Converter

15 - девятый преобразователь,15 - ninth converter

16 - десятый преобразователь,16 - tenth converter

17 - одиннадцатый преобразователь,17 - eleventh Converter

18 - двенадцатый, преобразователь,18 - twelfth converter

19 - тринадцатый преобразователь,19 - thirteenth converter

20 - четырнадцатый преобразователь,20 - fourteenth Converter

21 - пятнадцатый - преобразователь,21 - fifteenth - Converter

22 - шестнадцатый преобразователь,22 - sixteenth Converter

23 - семнадцатый преобразователь,23 - seventeenth Converter

24 - восемнадцатый преобразователь.24 - eighteenth Converter.

q - скоростной напор,q - velocity head,

М - число Маха,M is the Mach number,

V - истинная воздушная скорость,V is the true airspeed,

ТН - температура невозмущенного потока,T N - the temperature of the unperturbed stream,

ρН - плотность воздуха,ρ N is the density of air,

Н - барометрическая высота,N - barometric height

Vпр - приборная скорость.V ol - instrument speed.

Приемник 1 и датчик 2 полного давления РП, приемник 3 и датчик 4 температуры торможения ТП, приемник 5 и датчик 6 статического давления РН функционально связаны с преобразователями. Первый преобразователь 7 подключен к датчикам полного 2 и статического 6 давления, второй преобразователь 8 подключен к первому преобразователю 7, третий преобразователь 9 подключен к датчику температуры торможения 4 и второму преобразователю 8, четвертый преобразователь 10 подключен к датчикам полного 2 и статического 6 давления, пятый преобразователь 11 подключен ко второму 8 и третьему 9 преобразователям, шестой преобразователь 12 подключен к датчику статического давления 6, седьмой преобразователь 13 подключен к датчику статического давления 6 и третьему преобразователю 9, восьмой преобразователь 14 к датчику статического давления 6 и второму преобразователю 8, девятый преобразователь 15 подключен к датчику полного давления 2 и десятому преобразователю 16, одиннадцатый преобразователь 17 подключен к датчику температуры торможения 4 и двенадцатому преобразователю 18, который подключен к девятому преобразователю 15, тринадцатый преобразователь 19 подключен к десятому преобразователю 16, четырнадцатый преобразователь 20 подключен к девятому преобразователю 15, пятнадцатый преобразователь 21 подключен к девятому 15 и двенадцатому 18 преобразователям, шестнадцатый преобразователь 22 подключен к двенадцатому 18 и тринадцатому 19 преобразователям, семнадцатый преобразователь 23 подключен к датчику полного давления 2 и девятому преобразователю 15, восемнадцатый преобразователь 24 подключен к тринадцатому 19 и девятому 15 преобразователям, при чем на выходах тринадцатого 19, четырнадцатого 20, пятнадцатого 21, шестнадцатого 22, семнадцатого 23, восемнадцатого 24 и двенадцатого 18 преобразователей формируются соответственно число М, барометрическая высота Н, плотность ρН, истинная воздушная скорость V, приборная скорость Vпр, скоростной напор q и температура невозмущенного потока ТН.The receiver 1 and the sensor 2 of the total pressure R P , the receiver 3 and the sensor 4 of the braking temperature T P , the receiver 5 and the sensor 6 of the static pressure R N are functionally connected with the transducers. The first transducer 7 is connected to the sensors 2 full and static 6 pressure, the second transducer 8 is connected to the first transducer 7, the third transducer 9 is connected to the brake temperature sensor 4 and the second transducer 8, the fourth transducer 10 is connected to the sensors 2 full and static 6 pressure, fifth a transducer 11 is connected to a second 8 and a third 9 transducers, a sixth transducer 12 is connected to a static pressure sensor 6, a seventh transducer 13 is connected to a static pressure sensor 6 and the third transducer 9, the eighth transducer 14 to the static pressure transducer 6 and the second transducer 8, the ninth transducer 15 is connected to the total pressure transducer 2 and the tenth transducer 16, the eleventh transducer 17 is connected to the brake temperature sensor 4 and the twelfth transducer 18, which is connected to the ninth converter 15, the thirteenth converter 19 is connected to the tenth converter 16, the fourteenth converter 20 is connected to the ninth converter 15, the fifteenth converter The transmitter 21 is connected to the ninth 15 and twelfth 18 transducers, the sixteenth transducer 22 is connected to the twelfth 18 and thirteenth 19 transducers, the seventeenth transducer 23 is connected to the full pressure transducer 2 and the ninth transducer 15, the eighteenth transducer 24 is connected to the thirteenth 19 and ninth 15 transducers, when than at the outputs of the thirteenth 19, fourteenth 20, fifteenth 21, sixteenth 22, seventeenth 23, eighteenth 24 and twelfth 18 converters the numbers M, ba are formed, respectively ometricheskaya height H, the density ρ H, V true airspeed, indicated airspeed V pr, q and velocity head temperature T H of the undisturbed flow.

