RU2651315C1 - Helicopter air data system - Google Patents
Helicopter air data system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651315C1 RU2651315C1 RU2016150200A RU2016150200A RU2651315C1 RU 2651315 C1 RU2651315 C1 RU 2651315C1 RU 2016150200 A RU2016150200 A RU 2016150200A RU 2016150200 A RU2016150200 A RU 2016150200A RU 2651315 C1 RU2651315 C1 RU 2651315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- helicopter
- microprocessor
- multiplexer
- static pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения высотно-скоростных параметров вертолета.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to devices for measuring altitude and speed parameters of a helicopter.
Известен способ измерения воздушных сигналов вертолета и система для его обеспечения (Патент РФ №2307357, МПК G01P 5/16, опубл. 27.09.2007), где система измерения воздушных сигналов вертолета содержит проточный многоканальный аэрометрический приемник, полости дросселированного статического давления и трубок полного давления которого соединены с пневмоэлектрическими преобразователями, выходы электроизмерительных схем которых через мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выход которого является выходом системы по высотно-скоростным параметрам вертолета, дополнительно введен второй проточный многоканальный аэрометрический приемник, расположенный ортогонально первому, полости дросселированного статического давления и трубок полного давления которого соединены с дополнительными пневмоэлектрическими преобразователями, выходы электроизмерительных схем которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к входам микропроцессора для определения в области малых скоростей полета углов скоса вихревой колонны несущего винта вертолета, вычисления составляющих вектора воздушной скорости и определения высотно-скоростных параметров вертолета.A known method of measuring air signals of a helicopter and a system for its provision (RF Patent No. 2307357, IPC G01P 5/16, published September 27, 2007), where the system for measuring air signals of a helicopter contains a flow multichannel aerometric receiver, throttle static pressure cavities and full pressure tubes which are connected to pneumoelectric converters, the outputs of the electrical circuits of which are connected via a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor, the output of which is an output with systems according to the altitude and speed parameters of the helicopter, an additional second flow multichannel aerometric receiver is introduced, located orthogonally to the first, the chokes of the throttled static pressure and full pressure tubes of which are connected to additional pneumoelectric converters, the outputs of the electrical circuits of which are connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to microprocessor inputs for determining in the field of low-speed flight angles of the bevel of the vortex column of the rotor of the helicopter, the calculation of the components of the airspeed vector and the determination of the altitude-speed parameters of the helicopter.
Недостатки аналога:The disadvantages of the analogue:
- сложность конструкции;- design complexity;
- сниженная надежность системы за счет отсутствия обогрева многоканального проточного аэрометрического приемника, что приведет к его обледенению и закупорке льдом полостей дросселированного статического давления и трубок полного давления и, как следствие, к отказу системы в целом;- reduced reliability of the system due to the lack of heating of the multichannel flow airmetric receiver, which will lead to icing and clogging with ice of the cavities of the throttled static pressure and full pressure tubes and, as a result, to the failure of the whole system;
- повышенные массогабаритные характеристики проточных многоканальных аэрометрических приемников и системы в целом.- increased weight and size characteristics of flow multichannel aerometric sensors and the system as a whole.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является система воздушных сигналов вертолета (Патент РФ №2427844, МПК G01P 5/14, опубл. 27.08.2011), содержащая неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник в виде разнесенных по высоте экранирующих дисков, между которыми в азимутальной плоскости под одинаковыми углами расположены трубки полного давления, а на внутренних проточных профилированных поверхностях экранирующих дисков расположены отверстия, являющиеся приемниками дросселированного статического давления, пневмоэлектрические преобразователи, входы которых подключены к трубкам полного и приемнику дросселированного статического давления, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выход которого является выходом системы по высотно-скоростным параметрам вертолета, на внешней поверхности верхнего экранирующего диска неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника установлен осесимметричный приемник, на верхней поверхности которого на оси симметрии расположено отверстие, являющееся приемником для забора полного давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны несущего винта вертолета, симметрично оси симметрии дополнительного осесимметричного приемника в плоскостях, параллельной оси симметрии вертолета и ортогональной ей, расположены отверстия, являющиеся приемниками для забора давлений, определяющих угловое положение