УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ СВЕРХЛЕГКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1995 года по МПК G01P5/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения воздушной скорости сверхлегких летательных аппаратов (СЛА), летный диапазон скоростей которых находится в пределах 10-40 м/с.

Известно устройство для измерения воздушной скорости СЛА, представляющее собой приемник воздушного давления, на переднем торце которого имеется приемник полного давления в виде трубки. Трубка вставлена в цилиндрический чехол с полусферической головкой, образующей камеру, в которой выполнены отверстия для приема статического давления [1]
Недостатком данного устройства является низкая точность измерения малых воздушных скоростей, поскольку выходным сигналом устройства является разность между полным и статическим давлением и эта разность мала, поэтому на малых скоростях она может быть определена с большой погрешностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения скорости воздушного потока, представляющее собой приемник полного и статического давления, выполненный в виде корпуса с конфузорным входом, в проточной части которого размещена трубка с отверстиями для отбора полного и статического давления. При этом отверстие для отбора полного давления выполнено на переднем торце трубки, а для отбора статического давления на боковой поверхности трубки [2]
Однако это устройство имеет малую точность измерения воздушной скорости на больших углах атаки, обусловленную тем, что приемник полного давления расположен внутри проточного канала корпуса и при достижении летательным аппаратом углов атаки 12-16^о происходит срыв потока с передних кромок конфузора, при этом полное давление в проточном канале будет падать. Кроме того, устройство имеет сложную конфигурацию и, как следствие, сложную технологию изготовления.

Цель изобретения повышение точности измерения на больших углах атаки, а также упрощение конструкции устройства.

Цель достигается за счет того, что в устройстве для измерения воздушной скорости СЛА, содержащем корпус с проточным каналом и закрепленную внутри корпуса трубку приема воздушного давления, проточный канал корпуса выполнен состоящим из конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей. При этом трубка приема воздушного давления закреплена в диффузорной части проточного канала таким образом, что приемник статического давления расположен напротив цилиндрической части канала, а приемник полного давления вынесен за торец корпуса на расстояние не менее одного диаметра трубки.

Благодаря данному расположению корпуса и трубки приема воздушного давления исключается влияние срыва воздушного потока на результаты измерения скорости на больших углах атаки. Тем самым повышается точность измерения воздушной скорости полета СЛА и, как следствие, повышается безопасность полетов. В предлагаемом устройстве увеличен диапазон измеряемых скоростей и повышена чувствительность устройства на малых скоростях за счет снижения статического давления, приводящего к увеличению выходного сигнала устройства. Кроме того, предлагаемое устройство допускает использование в нем стандартных приемников воздушного давления и в комплексе с ним указателей скорости, рассчитанных на больший диапазон измеряемой скорости, что удешевляет комплекс в целом, поскольку не требуется разработка специального указателя и приемника воздушного давления. При этом заявляемое устройство имеет более простую технологию изготовления.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для измерения воздушной скорости СЛА; на фиг.2 приведена зависимость разности Δ Р полного и статического давления от угла атаки α при постоянном значении скорости (v=const) для предлагаемого устройства.

Устройство для измерения воздушной скорости СЛА, изображенное на фиг.1, состоит из корпуса 1 с проточным каналом, включающим в себя конфузорную 2, цилиндрическую 3 и диффузорную 4 части. В диффузорной части 4 канала посредством винтов закреплена трубка 5 приема воздушного давления. Трубка 5 вынесена за торец корпуса 1 на расстояние, равное, например, диаметру трубки 5 30 мм. В трубке 5 выполнены отверстия для приема полного и статического давления. При этом отверстие 6 для отбора полного давления выполнено на переднем торце трубки 5, а отверстия 7 для отбора статического давления на боковой поверхности трубки 5. Причем трубка 5 закреплена таким образом, что отверстия 7 для отбора статического давления расположены напротив цилиндрической части 3 проточного канала.

Устройство работает следующим образом.

При обдуве воздушным потоком приемник полного давления 6 воспринимает неискаженное полное давление Р_п:
P_п= P_с+ ρ где Р_с статическое давление на высоте полета;
ρ плотность воздуха;
v воздушная скорость.

При этом приемник 7 статического давления принимает статическое давление в цилиндрической части 3 проточного канала:
P_ц.ч P_с- ρ (n²-1), где n , где S_вых площадь выходного сечения корпуса;
S_ц.х площадь сечения цилиндрической части корпуса.

На указатели (датчики) скорости подается сигнал разности Δ Р полного Р_п и статического в данном случае Рц.ч давления
ΔP (v) P_п-P_ц.ч= ρ n², который пропорционален отношению площадей выходного сечения корпуса и сечения цилиндрической части корпуса.

Опытные испытания предлагаемого устройства показали, что при изменении угла атаки измеряемая величина перепада давления практически не изменяется при постоянном значении скорости (см. фиг.2).

Использование: в измерительной технике для измерения скорости сверхлегких летательных аппаратов (СЛА), летный диапазон скоростей которых находится в пределах 10 40 м/с. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с проточным каналом и закрепленную внутри корпуса трубку приема воздушного давления, проточный канал корпуса выполнен состоящим из конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей. Трубка приема воздушного давления закреплена в диффузорной части проточного канала таким образом, что приемник статического давления расположен напротив цилиндрической части канала, приемник полного давления трубки вынесен за торец корпуса на расстояние не менее одного диаметра трубки. Расположение корпуса и трубки приема воздушного давления исключает влияние срыва воздушного потока на результаты измерения скорости на больших углах атаки, тем самым повышается точность измерения скорости полета. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ СВЕРХЛЕГКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, содержащее корпус с проточным каналом и закрепленную внутри корпуса трубку приема воздушного давления, отличающееся тем, что проточный канал корпуса выполнен из конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей, при этом трубка приема воздушного давления закреплена в диффузорной части канала, приемник статического давления трубки размещен в цилиндрической части канала, а приемник полного давления трубки вынесен за торец корпуса со стороны конфузорной части канала на растояние не менее одного диаметра трубки.