На фиг.3 в координатах высота Н и число, М показаны границы применимости предлагаемой и известных систем воздушных сигналов. Там же показаны ограничения по минимальному скоростному напору qmin=200 кг/м2 и температуре торможения ТП=2000°К.Figure 3 in the coordinates of the height H and the number, M shows the limits of applicability of the proposed and known systems of air signals. It also shows the restrictions on the minimum velocity head q min = 200 kg / m 2 and the braking temperature T P = 2000 ° K.

Как это следует из фиг.1 у известных систем воздушных параметров, основанных на восприятии и измерении параметров РП, ТП и РН, указанная совокупность выходных сигналов получается следующим образом:As it follows from figure 1 for known systems of air parameters based on the perception and measurement of parameters R P , T P and R N , the specified set of output signals is obtained as follows:

В первом преобразователе 7 решается отношение P П Р Н = ψ ( М ) ,

Figure 00000001
а во втором преобразователе 8 формируется число М, в третьем преобразователе 9 по числу М и температуре торможения ТП формируется температура невозмущенного потока как Т Н = Т П 1 + 0.2 М 2 ,
Figure 00000002
в четвертом преобразователе 10 на основе разности давлений РП и РН формируется значение приборной скорости Vпp, в пятом преобразователе 11 на основе числа М и температуры ТН формируется значение истинной воздушной скорости VIn the first transducer 7, the ratio P P R N = ψ ( M ) ,
Figure 00000001
and in the second converter 8, the number M is formed, in the third converter 9 by the number M and the braking temperature T P the temperature of the unperturbed flow is formed as T N = T P one + 0.2 M 2 ,
Figure 00000002
in the fourth transducer 10, based on the pressure difference P P and P N , the value of the instrument speed V p is formed , in the fifth transducer 11, based on the number M and temperature T N , the value of the true air speed V is formed

V = C M T H ,

Figure 00000003
С - постоянная, V = C M T H ,
Figure 00000003
C is a constant

в шестом преобразователе 12 на основе давления РН формируется барометрическая высота Нa sixth inverter 12 based on the pressure P H is formed barometric altitude H

Н=f(РН) на основе стандартной атмосферы, в седьмом преобразователе 13 на основе температуры ТН и давления РН формируется плотность ρН H = f (P N ) based on the standard atmosphere, in the seventh transducer 13 based on the temperature T N and pressure P N the density ρ N is formed

ρ H = P H R T H

Figure 00000004
, R - газовая постоянная ρ H = P H R T H
Figure 00000004
, R is the gas constant

и наконец в восьмом преобразователе 14 на основе числа М и статического давления РН формируется значение скоростного напора qand finally, in the eighth transducer 14, on the basis of the number M and the static pressure P N , the value of the pressure head q

q = 0.7 M 2 P H

Figure 00000005
. q = 0.7 M 2 P H
Figure 00000005
.