вектора скорости результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны относительно оси симметрии дополнительного осесимметричного приемника в указанных ортогональных друг другу плоскостях, при этом на поверхности осесимметричного аэрометрического приемника в плоскости, ортогональной указанным плоскостям, расположены отверстия, являющиеся приемником для забора статического давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны, при этом приемники для забора полного и статического давлений и давлений, определяющих угловое положение результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны, соединены с пневмоэлектрическими преобразователями, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выход которого является выходом системы по высотно-скоростным параметрам вертолета.The closest technical solution (prototype) is the helicopter airborne signal system (RF Patent No. 2427844, IPC G01P 5/14, publ. 08/27/2011), which contains a fixed multichannel flow-through aerometric receiver in the form of shielded disks spaced apart in height, between which are in the azimuth plane full pressure tubes are located at identical angles, and holes are located on the internal flowing profiled surfaces of the shielding disks that are receivers of throttled static pressure, a pneumatic ctric converters, the inputs of which are connected to the full tubes and the receiver of throttled static pressure, the outputs of which are connected in series through a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor, the output of which is the output of the system according to the altitude and speed parameters of the helicopter, on the outer surface of the upper screening disk of the stationary multichannel An axially symmetric receiver is installed on the flow-through aerometric receiver, on the upper surface of which on the axis a symmetry hole is located, which is a receiver for sampling the total pressure of the resulting incident air flow of the rotor column of the rotor of the helicopter, symmetrically to the axis of symmetry of the additional axisymmetric receiver in planes parallel to the axis of symmetry of the helicopter and orthogonal to it, holes are located that are receivers for pressure collection that determine the angular position of the vector the speed of the resulting incident air flow of the vortex column relative to the axis of symmetry of the additional of the axisymmetric receiver in the indicated planes orthogonal to each other, while on the surface of the axisymmetric aerometric receiver in the plane orthogonal to the indicated planes, there are openings that are a receiver for taking the static pressure of the resulting incident air flow of the vortex column, while receivers for taking the total and static pressures and pressure determining the angular position of the resulting incident air flow of the vortex column, connected to the pneumatic cal converters whose outputs are connected in series via a multiplexer and an analog-digital converter connected to the microprocessor, the output of which is the output system according to altitude and speed parameters of the helicopter.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
- сниженная точность и стабильность измерения статического давления, что вызвано использованием в качестве приемника статического давления отверстий, выполненных на поверхности осесимметричного приемника, за счет неравномерности распределения местного статического давления на поверхности осесимметричного приемника, а также наличия пульсаций статического давления на поверхности осесимметричного приемника;- reduced accuracy and stability of measuring static pressure, which is caused by the use of holes made on the surface of an axisymmetric receiver as a receiver of static pressure due to the uneven distribution of local static pressure on the surface of an axisymmetric receiver, as well as the presence of static pressure pulsations on the surface of an axisymmetric receiver;
- сниженная надежность системы за счет отсутствия обогрева неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника;- reduced system reliability due to the lack of heating of a stationary multichannel flow-through aerometric receiver;
- повышенные массогабаритные характеристики системы за счет конструктивного разнесения функциональных элементов системы.- increased weight and size characteristics of the system due to the structural diversity of the functional elements of the system.
Техническим результатом изобретения является повышение точности и стабильности измерения статического давления, повышение надежности системы, а также снижение массогабаритных характеристик системы.The technical result of the invention is to increase the accuracy and stability of static pressure measurements, increase the reliability of the system, as well as reduce the overall dimensions of the system.
Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в повышении безопасности полетов вертолетов за счет повышения точности и стабильности определения высотно-скоростных параметров вертолета и повышения надежности системы.The technical problem solved by the creation of the claimed invention is to increase the safety of helicopter flights by increasing the accuracy and stability of determining the altitude and speed parameters of the helicopter and increasing the reliability of the system.
