ИЗМЕРИТЕЛЬ АЭРОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Советский патент 1994 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к средствам информационного обеспечения полетов винтокрылых летательных аппаратов (преимущественно вертолетов), а также других летательных аппаратов (ЛА), отличительной особенностью которых является выполнение полетов на околонулевых скоростях, и предназначено для формирования информативных сигналов, пропорциональных барометрической высоте, составляющим воздушной скорости и аэродинамическим углам.

Целью изобретения является повышение точности, расширение информативности и диапазона измерений в сторону низких значений скорости.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя аэрометрических параметров ЛА.

Измеритель аэрометрических параметров состоит из двух прочных приемников 1 и 2 давления, неподвижно закрепленных на рычагах 3 и 4, выполненных в виде аэродинамических профилей, встречно направленных один к другому и вращаемых автономным электроприводом 5, при этом приемные отверстия 6 и 7 дросселированного давления сообщены соответственно с первыми входами 8 и 9 пневматических резистивных делителей давления 10 и 11, вторые входы которых связаны с соответствующими приемными отверстиями 12 и 13 полного (заторможенного) давления, расположенными внутри проточных приемников давления, встречно направленных один к другому. Выходы (каналы) 14 и 15 каждого из пневматических резистивных делителей давления сообщаются с осредняющей полостью 16, выход которой связан с пневматическими каналами формирования сигнала барометрической высоты, включающими источник 17 опорного пневматического сигнала, сообщенный с тупиковым пневматическим каналом 18, содержащим компенсационный анемочувствительный элемент (АЧЭ) 19, и замкнутый на проточный пневматический канал 20, содержащий измерительный анемочувствительный элементв 21. Каждый анемочувствительный элемент размещен соответственно в одном из термоанемометрических модулей 22 и 23, снабженных также формирующими соплами 24 и 25. Анемочувствительные элементы канала барометрической высоты включены в электроизмерительную схему 26, подключенную через токосъемник 27 к дифференциальному усилителю 28, выход которого через первый фильтр 29 низкой частоты и преобразователь 30 напряжения подсоеди нен к источнику опорного пневматического сигнала. Первый фильтр низкой частоты соединен также с первым входом дифференцирующего устройства 31, второй вход которого по управлению коэффициентом его передачи также соединен с выходом первого фильтра низкой частоты, а выход дифференциатора связан с входом второго фильтра 32 низкой частоты.

Указатель 33 барометрической высоты и другие потребители этого сигнала (клемма 34) соединены с выходом первого фильтра низкой частоты, а указатель 35 вертикальной скорорсти и другие потребители этого сигнала (клеммы 36) - с выходом второго фильтра низкой частоты. Кроме того, приемные отверстия дросселированного и приемные отверстия полного давления каждого проточного приемника давления сообщаются через струйные инверторы 37 и 38 между собой в соответствующих пневматических камерах 39 и 40 суммирования, выходы которых сообщаются независимыми пневматическими каналами 41 и 42, содержащими термоанемометрические модули 43 и 44, снабженные формующими соплами 45 и 46 и анемочувствительными элементами 47 и 48 канала скорости и угла скольжения с приемными отверстиями (на чертеже условно не показаны) условно-статического давления. Анемочувствительные элементы канала скорости и угла скольжения включены в электроизмерительную схему 49, выход которой электрически связан с первым входом фазочувствительного усилителя 50, а второй вход усилителя электрически связан через регулятор 51 амплитуды опорного сигнала, поступающего от генератора 52, вращаемого электроприводом, с неуправляемым выпрямителем 53, а через элементы фазосдвигающей схемы (ФСС) 54, служащей для выравнивания фаз опорного и измерительных сигналов, - с фазочувствительным выпрямителем 55. Электрическая связь электроизмерительной схемы включения анемочувствительных элементов с входами усилителей и блоком 56 электропитания осуществляется через токосъемник. Напряжения, снимаемые с клемм 57 и 58 соответственно пропорциональны воздушной скорости и углу скольжения ЛА и подаются соответственно к потребителям сигнала и на указатели 59 и 60.

Измеритель аэрометрических параметров работает следующим образом.