В предлагаемой системе воздушных сигналов на фиг.2 при определенном соотношении высоты и скорости одновременно с приемником 1 и датчиком 2 полного давления РП, приемником 3 и датчиком 4 температуры торможения ТП начинают функционировать преобразователи с девятого 15 по восемнадцатый 24.In the proposed system of air signals in figure 2, with a certain ratio of height and speed, simultaneously with the receiver 1 and the sensor 2 of the total pressure R P , the receiver 3 and the sensor 4 of the braking temperature T P begin to operate the converters from the ninth to the eighteenth 24.

Так в девятом преобразователе 15 на основе известной функции ψ(М) с десятого преобразователя 16 и давления торможения РП с датчика 2 формируется статическое давление РН, какSo in the ninth transducer 15, based on the known function ψ (M) from the tenth transducer 16 and the braking pressure P P from the sensor 2, a static pressure P N is formed , as

Р Н = P П ψ ( М )

Figure 00000006
, где R N = P P ψ ( M )
Figure 00000006
where

ψ ( M ) = 166.92 M 7 ( 7 M 2 1 ) 2.5

Figure 00000007
при М≥1. ψ ( M ) = 166.92 M 7 ( 7 M 2 - one ) 2.5
Figure 00000007
with M≥1.

В двенадцатом преобразователе 18 на основе принятой модели атмосферы, устанавливающей связь ТН=f(РН), на выходе формируется температура невозмущенного потока ТН, в одиннадцатом преобразователе 17 на основе температуры торможения с датчика 4 и температуры ТН с двенадцатого преобразователя 18 формируется функция числа М, видаIn the twelfth transducer 18, on the basis of the accepted atmospheric model, which establishes the connection T Н = f (Р Н ), the temperature of the undisturbed flow Т Н is formed at the output, in the eleventh transducer 17, based on the braking temperature from the sensor 4 and the temperature Т Н from the twelfth transducer 18, is formed function of the number M, of the form

Т П Т Н = 1 + 0.2 M 2 ,

Figure 00000008
T P T N = one + 0.2 M 2 ,
Figure 00000008

являющаяся входной для десятого преобразователя 16, на выходе тринадцатого преобразователя 19 на основе значения функции ψ(М) с выхода десятого преобразователя 16 формируется число М, в четырнадцатом преобразователе 20 на основе давления РН с девятого преобразователя 15 формируется барометрическая высота H=f(РН), в пятнадцатом преобразователе 21 на основе давления РН и температуры ТН формируется плотность ρH which is the input to the tenth transducer 16, the output of the thirteenth transducer 19 is formed based on the value of the function ψ (M) from the output of the tenth transducer 16, the number M is formed in the fourteenth transducer 20 based on the pressure Р Н from the ninth transducer 15 and the barometric height H = f (Р H ), in the fifteenth transducer 21 on the basis of pressure P N and temperature T N the density ρ H is formed

ρ H = P H R T H ,

Figure 00000009
ρ H = P H R T H ,
Figure 00000009

R - газовая постоянная,R is the gas constant

в шестнадцатом преобразователе 22 на основе числа М и температуры ТН формируется истинная воздушная скоростьin the sixteenth transducer 22, based on the number M and the temperature T N , the true air speed is formed

V = C M T H ,

Figure 00000010
С - постоянная, V = C M T H ,
Figure 00000010
C is a constant

в семнадцатом преобразователе 23 на основе давлений РП и РН, соответственно с датчика 2 и девятого преобразователя 15 формируется приборная скорость какin the seventeenth transducer 23, based on the pressures P P and P N , respectively, from the sensor 2 and the ninth transducer 15, the instrument speed is formed as

V п р = f ( P П P H )

Figure 00000011
, V P R = f ( P P - P H )
Figure 00000011
,

в восемнадцатом преобразователе 24 на основе числа М и давления РН с тринадцатого 19 и девятого 15 преобразователей формируется скоростной напор qin the eighteenth transducer 24, based on the number M and pressure P N from the thirteenth 19 and ninth 15 transducers, a pressure head q

q = 0.7 M 2 P H .