Технический результат достигается тем, что система воздушных сигналов вертолета содержит неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник в виде разнесенных по высоте экранирующих дисков, между которыми в азимутальной плоскости под одинаковыми углами расположены трубки полного давления, а на внутренних проточных профилированных поверхностях экранирующих дисков расположены отверстия, являющиеся приемниками дросселированного статического давления, пневмоэлектрические преобразователи, входы которых подключены к трубкам полного и приемнику дросселированного статического давления, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выход которого является выходом системы по высотно-скоростным параметрам вертолета, на внешней поверхности верхнего экранирующего диска неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника установлен осесимметричный приемник, на верхней поверхности которого на оси симметрии расположено отверстие, являющееся приемником для забора полного давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны несущего винта вертолета, симметрично оси симметрии осесимметричного приемника в плоскостях, параллельной оси симметрии вертолета и ортогональной ей, расположены отверстия, являющиеся приемниками для забора давлений, определяющих угловое положение вектора скорости результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны относительно оси симметрии осесимметричного приемника в указанных ортогональных друг другу плоскостях, при этом приемники для забора полного давления и давлений, определяющих угловое положение результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны, соединены с пневмоэлектрическими преобразователями, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник содержит камеру статического давления с воздухопроницаемыми стенками с кожухом, в которой установлен пневмоэлектрический преобразователь, выход которого через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключен к микропроцессору, при этом на внутренней поверхности осесимметричного приемника, на нижнем и верхнем экранирующих дисках установлены, по меньшей мере, по одному измерительному преобразователю температуры, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выходы которого соответственно подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы которых соответственно соединены с термоэлектрическими нагревательными элементами, размещенными в полостях осесимметричного приемника, а также в полостях верхнего и нижнего экранирующих дисков, при этом пневмоэлектрические преобразователи, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и коммутаторы расположены в камере статического давления.The technical result is achieved by the fact that the helicopter air signal system contains a stationary multichannel flow aerometric receiver in the form of shielded disks spaced in height, between which full pressure tubes are located in the azimuthal plane at equal angles, and openings are located on the internal profiled surfaces of the shielded disks throttle static pressure, pneumatic-electric converters, the inputs of which are connected to full and throttle static pressure receiver, the outputs of which are connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor, the output of which is the output of the system according to the altitude and speed parameters of the helicopter, an axisymmetric receiver is installed on the outer surface of the upper screening disk of the stationary multichannel flow-through aerometric receiver, on the upper surface of which, on the axis of symmetry, there is a hole that is a receiver for the total pressure intake of the resulting incident air flow of the rotor of the rotor of the helicopter, symmetrically to the axis of symmetry of the axisymmetric receiver in planes parallel to the axis of symmetry of the helicopter and orthogonal to it, there are holes that are receivers for pressure collection, determining the angular position of the velocity vector of the resulting incident air flow of the vortex column relative to the axis of symmetry of the axisymmetric receiver in the indicated planes orthogonal to each other, while manners for sampling the total pressure and pressures that determine the angular position of the resulting incident air flow of the vortex column are connected to pneumatic-electric converters, the outputs of which are connected to a microprocessor through a series-connected multiplexer and an analog-to-digital converter, the fixed multichannel flow-through aerometric receiver contains a static pressure chamber with breathable walls with a casing in which a pneumoelectric converter is installed, the output through a series-connected multiplexer and an analog-to-digital converter connected to a microprocessor, while at least one temperature measuring transducer is installed on the inner surface of the axisymmetric receiver, on the lower and upper shielding disks, the outputs of which are through a series-connected multiplexer and analog-to-digital the converter is connected to a microprocessor, the outputs of which are respectively connected to the control inputs of the switches, the outputs of which correspond They are connected to thermoelectric heating elements located in the cavities of the axisymmetric receiver, as well as in the cavities of the upper and lower shielding disks, while the pneumoelectric converters, multiplexer, analog-to-digital converter, microprocessor, and switches are located in the static pressure chamber.
Существенными отличительными признаками заявляемого изобретения являются следующие признаки:Salient features of the claimed invention are the following features:
- выполнение неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника с камерой статического давления с воздухопроницаемыми стенками с кожухом, в которой установлен пневмоэлектрический преобразователь, выход которого через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору;- implementation of a stationary multichannel flow-through aerometric receiver with a static pressure chamber with breathable walls with a casing in which a pneumatic-electric converter is installed, the output of which is connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor;
- выполнение на внутренней поверхности осесимметричного приемника, на нижнем и верхнем экранирующих дисках, по меньшей мере по одному измерительному преобразователю температуры, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выходы которого соответственно подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы которых соответственно соединены с термоэлектрическими нагревательными элементами, размещенными в полостях осесимметричного приемника, а также в полостях верхнего и нижнего экранирующих дисков;- performing on the inner surface of the axisymmetric receiver, on the lower and upper shielding disks, at least one temperature measuring transducer, the outputs of which are connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor, the outputs of which are respectively connected to the control inputs of the switches, the outputs of which respectively connected to thermoelectric heating elements located in the cavities of the axisymmetric receiver, and in the cavities of the upper and lower shielding disks;
- выполнение в камере статического давления пневмоэлектрических преобразователей, мультиплексора, аналого-цифрового преобразователя, микропроцессора и коммутаторов.- execution in the static pressure chamber of pneumoelectric converters, multiplexer, analog-to-digital converter, microprocessor and switches.
В отличие от прототипа указанные отличительные существенные признаки заявленного технического решения наряду с известными из уровня техники признаками обеспечивают получение технического результата, заключающегося в повышении точности и стабильности измерения статического давления, повышении надежности, а также снижают массогабаритные характеристики системы.In contrast to the prototype, these distinctive essential features of the claimed technical solution along with the known from the prior art features provide a technical result, which consists in improving the accuracy and stability of the measurement of static pressure, increasing reliability, and also reduce the overall dimensions of the system.
Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются чертежами, представленными на Фиг. 1, 2.The invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the drawings presented in FIG. 12.
На Фиг. 1 - конструктивное исполнение устройства (в аксонометрии).In FIG. 1 - structural design of the device (in a perspective view).
На Фиг. 2 - структурная схема устройства.In FIG. 2 is a block diagram of a device.
На Фиг. 1 и Фиг. 2 выполнены следующие позиции:In FIG. 1 and FIG. 2, the following positions are made:
1 - неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник;1 - fixed multichannel flow airmetric receiver;
2, 3 - экранирующие диски;2, 3 - shielding disks;
4 - трубки полного давления;4 - full pressure tubes;
5 - кольцевые каналы с отверстиями, являющимися приемниками дросселированного статического давления;5 - annular channels with holes that are receivers of throttled static pressure;
6 - осесимметричный приемник;6 - axisymmetric receiver;
7 - отверстие, являющееся приемником полного давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны;7 - hole, which is the receiver of the total pressure of the resulting incident air flow of the vortex column;
8 - отверстия, являющиеся приемниками для забора давлений, определяющих положение вектора результирующей скорости набегающего воздушного потока вихревой колонны;8 - openings, which are receivers for pressure collection, determining the position of the vector of the resulting velocity of the incoming air flow of the vortex column;
9 - камера статического давления;9 - a chamber of static pressure;
10 - кожух;10 - a casing;
11 - пневмопроводы;11 - pneumatic pipelines;
12 - пневмометрические преобразователи;12 - pneumometric converters;
13 - монтажные платы;13 - mounting plates;
14 - пневмометрический преобразователь;14 - pneumometric transducer;
15- измерительный преобразователь температуры;15- temperature measuring transducer;
16 - электроизмерительная схема;16 is an electrical measuring circuit;
17 - мультиплексор;17 - multiplexer;
18 - аналого-цифровой преобразователь;18 - analog-to-digital Converter;
19 - микропроцессор;19 - microprocessor;
20 - измерительные преобразователи температуры;20 - temperature measuring transducers;
21 - коммутаторы;21 - switches;
22 - термоэлектрические нагревательные элементы.22 - thermoelectric heating elements.
Система воздушных сигналов вертолета содержит неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник 1 (Фиг. 1), содержащий два разнесенных по высоте экранирующих диска 2 и 3, между внутренними профилированными поверхностями которых в азимутальной плоскости под одинаковыми углами расположены трубки 4 полного давления, воспринимающие давления Р5-Рn, определяющих направление набегающего воздушного потока, возникающего при продольном движении вертолета. На внутренних поверхностях экранирующих дисков 2 и 3 расположены кольцевые каналы 5 с отверстиями, являющимися приемниками дросселированного статического давления РСТ.Д набегающего воздушного потока, возникающего при продольном движении вертолета. На наружной поверхности верхнего экранирующего диска 3 установлен осесимметричный приемник 6, выполненный в виде полусферы с диаметром, равным диаметру верхнего экранирующего диска 3, предназначенный для получения информации о высотно-скоростных параметрах вертолета в области малых и околонулевых скоростей полета. На верхней поверхности осесимметричного приемника 6, на оси симметрии, расположено отверстие 7, являющееся приемником полного давления РП результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны. В плоскости, параллельной плоскости симметрии вертолета, а также в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета, под одинаковыми углами к оси симметрии на поверхности осесимметричного приемника 6 расположены, как минимум, четыре отверстия 8, являющиеся приемниками давлений P1, Р2, P3 и P4, определяющих положение вектора результирующей скорости набегающего воздушного потока вихревой колонны в плоскости, параллельной плоскости симметрии вертолета, и в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета.The helicopter air signal system contains a fixed multichannel flow-through aerometric receiver 1 (Fig. 1), containing two
Для получения информации о величинах атмосферного давления РАТМ и температуры ТНВ наружного воздуха в установочной части неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1 сформирована камера 9 статического давления, выполненная в виде полого цилиндра с просверленными в нем отверстиями. Камера 9 (Фиг. 1, 2) статического давления защищена кожухом 10 (Фиг. 2) от непосредственного влияния набегающего воздушного потока.To obtain information on the values of atmospheric pressure P ATM and temperature T HB external air in the installation part of the stationary multichannel flow