При полете скорость потока воздуха, набегающего на проточные приемники 1 и 2 давления, является векторной суммой переносной (за счет поступательного движения ЛА относительно воздуха) и относительной (за счет вращения рычагов 3 и 4 приемниками 1 и 2 давления от автономного электропривода 5) скоростей. Это приводит к появлению в приемных отверстиях 6 и 7 дросселированного давления отрицательного избыточного давления (разрежения), а в приемных отверстиях 12 и 13 полного давления положительного Р и избыточного давления. Эти давления от каждого из приемников 1 и 2 подаются на пневматические резистивные делители давления 10 и 11, где разность этих давлений Р_н-Р_в распределяется по длине резистивного делителя так, что на выходах (отводах) каждого из них, расположенных на расстояниях от концов капиллярных каналов резистивных делителей 10 и 11, определяется соотношением коэффициентов (κ₁ и κ₂) приемников 1 и 2 по каналам дросселированного и полного давлений, формируется пневматический сигнал, соответствующий местному статическому давлению. Давления Р_n1 и Р_n2 от каждого из пневматических резистивных делителей давления 10 и 11 подаются через выходы (отводы) 14 и 15 в осреднящую полость 16, где формируется скорректированный и сглаженный сигнал статического давления. При изменении высоты полета изменяется местное статическое давление на выходах (отводах) 14 и 15 резистивных делителей 10 и 11, а следовательно, и в осредняющей полости 16. Это приводит к изменению массовой скорости потока (за счет изменения плотности ρ), омывающей измерительный анемочувствительный элемент 21, расположенный в термоанемометрическом модуле 23, замкнутом на вход и выход источника 17 опорного пневматического сигнала и давление в котором равно давлению в осредняющей полости 16. Формирующие сопла 24 и 25 обеспечивают струйный режим обтекания АЧЭ 21 и 19 воздушной массой, что создает повышение эффективности теплообмена АЧЭ 21 и улучшает его помехозащищенность. Напряжение на выходе электроизмерительной схемы 26 включения измерительного АЧЭ 21 отклоняется от начального значения, определяемого с учетом теплового состояния компенсационного АЧЭ 19, включенного также в электроизмерительную схему (ЭИС) 26. Это вызывает появление на выходе дифференциального усилителя 28 и последовательно включенного с ним фильтра 29 низкой частоты напряжения, которые пропорционально высоте и управляет через преобразователь 30 напряжения работой источника 17 опорного пневматического сигнала таким образом, что массовый расход воздуха в пневматическом канале 20, содержащем термоанемометрический модуль 23 измерительного АЧЭ 21, восстанавливает первоначальное тепловое состояние последнего. Напряжение с выхода фильтра 29 низкой частоты поступает кроме того на дифференцирующее устройство 31 и на указатель 33 барометрической высоты, а также к потребителям сигнала через клеммы 34. На выходе дифференцирующего устройства 31 формируется электрический сигнал, пропорциональный первой производной от барометрической высоты (вертикальная скорость), который подается на указатель 35 и другие потребители сигнала через клеммы 36.

Давления Р_п и Р_в от каждого приемника 1 и 2 подаются также в пневматические каналы 41 и 42 для формирования сигналов по воздушной скорости и углу скольжения. При этом в пневматические камеры 39 и 40 суммирования подаются давления Р_в1 и Р_в2, а также давления Р_пи1 и Р_пи2, инвертированные струйными инверторами 37 и 38, которые, суммируясь в камерах 39 и 40, вызывают перетекания через термоанемометрические модули 43 и 44 воздуха, массовая скорость которого пропорциональна разности давлений, поступающих от камер суммирования 39 и 40 и от приемных отверстий источника условностатического давления. При этом потоки воздуха в термоанемометрических модулях 43 и 44, формируемые соплами 45 и 46 в струи воздуха, омывающие АЧЭ 47 и 48, имеют одинаковую температуру и плотность и разные массовые скорости, что обусловлено различием скоростей воздуха, омывающего наступающий 1 и отступающий 2 приемники давления. Электрический сигнал с выхода ЭИС 49 включения АЧЭ 47 и 48 изменяется по квазигармоническому закону, обусловленному вращением приемников 1 и 2 давления, а следовательно, непрерывным изменением их положения относительно воздушного потока, вызванного поступательным движением ЛА, и подается через токосъемник 27 на первый вход фазочувствительного усилителя 50, где он сравнивается по амплитуде и фазе с протиивофазным сдвинутым на 180^о) электрическим сигналом от генератора 52 опорного сигнала, вращаемого электроприводом 5. В фазочувствительном усилителе 50 происходит усиление рассогласования, а с помощью неуправляемого 53 и фазочувствительного 55 выпрямителей - его разделение, необходимое для управления регулятором амплитуды 51 и фазосдвигающей схемой 54, которые таким образом регулируют амплитуду и фазу опорного сигнала, поступающего от генератора на второй вход фазочувствительного усилителя 50, чтобы свести сигнал рассогласования на входе усилителя к нулю. В установившемся режиме работы измерителя аэродинамических параметров, напряжения, подаваемые на регулятор амплитуды 51 и фазосдвигающую схему 54, пропорциональны соответственно воздушной скорости и углу скольжения ЛА. Использование электрических каналов, пропорциональных воздушной скорости, осуществляется либо путем их подачи соответственно на указатели 59 (по G) и 60 (по β), либо к другим потребителям информации через клеммы 57 и 58. (56) Авторское свидетельство СССР
N 801712, кл. G 01 P 5/08, 1979.