Figure 00000012
q = 0.7 M 2 P H .
Figure 00000012

Для определения ориентировочных границ применимости известных систем воздушных сигналов, элементы которых обозначены на фиг.1 и фиг.2 с 1 по 14, и предлагаемой системы, элементы которой обозначены на фиг.2 с 1 по 4 и с 15 по 24, достаточно провести их сравнение по точности измерения.To determine the approximate limits of applicability of the known systems of air signals, the elements of which are indicated in figure 1 and figure 2 from 1 to 14, and the proposed system, the elements of which are indicated in figure 2 from 1 to 4 and from 15 to 24, it is enough to spend them comparison by measurement accuracy.

Поскольку как известные фиг.1 так и предлагаемая структура системы фиг.2 используют информацию о давлении и температуре торможения, которые измеряются достаточно точно, то при анализе их погрешностями можно пренебречь.Since both the known figure 1 and the proposed structure of the system of figure 2 use information about the pressure and braking temperature, which are measured quite accurately, when analyzing their errors can be neglected.

Как было уже указано, основную долю погрешности в известных системах с увеличением высоты полета вносит погрешность восприятия и измерения статического давления невозмущенного потока РН.As already indicated, the main part of the error in known systems with increasing flight altitude is introduced by the error in the perception and measurement of the static pressure of the unperturbed flow P N.

Будем считать, что в известном диапазоне углов скоса потока суммарная ошибка восприятия давления РН, а также ошибка измерения РН датчиком давления не превышает 0.5 мм рт.ст. (66.5 Па), что составляет в пересчете на высоту Н на режимах взлета и посадки погрешность ΔН≈5.5 м.We assume that in the known range of bevel angles, the total pressure perception error P N , as well as the measurement error P N by the pressure sensor, does not exceed 0.5 mm Hg. (66.5 Pa), which is calculated in terms of the height H during take-off and landing, the error is ΔН≈5.5 m.

Из [2] для сверхзвуковых скоростей М>1 погрешность измерения числа М от неточности измерения давления невозмущенного потока можно определить по формулеFrom [2] for supersonic speeds M> 1, the error in measuring the number M from the inaccuracy of measuring the pressure of the unperturbed flow can be determined by the formula

δ 1 = Δ M M = 7 M 2 1 7 ( 2 M 2 1 ) Δ P H P H = 7 M 2 1 7 ( 2 M 2 1 ) 0.5 P H ,

Figure 00000013
δ one = Δ M M = - 7 M 2 - one 7 ( 2 M 2 - one ) Δ P H P H = - 7 M 2 - one 7 ( 2 M 2 - one ) 0.5 P H ,
Figure 00000013

где РН=f(Н) в мм рт.ст.where P N = f (N) in mmHg

Методическую погрешность измерения числа М предложенной системы с элементами 1÷4 и 15÷24 на фиг.2 от возможных отклонений температуры невозмущенного потока ТН от стандартной ТНст в зависимости от высоты Н можно определить из соотношенияThe methodological error of measuring the number M of the proposed system with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 in figure 2 from possible deviations of the temperature of the unperturbed flow T N from the standard T Nst depending on the height H can be determined from the relation

T H = T П 1 + 0.2 M 2 ,

Figure 00000014
T H = T P one + 0.2 M 2 ,
Figure 00000014

откудаwhere from

δ 2 = Δ M M = 1 + 0.2 M 2 0.4 M 2 Δ T H T H c c .

Figure 00000015
δ 2 = Δ M M = one + 0.2 M 2 0.4 M 2 Δ T H T H c c .
Figure 00000015

Для определения возможных отклонений ΔТН от стандартной температуры ТНст стандартной атмосферы для северного полушария, можно воспользоваться приложением 1 к «Таблице временной стандартной атмосферы» 1960 г. (ВСЛ-60) [3].To determine the possible deviations of ΔТ Н from the standard temperature Т Нst of the standard atmosphere for the northern hemisphere, you can use Appendix 1 to the “Table of the temporary standard atmosphere” of 1960 (AFL-60) [3].