Отверстие 7 (Фиг. 1), являющееся приемником полного давления РП результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны, отверстия 8, являющиеся приемниками давлений P1, P2, P3 и Р4, определяющих положение вектора результирующей скорости набегающего воздушного потока вихревой колонны, трубки 4 полного давления, воспринимающие давления Р5-Рn, а также кольцевые каналы 5 с отверстиями, являющимися приемниками дросселированного статического давления РСТ.Д посредством пневмопроводов 11 соединены с пневмометрическими преобразователями 12 (Фиг. 1, 2), расположенными на монтажных платах 13 (Фиг. 1) в камере 9 (Фиг. 1, 2) статического давления. Соединение пневмопроводов 11 (Фиг. 1) с пневмометрическими преобразователями 12 (Фиг. 1, 2) условно не показано. Также на монтажных платах 13 (Фиг. 1) в камере 9 (Фиг. 1, 2) статического давления расположены пневмометрический преобразователь 14, вход которого воспринимает статическое давление в объеме камеры 9 статического давления, измерительный преобразователь 15 температуры и электроизмерительная схема 16 (Фиг. 2). Выход измерительного преобразователя 15 (Фиг. 1, 2) температуры соединен со входом электроизмерительной схемы 16 (Фиг. 2). Выходы пневмометрических преобразователей 12 и 14 (Фиг. 1, 2), а также выход электроизмерительной схемы 16 (Фиг. 2) через последовательно соединенные мультиплексор 17 (Фиг. 1, 2) и аналого-цифровой преобразователь 18 подключены к микропроцессору 19 (Фиг. 2). Мультиплексор 17 (Фиг. 1, 2), аналого-цифровой преобразователь 18 и микропроцессор 19 (Фиг. 2) также расположены на монтажных платах 13 (Фиг. 1) в камере 9 (Фиг. 1, 2) статического давления. Выход микропроцессора 19 (Фиг. 2) является выходом системы воздушных сигналов по высотно-скоростным параметрам вертолета, в том числе и в области малых и околонулевых скоростей полета, когда неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник 1 (Фиг. 1, 2) находится в зоне вихревой колонны несущего винта вертолета.The hole 7 (Fig. 1), which is the receiver of the total pressure P P of the resulting incident air flow of the vortex column,
На внутренней поверхности осесимметричного приемника 6 (Фиг. 1), на экранирующих дисках 2 и 3 установлены, по меньшей мере, по одному измерительному преобразователю температуры 20 (Фиг. 1, 2), выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор 17 и аналого-цифровой преобразователь 18 подключены к микропроцессору 19 (Фиг. 2). Выходы микропроцессора 19 подключены к управляющим входам коммутаторов 21 (Фиг. 1, 2), выходы которых соответственно соединены с термоэлектрическими нагревательными элементами 22, размещенными в полостях осесимметричного приемника 6 (Фиг. 1), а также в полостях экранирующих дисков 2 и 3. Коммутаторы 21 (Фиг. 1, 2) размещены на монтажных платах 13 (Фиг. 1) в камере 9 (Фиг. 1, 2) статического давления.At least one temperature measuring transducer 20 (Fig. 1, 2) is installed on the inner surface of the axisymmetric receiver 6 (Fig. 1), on the
Система воздушных сигналов вертолета обеспечивает получение информации о высотно-скоростных параметрах вертолета при двух различных характерных режимах обтекания неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1:The helicopter air signal system provides information on the altitude and speed parameters of the helicopter with two different characteristic flow regimes of a stationary multichannel flow airmetric receiver 1:
- при полете вертолета на малых или околонулевых скоростях, а также на висении, когда неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник 1 находится в створе вихревой колонны несущего винта вертолета;- when flying a helicopter at low or near-zero speeds, as well as on hovering, when the stationary multichannel flow
- в остальных режимах полета, когда неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник 1 находится вне створа вихревой колонны несущего винта вертолета.- in other flight modes, when the stationary multichannel flow-through
Система воздушных сигналов вертолета работает следующим образом. Неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник 1 устанавливается на фюзеляже вертолета в зоне, обеспечивающей обтекание неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1 потоком вихревой колонны несущего винта при движении вертолета на малых скоростях и на висении. Ось осесимметричного приемника 6 направлена вверх. При малых скоростях полета, а также на висении осесимметричный приемник 6 находится в створе вихревой колонны несущего винта вертолета и воспринимает давления P1, Р2, Р3, Р4, РП посредством отверстий 8, являющихся приемниками для забора давлений, определяющих положение вектора результирующей скорости набегающего воздушного потока вихревой колонны, и отверстия 7, являющегося приемником полного давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны. Давления P1, Р2, Р3, Р4 посредством пневмопроводов 11 передаются на входы пневмометрических преобразователей 12, расположенных на монтажных платах 13 внутри камеры 9 статического давления. В процессе обтекания неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1 в камере 9 статического давления, пневматически связанной с атмосферой, формируется область невозмущенного статического давления, равного атмосферному давлению РATM, что обеспечивается наличием кожуха 10, защищающего внутренний объем камеры 9 статического давления от непосредственного