Изобретение относится к средствам информационного обеспечения полетов винтокрылых летательных аппаратов типа КВВП. Целью изобретения является повышение точности и расширение информативности и диапазона измерений в сторону низких скоростей. В измерителе аэрометрических параметров выполнены два вращающихся посредством электропривода 5 проточных приемника 1 и 2 давления, в каждый из которых введена по одной трубке полного давления, встречно направленных один к другому и сообщающихся через свои капиллярные делители давления 10 и 11 с приемными отверстиями 6 и 7 дросселированного давления. Положение пневматических каналов 14 и 15 отвода статического давления на капиллярных делителях давления определяется отношением коэффициентов приемников 1 и 2 давления по каналам полного и дросселированного давления. Пневматические каналы 14 и 15 статического давления сообщены через средняющую полость 16 между собой и пневматическими каналами 18 и 20, содержащими измерительный 21 и компенсационный 19 анемочувствительные элементы формирования информативных сигналов по барометрической высоте и вертикальной скорости, которые включены в свою электроизмерительную схему 26, соединенную через фильтры низкой частоты 29 и 32 и дифференциатор 31 с выходами измерителя по барометрической высоте и вертикальной скорости. Приемные отверстия 12 и 13 полного давления сообщены с приемными отверстиями источника условно-статического давления через струйные инверторы 37 и 38, выходы которых также сообщены с камерами 39 и 40 суммирования, которые сообщаются также с пневматическими каналами и с приемными отверстиями 6 и 7 дросселированного давления. Выходы камер суммирования 39 и 40 сообщаются с каналами 41 и 42, содержащими анемочувствительные элементы 47 и 48 по скорости и углу скольжения, которые включены в электроизмерительную схему 49, выходной сигнал которой посредством фазочувствительного усилителя 50, неуправляемого 53 и фазочувствительного 55 выпрямителей разделяется по каналам воздушной скорости и угла скольжения, которые соединяются с выходами измерителя. 1 ил.

ИЗМЕРИТЕЛЬ АЭРОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащий приемники дросселированного давления, связанные с источником условно-статического давления через пневматические каналы, в которых установлены струйные анемочувствительные элементы, усилитель, преобразователь напряжения, блок измерения и блок формирования информативных сигналов по скорости и углу скольжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения информативности и диапазона измерений в сторону низких скоростей, в него введены источник опорного пневматического сигнала, первый и второй фильтры низкой частоты, дифференциатор, струйные инверторы, трубки полного давления, каждая из которых установлена в проточном канале каждого из приемников дросселированного давления, причем приемные отверстия диаметрально расположенных трубок полного давления направлены встречно и сообщены с приемниками дросселированного давления через капиллярные делители давления, компенсационный и измерительный анемочувствительные элементы, полости которых сообщены через осредняющую полость с пневматическими каналами статического давления приемников давления, а полость измерительного анемочувствительного элемента соединена с источником опорного пневматического сигнала, управляющий вход которого связан с выходом преобразователя напряжения, соединенного через первый фильтр низкой частоты блока формирования информативных сигналов с выходом измерителя барометрической высоты, вход которого связан с выходом усилителя, вход которого подключен к выходу измерителя барометрической высоты, выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом дифференциатора, второй управляющий вход которого связан с выходом измерителя барометрической высоты, а выход -через второй фильтр низкой частоты с выходом измерителя вертикальной скорости, каждая из трубок полного давления сообщена с пневматическими каналами дросселированного давления каждого из приемников давления через струйные инверторы, выходы которых соединены через пневматические камеры суммирования, каждая из которых связана с полостями анемочувствительных элементов по скорости и углу скольжения, сообщенных с источником условно-статического давления.