Величины отклонений ±ΔТН в зависимости от высоты Н определим согласно [3] в доверительном интервале 80% вероятности всех возможных значений температуры для всего северного полушария. Для анализа примем предельные значения отклонений температуры от стандартной.The deviations ± ΔТ Н depending on the height Н will be determined according to [3] in the confidence interval of 80% of the probability of all possible temperature values for the entire northern hemisphere. For analysis, we accept the limiting values of temperature deviations from the standard.

Из соотношений δ1 и δ2 видно, что они являются функцией числа М и высоты Н.From the relations δ 1 and δ 2 it is clear that they are a function of the number M and the height N.

Очевидно, что отношение равное единицеObviously, the ratio is equal to unity

| δ 2 δ 1 | = 1 + 0.2 M 2 0.4 M 2 7 ( 2 M 2 1 ) 7 M 2 1 | Δ T H T H c c 0.5 P H | = 1

Figure 00000016
| δ 2 δ one | = one + 0.2 M 2 0.4 M 2 7 ( 2 M 2 - one ) 7 M 2 - one | Δ T H T H c c 0.5 P H | = one
Figure 00000016

определит равноценность с точки зрения точности измерения числа М известной системы воздушных сигналов и предлагаемой системой, показанной на фиг.2 элементами, обозначенными 1-4 и 15-24. Указанное соотношение в координатах М и Н устанавливает ориентировочные границы использования существующих систем воздушных сигналов.will determine the equivalence in terms of the accuracy of measuring the number M of the known system of air signals and the proposed system, shown in figure 2 by the elements designated 1-4 and 15-24. The indicated ratio in the coordinates M and H establishes the approximate boundaries of the use of existing air signal systems.

На фиг.3 приведены в координатах М и Н в диапазоне чисел М=2÷6 и высот Н=20÷50 км границы равной точности измерения известных систем воздушных сигналов и предложенной системы с элементами 1÷4 и 15÷24 на фиг.2.Figure 3 shows the coordinates of M and H in the range of numbers M = 2 ÷ 6 and heights H = 20 ÷ 50 km of the boundary of equal measurement accuracy of the known systems of air signals and the proposed system with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 in figure 2 .

В этих же координатах показаны ограничения по минимальному скоростному напору q=200 кг/м2 и температуре торможения ТП=2000°К.In the same coordinates, the restrictions on the minimum velocity head q = 200 kg / m 2 and the braking temperature T P = 2000 ° K are shown.

Заштрихованная область на фиг.3 между зависимостью 1 и зависимостью 2, которые соответствуют положительным и отрицательным максимальным отклонениям температуры ТН от стандартной ТНст принятой модели атмосферы соответствует равной точности измерения известных систем воздушных сигналов и предложенной со структурой элементов 1÷4 и 15÷24 фиг.2.The shaded region in Fig. 3 between dependence 1 and dependence 2, which correspond to positive and negative maximum deviations of temperature Т Н from the standard Т Нst of the accepted atmospheric model, corresponds to the equal measurement accuracy of known air signal systems and proposed with the structure of elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 figure 2.

Ниже этой области преимущества по точности измерения имеют известные системы, а выше - предложенная структура системы с элементами 1÷4 и 15÷24 на фиг.2. В заштрихованной области на фиг.3 предлагаемая система воздушных сигналов обладает дублированной информацией по выходным сигналам равноценной точности измерения, что расширяет в целом ее функциональные возможности в части контроля работоспособности предложенной системы. В целом же предложенная система существенно расширяет границы точного измерения воздушных сигналов до высот порядка 50 км.Below this area, known systems have advantages in measuring accuracy, and above is the proposed structure of the system with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 in FIG. 2. In the shaded area in figure 3, the proposed system of air signals has duplicated information on the output signals of equivalent measurement accuracy, which expands its overall functionality in terms of monitoring the health of the proposed system. In general, the proposed system significantly expands the boundaries of accurate measurement of air signals to heights of the order of 50 km.