влияния набегающего воздушного потока. Давление РАТМ поступает на вход пневмометрического преобразователя 14, а также на вход пневмометрического преобразователя 12, на другой вход которого посредством пневмопровода 11 поступает давление РП от отверстия 7, являющегося приемником полного давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны. Температура заторможенного потока воздуха ТНВ воспринимается измерительным преобразователем температуры 15, выходной сигнал которого преобразовывается электроизмерительной схемой 16 и, наряду с выходными сигналами пневмометрических преобразователей 12 и 14, последовательно поступает на вход мультиплексора 17, аналого-цифрового преобразователя 18 и микропроцессора 19. Таким образом, на вход микропроцессора 19 поступают первичные информативные сигналы, необходимые для определения высотно-скоростных параметров вертолета.The airborne signal system of the helicopter operates as follows. The fixed multichannel
Вычисление высотно-скоростных параметров производится микропроцессором 19 в соответствии с уравнениями, приведенными в прототипе. Там же в виде условия определен критерий нахождения неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1 в створе вихревой колонны несущего винта. Невыполнение этого условия свидетельствует о выходе неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1 из зоны вихревой колонны несущего винта вертолета. В этом случае для восприятия информации о параметрах вектора воздушной скорости вертолета с помощью двух экранирующих дисков 2 и 3 в набегающем воздушном потоке в плоскости рыскания выделяется плоскопараллельная воздушная струя, параметры которой зависят от величины и угла направления вектора истинной воздушной скорости вертолета в плоскости рыскания. С помощью расположенных между двумя экранирующими дисками 2 и 3 трубок 4 полного давления и кольцевых каналов 5 с отверстиями, являющимися приемниками дросселированного статического давления, воспринимаются давления Р5-Рn и РСТ.Д, пропорциональные величине вектора истинной воздушной скорости и его направлению. Давления Р5-Рn посредством пневмопроводов 11 передаются на входы пневмометрических преобразователей 12. Также на входы пневмометрических преобразователей 12 подается дросселированное статическое давление РСТ.Д. Выходные сигналы пневмометрических преобразователей 12 и 14, а также выходной сигнал электроизмерительной схемы 16 последовательно поступают на вход мультиплексора 17, аналого-цифрового преобразователя 18 и микропроцессора 19. Вычисление высотно-скоростных параметров производится микропроцессором 19 в соответствии с уравнениями, приведенными в аналоге.The calculation of the altitude and speed parameters is performed by the
Вне зависимости от режима работы системы воздушных сигналов вертолета, определяемого характером обтекания неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1, система воздушных сигналов вертолета реализует функцию автоматического обогрева неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника 1. Выходные сигналы измерительных преобразователей температуры 20 последовательно поступают на вход мультиплексора 17, аналого-цифрового преобразователя 18 и микропроцессора 19. В микропроцессоре 19 проводится анализ значений поступивших информативных сигналов, после чего с выходов микропроцессора 19 подается сигнал управления на входы коммутаторов 21, осуществляющих замыкание термоэлектрических нагревательных элементов 22 с цепями питания.Regardless of the mode of operation of the helicopter’s air signal system, determined by the nature of the flow around a fixed multichannel
В отличие от прототипа, неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник содержит камеру статического давления с воздухопроницаемыми стенками с кожухом, в которой установлен пневмоэлектрический преобразователь, выход которого через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключен к микропроцессору, что позволяет повысить стабильность и точность измерения статического давления, поскольку обеспечивает измерение давления во внутреннем объеме камеры статического давления, защищенной кожухом от непосредственного влияния набегающего воздушного потока и индуктивного потока несущего винта вертолета, которое может выражаться в пульсациях местного статического давления на поверхности неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника.In contrast to the prototype, the fixed multichannel flow-through aerometric receiver contains a static pressure chamber with breathable walls with a casing, in which a pneumatic-electric converter is installed, the output of which is connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to the microprocessor, which improves stability and accuracy of measurement of static pressure since it provides pressure measurement in the internal volume of the static pressure chamber, protection hydrochloric casing from the direct influence of the incoming air flow stream and inductive helicopter rotor, which can be expressed in the local static pressure pulsations on the surface of the fixed flow aerometric multichannel receiver.