Необходимо подчеркнуть здесь, что при данном сравнении принята модель атмосферы и связь РН=f(ТН), которая реализуется на фиг.2 в девятом преобразователе 15 для всего северного полушария по много годичным наблюдениям и отклонениям температуры от стандартной. Однако, если учитывать широтные и сезонные наблюдения (зима, лето…), то следует ожидать, что модели атмосферы могут быть другими и иметь меньшие предельные отклонения ТН от стандартной, что может повысить точность измерения предложенной системы с элементами 1÷4 и 15÷24. В этой связи двенадцатый преобразователь 18 на фиг.2 может содержать несколько моделей, учитывающих как сезонные, так и широтные наблюдения.It must be emphasized here that with this comparison, the atmospheric model and the relation P Н = f (Т Н ) were adopted, which is implemented in Fig. 2 in the ninth transducer 15 for the entire northern hemisphere according to many-year observations and temperature deviations from the standard. However, if we take into account latitudinal and seasonal observations (winter, summer ...), it should be expected that the atmospheric models can be different and have smaller limit deviations T N from the standard, which can increase the measurement accuracy of the proposed system with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24. In this regard, the twelfth transducer 18 in figure 2 may contain several models that take into account both seasonal and latitudinal observations.

Как видно из фиг.3, заштрихованная область лежит между двумя кривыми 1 и 2, которые могут быть описаны функциями граничных значений МГ1=f1(H) и МГ2=f2(H).As can be seen from figure 3, the shaded area lies between two curves 1 and 2, which can be described by the functions of the boundary values M G1 = f 1 (H) and M G2 = f 2 (H).

Располагая этими зависимостями, функционирование системы в целом может осуществляться следующим образом. Известная система воздушных сигналов с элементами 1÷14 на фиг.1 и фиг.2 измеряет высоту Н и число М, одновременно сравнивая вычисленное значение числа М с граничным МГ. При М<МГ1 информацию известных систем воздушных сигналов следует считать более предпочтительной. При М≥МГ1 и М≤МГ2 известные системы с элементами 1-14 и система воздушных сигналов с элементами 1÷4 и 15÷24 следует считать равнозначными по точности измерения.Having these dependencies, the functioning of the system as a whole can be carried out as follows. The known system of air signals with elements 1 ÷ 14 in figure 1 and figure 2 measures the height H and the number M, while comparing the calculated value of the number M with the boundary M G. When M <M G1, the information of known air signal systems should be considered more preferable. With M≥M G1 and M≤M G2, the known systems with elements 1-14 and the air signal system with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 should be considered equivalent in measurement accuracy.

При М>МГ2 предложенную структуру на фиг.2 с элементами 1÷4 и 15÷24 следует считать более предпочтительной по сравнению с известными системами с элементами 1÷14. При положении летательного аппарата в заштрихованной области на фиг.3 предложенная система воздушных сигналов располагает дублированной информацией о выходных сигналах, равноценной по точности измерения, что позволяет осуществлять контроль ее работоспособности в этих переходных режимах.When M> M G2, the proposed structure in figure 2 with elements 1 ÷ 4 and 15 ÷ 24 should be considered more preferable in comparison with known systems with elements 1 ÷ 14. With the position of the aircraft in the shaded area in figure 3, the proposed system of air signals has duplicated information about the output signals, equivalent in accuracy of measurement, which allows you to control its performance in these transitional modes.

Таким образом, предложенная структура системы воздушных сигналов на фиг.2 существенно расширяет область ее использования до высот порядка 50 км и чисел М=2÷6.Thus, the proposed structure of the system of air signals in figure 2 significantly expands the scope of its use to heights of the order of 50 km and numbers M = 2 ÷ 6.

Источники информацииInformation sources

1. Д.А. Браславский и др. «Авиационные приборы» Машиностроение. М., 1964 г.1. D.A. Braslavsky and others. "Aviation devices" Engineering. M., 1964

2. В.А. Боднер «Авиационные приборы» Машиностроение. М., 1969 г.2. V.A. Bodner "Aviation Devices" Engineering. M., 1969

3. Приложение 1 к «Таблице временной стандартной атмосферы» 1960 г. (ВСА-60)3. Appendix 1 to the “Table of the temporary standard atmosphere” 1960 (ICA-60)

4. «Таблица временной стандартной атмосферы» 1960 г. (ВСА-60).4. “Table of the temporary standard atmosphere” 1960 (VSA-60).

5. ГОСТ 4401-64.5. GOST 4401-64.

6. ГОСТ 4401-73.6. GOST 4401-73.

Claims (1)

Система воздушных сигналов, содержащая приемники и датчики полного и статического давления и температуры торможения, а также преобразователи параметров, первый из которых подключен к датчикам полного и статического давления, второй преобразователь подключен к первому преобразователю, третий преобразователь подключен к датчику температуры торможения и второму преобразователю, четвертый преобразователь подключен к датчикам полного и статического давления, пятый преобразователь подключен ко второму и третьему преобразователям, шестой преобразователь подключен к датчику статического давления, седьмой преобразователь подключен к датчику статического давления и третьему преобразователю, восьмой преобразователь подключен к датчику статического давления и второму преобразователю, при этом на выходах второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого преобразователей формируются соответственно число М, температура невозмущенного потока, приборная скорость, истинная воздушная скорость, барометрическая высота, плотность и скоростной напор, отличающаяся тем, что в нее введены дополнительно десять преобразователей с девятого по восемнадцатый, при этом девятый преобразователь подключен к датчику полного давления и десятому преобразователю, одиннадцатый преобразователь подключен к датчику температуры торможения и двенадцатому преобразователю, который подключен к девятому преобразователю, тринадцатый преобразователь подключен к десятому преобразователю, четырнадцатый преобразователь подключен к девятому преобразователю, пятнадцатый преобразователь подключен к девятому и двенадцатому преобразователям, шестнадцатый преобразователь подключен к двенадцатому и тринадцатому преобразователям, семнадцатый преобразователь подключен к датчику полного давления и девятому преобразователю, восемнадцатый преобразователь подключен к тринадцатому и девятому преобразователям, причем на выходах тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого, семнадцатого, восемнадцатого и двенадцатого преобразователей формируются соответственно число М, барометрическая высота, плотность, истинная воздушная скорость, приборная скорость, скоростной напор и температура невозмущенного потока. An air signal system comprising receivers and sensors of full and static pressure and braking temperature, as well as parameter converters, the first of which is connected to full and static pressure sensors, the second converter is connected to the first converter, the third converter is connected to the braking temperature sensor and the second converter, the fourth transducer is connected to the sensors of full and static pressure, the fifth transducer is connected to the second and third transducers, pole the first transducer is connected to a static pressure sensor, the seventh transducer is connected to a static pressure transducer and a third transducer, the eighth transducer is connected to a static pressure transducer and a second transducer, while the outputs of the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth transducers are formed respectively M number, undisturbed flow temperature, instrument speed, true airspeed, barometric altitude, density and pressure head, featuring By adding ten transducers from the ninth to the eighteenth, the ninth transducer is connected to the full pressure sensor and the tenth transducer, the eleventh transducer is connected to the braking temperature sensor and the twelfth transducer, which is connected to the ninth transducer, the thirteenth transducer is connected to the tenth the converter, the fourteenth converter is connected to the ninth converter, the fifteenth converter is connected to the ninth and to the twelfth transducer, the sixteenth transducer is connected to the twelfth and thirteenth transducers, the seventeenth transducer is connected to the full pressure sensor and the ninth transducer, the eighteenth transducer is connected to the thirteenth and ninth transducers, and at the outputs of the thirteenth, fourteenth, fifteenth, sixteenth, seventeenth, eighteenth and twelfth transformers respectively, the number M, barometric altitude, density, true airspeed, at ornaya speed, dynamic pressure and the temperature of the undisturbed flow.
RU2012103210/28A 2012-01-30 2012-01-30 Air signal system RU2493570C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103210/28A RU2493570C1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Air signal system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103210/28A RU2493570C1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Air signal system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012103210A RU2012103210A (en) 2013-08-10
RU2493570C1 true RU2493570C1 (en) 2013-09-20