В отличие от прототипа, на внутренней поверхности осесимметричного приемника, на нижнем и верхнем экранирующих дисках, установлены, по меньшей мере, по одному измерительному преобразователю температуры, выходы которых через последовательно соединенные мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь подключены к микропроцессору, выходы которого соответственно подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы которых соответственно соединены с термоэлектрическими нагревательными элементами, размещенными в полостях осесимметричного приемника, а также в полостях верхнего и нижнего экранирующих дисков, что обеспечивает реализацию автоматического обогрева неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника и позволяет избежать его обледенения и закупорку льдом полостей дросселированного статического давления, трубок полного давления и отверстий, являющихся приемниками давлений, соответственно повышается надежность заявленного устройства.Unlike the prototype, on the inner surface of the axisymmetric receiver, on the lower and upper shielding disks, at least one temperature measuring transducer is installed, the outputs of which are connected through a multiplexer and an analog-to-digital converter to a microprocessor, the outputs of which are respectively connected to the control inputs of the switches, the outputs of which are respectively connected to thermoelectric heating elements placed in the cavities of the axisymmeter primary receiver, as well as in the cavities of the upper and lower shielding disks, which ensures the implementation of automatic heating of the stationary multichannel flow airmetric receiver and avoids icing and blockage of the throttled static pressure cavities, full pressure tubes and openings that are pressure receivers with ice, and the reliability of the claimed devices.
В отличие от прототипа, пневмоэлектрические преобразователи, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и коммутаторы размещены в камере статического давления, что позволяет расположить все функциональные элементы системы в едином корпусе, а именно внутри неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника, что приводит к снижению массогабаритных характеристик заявленной системы.Unlike the prototype, pneumoelectric converters, a multiplexer, an analog-to-digital converter, a microprocessor and switches are placed in a static pressure chamber, which allows you to place all the functional elements of the system in a single housing, namely inside a stationary multichannel flow-through aerometric receiver, which leads to a decrease in weight and size characteristics declared system.
Устройство может быть реализовано приборостроительным предприятием с применением электронных компонентов, выпускаемых промышленностью. В качестве пневмометрических преобразователей могут быть использованы датчики давления серии AWM3000, датчики давления серии SSC производства компании Honeywell и датчики давления серии МРХ4115 производства компании Freescale. В качестве измерительных преобразователей температуры могут быть использованы микросхема серии 1019ЧТ3С по АЕЯР.431320.507 ТУ и терморезисторы серии СТ3-18 по ОЖО.468.031 ТУ. В качестве мультиплексора может быть использована микросхема серии К155КП1 по БКО.348.006 ТУ. В качестве аналого-цифрового преобразователя может быть использована микросхема серии 572ПВ1 по БКО.348.432-04 ТУ. В качестве микропроцессора может быть использована микросхема серии 1986 ВЕ1Т по АЕЯР.431296.008 ТУ. В качестве коммутаторов может быть использована микросхема серии 249КП1 по 1X3.438.000 ТУ. Термоэлектрические нагревательные элементы могут быть выполнены в виде полых металлических трубок с размещенными внутри проволочными резистивными элементами, изготовленными из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, например из нихрома.The device can be implemented by an instrument-making enterprise using electronic components manufactured by the industry. AWM3000 series pressure sensors, Honeywell SSC series pressure sensors and Freescale MPX4115 series pressure sensors can be used as pneumometric transducers. As temperature measuring transducers, a chip of the 1019CHT3S series according to AEYAR.431320.507 TU and thermistors of the ST3-18 series according to ОЖО.468.031 ТУ can be used. As a multiplexer, a K155KP1 series microcircuit according to BKO.348.006 TU can be used. As an analog-to-digital converter, a chip of the 572PV1 series according to BKO.348.432-04 TU can be used. As a microprocessor, the 1986 BE1T series microcircuit can be used according to AEYAR.431296.008 TU. As switches, a 249KP1 series chip of 1X3.438.000 TU can be used. Thermoelectric heating elements can be made in the form of hollow metal tubes with wire resistive elements inside, made of a material with high electrical resistivity, for example, nichrome.
Заявленная техническая проблема повышения безопасности полетов вертолетов, которая не могла быть решена при осуществлении аналогов заявленного технического решения, решается при осуществлении и использовании заявленного изобретения, что достигается повышением точности и стабильности определения высотно-скоростных параметров вертолета и повышением надежности системы воздушных сигналов вертолета.The claimed technical problem of improving the flight safety of helicopters, which could not be solved by implementing analogues of the claimed technical solution, is solved by implementing and using the claimed invention, which is achieved by increasing the accuracy and stability of determining the altitude-speed parameters of the helicopter and increasing the reliability of the helicopter air signal system.