Family

ID=49159147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012103210/28A RU2493570C1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Air signal system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2493570C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41875U1 (en) * 2004-07-05 2004-11-10 Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM
GB2424285A (en) * 2005-03-16 2006-09-20 Rosemount Aerospace Inc Method and Apparatus for Extending Useful Range of Air Data Parameter Calculation In Flush Air Data Systems
RU58719U1 (en) * 2006-07-05 2006-11-27 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") HELICOPTER SPEED METER
RU86752U1 (en) * 2009-06-15 2009-09-10 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM
US7894950B2 (en) * 2008-01-15 2011-02-22 Sysense, Inc. Methodology for autonomous navigation and control of a tethered drogue
US20110264308A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Airbus Operations (S.A.S.) Method And Device For Automatically Estimating An Air Speed Of An Aircraft

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41875U1 (en) * 2004-07-05 2004-11-10 Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM
GB2424285A (en) * 2005-03-16 2006-09-20 Rosemount Aerospace Inc Method and Apparatus for Extending Useful Range of Air Data Parameter Calculation In Flush Air Data Systems
RU58719U1 (en) * 2006-07-05 2006-11-27 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") HELICOPTER SPEED METER
US7894950B2 (en) * 2008-01-15 2011-02-22 Sysense, Inc. Methodology for autonomous navigation and control of a tethered drogue
RU86752U1 (en) * 2009-06-15 2009-09-10 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM
US20110264308A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Airbus Operations (S.A.S.) Method And Device For Automatically Estimating An Air Speed Of An Aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012103210A (en) 2013-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schmitz et al. In‐Flight Far‐Field Measurement of Helicopter Impulsive Noise
US20130311013A1 (en) Measurement Assisted Aerodynamic State Estimator
Cary et al. Flight evaluation of the X-15 ball-nose flow-direction sensor as an air-data system
RU2493570C1 (en) Air signal system
RU2396569C1 (en) Method of determining aerial parametres in flight tests of aircraft flying at high angle of attack
RU86752U1 (en) HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM
RU2426995C1 (en) System to measure helicopter flight low speeds
CN109782271A (en) Radionavigation range measurement refraction error of radio (light) wave modification method
RU155282U1 (en) AIR SIGNAL SYSTEM
CN111879286B (en) Method for obtaining the flight altitude of an aircraft
RU2592705C2 (en) Onboard system for measuring parameters of wind velocity vector during parking, takeoff and landing of helicopter
RU2587389C1 (en) Onboard system of measuring parameters of wind velocity vector at station, takeoff and landing helicopter
Makshakov et al. Determination method of the aircrafts flying height using absolute pressure sensors
Tolefson Preliminary Analysis of NACA Measurements of Atmospheric Turbulence within a Thunderstorm-US Weather Bureau Thunderstorm Project
RU99181U1 (en) SYSTEM FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF ON-BOARD MEASUREMENTS FOR MEASURING AIR PARAMETERS AND FLIGHT TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE AIRCRAFT AT THE PERFORMANCE OF FLIGHT TESTS
RU94346U1 (en) HELICOPTER SMALL AIR SPEED MEASUREMENT SYSTEM
RU2307357C1 (en) Method for measurement of helicopter air signals and system for its realization
Nikitin et al. A starting system for measuring low airspeeds of a single-rotor helicopter
RU131505U1 (en) SYSTEM FOR MEASURING THE ATMOSPHERIC DYNAMICS PARAMETERS IN THE SURFACE LAYER
RU2548299C2 (en) System to measure parameters of atmosphere dynamics in surface layer
RU2695964C1 (en) Helicopter air signals system
RU2336533C2 (en) Aeromechanical method of measurement of air-speed parameters of flight trajectory and device for its implementation
RU68701U1 (en) HELICOPTER SPEED METER
Larin et al. Investigation of the Accuracy of Barometric Pressure Sensors to Assessment of Their Possibility for UAVs Landing
RU156495U1 (en) ON-BOARD SYSTEM FOR MEASURING THE PARAMETERS OF THE WIND SPEED VECTOR AT THE PARKING, STARTING AND TAKEOFF AND LANDING MODES