Заявленное изобретение имеет отличия от наиболее близкого аналога, следовательно, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «новизна».The claimed invention has differences from the closest analogue, therefore, the claimed technical solution satisfies the condition of patentability "novelty".
Заявленное техническое решение явным образом не следует из уровня техники; в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, следовательно, оно удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed technical solution does not explicitly follow from the prior art; in the process of patent search, technical solutions have not been identified that have features that match the distinguishing features of the claimed invention, therefore, it satisfies the patentability condition "inventive step".
Предлагаемое изобретение технически осуществимо и промышленно реализуемо на приборостроительном предприятии, проведенные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата. В связи с этим изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The present invention is technically feasible and industrially feasible at the instrument-making enterprise, the tests carried out confirm the achievement of the claimed technical result. In this regard, the invention meets the condition of patentability "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150200A RU2651315C1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Helicopter air data system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150200A RU2651315C1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Helicopter air data system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2651315C1 true RU2651315C1 (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61976854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016150200A RU2651315C1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Helicopter air data system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2651315C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730814C2 (en) * | 2019-01-14 | 2020-08-26 | Валерий Николаевич Егоров | Method for intelligent information support of helicopter crew on altitude and speed parameters and parameters of air environment surrounding helicopter, and device for implementation thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307358C1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-09-27 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Helicopter air signal system |
RU2426995C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева" | System to measure helicopter flight low speeds |
RU112436U1 (en) * | 2011-07-27 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM |
WO2015126910A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Eit Llc | Instrument and method for measuring low indicated air speed |
RU2592705C2 (en) * | 2014-12-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Onboard system for measuring parameters of wind velocity vector during parking, takeoff and landing of helicopter |
-
2016
- 2016-12-21 RU RU2016150200A patent/RU2651315C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307358C1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-09-27 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Helicopter air signal system |
RU2426995C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева" | System to measure helicopter flight low speeds |
RU112436U1 (en) * | 2011-07-27 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | HELICOPTER AIR SIGNAL SYSTEM |
WO2015126910A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Eit Llc | Instrument and method for measuring low indicated air speed |
RU2592705C2 (en) * | 2014-12-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Onboard system for measuring parameters of wind velocity vector during parking, takeoff and landing of helicopter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730814C2 (en) * | 2019-01-14 | 2020-08-26 | Валерий Николаевич Егоров | Method for intelligent information support of helicopter crew on altitude and speed parameters and parameters of air environment surrounding helicopter, and device for implementation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101810211B1 (en) | Apparatus for measuring ultrafine particle | |
EP2453244B1 (en) | Static port apparatus | |
EP1765671B1 (en) | Air data system and method for rotary aircraft | |
US10274436B2 (en) | Radiometric system and method for detecting ice accumulation inside an operating jet engine | |
CN102466535A (en) | System and method for detecting blocked pitot-static ports | |
US6101429A (en) | Broad-range, multi-directional aircraft airspeed measuring system | |
RU2651315C1 (en) | Helicopter air data system | |
ES2954610T3 (en) | System and method for detecting faulty pressure measurements in a discharge air data system using pressure patterns between adjacent ports | |
JP2005522700A (en) | Sensor for wind angle measurement | |
RU2427844C1 (en) | Helicopter air data system | |
US11662362B2 (en) | Pitot-static system blockage detector | |
US20110138900A1 (en) | Weatherized direct-mount absolute pressure sensor | |
RU2426995C1 (en) | System to measure helicopter flight low speeds | |
US2557900A (en) | Position indicator for use in blind flying of towed gliders | |
CN111736238A (en) | Atmospheric data measuring device and aircraft | |
RU2592705C2 (en) | Onboard system for measuring parameters of wind velocity vector during parking, takeoff and landing of helicopter | |
EP3995835B1 (en) | Acoustic airspeed sensors and processing techniques | |
RU2307357C1 (en) | Method for measurement of helicopter air signals and system for its realization | |
RU2307358C1 (en) | Helicopter air signal system | |
Nikitin et al. | A starting system for measuring low airspeeds of a single-rotor helicopter | |
RU2426133C1 (en) | System for determining air flow parameters | |
RU156495U1 (en) | ON-BOARD SYSTEM FOR MEASURING THE PARAMETERS OF THE WIND SPEED VECTOR AT THE PARKING, STARTING AND TAKEOFF AND LANDING MODES | |
RU94346U1 (en) | HELICOPTER SMALL AIR SPEED MEASUREMENT SYSTEM | |
US3739638A (en) | Airspeed and altitude measuring device | |
Soldatkin et al. | Construction and algorithms of a helicopter air data system with aerometric and ion-tagging measurement channels |