(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ（１１）を使用して相対風に対する航空機の長手軸（Ｌ−Ｌ）の迎え角を測定するための方法であって、前記プローブ（１１）の前方端部には、水平中央面（Ｈ−Ｈ）と垂直中央面（Ｖ−Ｖ）の共通部分に配置された中央の方向センサ（３）と、前記中央の方向センサ（３）と平行に、同センサから、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの離心した中央面の方向センサ（４、５）とが備わっており、前記方法では、
−  前記プローブが、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）と平行であって前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）に対して直交する第１の旋回軸（８）のまわりで、前記航空機に対して枢動可能に接続されており、
−  前記プローブ（１１）が、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）によってもたらされる測定値が等しくなる特定の傾斜位置をとるように、前記プローブが前記第１の旋回軸（８）のまわりで回転され、
−  前記特定の傾斜位置において、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）と前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）の間に生じる特定の傾斜角（ａ）が測定され、
前記プローブ（１１）の前記前方端部には、前記中央の方向センサ（３）及び前記離心した中央面の方向センサ（４、５）に加えて、前記中央の方向センサ（３）と平行に、同センサから前記プローブ（１１）の前記垂直中央面（Ｖ−Ｖ）のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの横方向の方向センサ（１２、１３）が備わっていること、並びに、それに加えて、前記航空機の横滑りを測定するために、
−  前記プローブ（１１）が、前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）と平行な第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）のまわりで前記航空機に対して枢動可能に接続されており、
−  前記プローブ（１１）が、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）によってもたらされる測定値が等しいばかりでなく前記横方向の方向センサ（１３、１４）によってもたらされる測定値も等しい特定の組み合わされた傾斜位置をとるように、前記プローブ（１１）及び前記第１の旋回軸（８）が前記第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）のまわりで回転されて、
−  前記プローブ（１１）の前記特定の組み合わされた傾斜位置における前記第２の旋回軸の回転角の特定の値が測定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記航空機の飛行中に、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）と前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）の間に生じる前記特定の傾斜角と、前記第２の旋回軸の前記回転角の前記特定の値とが、連続的に求められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中央の方向センサ（３）と、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）と、前記横方向の方向センサ（１２、１３）とが同一のタイプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記中央の方向センサ（３）と、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）と、前記横方向の方向センサ（１２、１３）とが圧力センサであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記中央の方向センサ（３）と、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）と、前記横方向の方向センサ（１２、１３）とが熱電対などの温度センサであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
−  前記プローブ（１１）を前記第１の旋回軸（８）のまわりで回転させるために、可動動作部材（９Ａ）を備えるアクチュエータ（９）が使用され、前記特定の傾斜角（α）が前記アクチュエータ（９）の前記可動動作部材（９Ａ）の対応する位置によって測定されること、並びに
−  前記プローブ（１１）及び前記第１の旋回軸（８）を前記第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）のまわりで回転させるために、可動動作部材（１６Ａ）を備えるアクチュエータ（１６）が使用され、前記第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）の前記回転角の前記値は、前記アクチュエータ（１６）の前記可動動作部材（１６Ａ）の対応する位置によって測定されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
プローブ（１１）を備えて相対風に対する航空機の長手軸（Ｌ−Ｌ）の迎え角（α）を測定するためのデバイスであって、前記プローブ（１１）の前方端部（２）には、水平中央面（Ｈ−Ｈ）と垂直中央面（Ｖ−Ｖ）の共通部分に配置された中央の方向センサ（３）と、前記中央の方向センサ（３）と平行に、同センサから、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの離心した中央面の方向センサ（４、５）とが備わっており、前記デバイスが、
・前記プローブ（１１）を、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）と平行であって前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）に対して直交する第１の旋回軸（８）のまわりで、前記航空機に対して枢動可能に接続するための第１の手段（７）と、
・前記プローブ（１１）が、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）によってもたらされる測定値が等しくなる特定の傾斜位置をとるように、前記プローブを前記第１の旋回軸（８）のまわりで回転させるための第１の手段（９）と、
・前記特定の傾斜位置において、前記プローブの前記水平中央面（Ｈ−Ｈ）と前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）の間に生じる特定の傾斜角を測定するための第１の手段（９Ａ）とを備え、
−  前記プローブ（１１）の前記前方端部には、前記中央の方向センサ（３）及び前記離心した中央面の方向センサ（４、５）に加えて、前記中央の方向センサ（３）と平行に、同センサから前記プローブの前記垂直中央面（Ｖ−Ｖ）のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの横方向の方向センサ（１３、１４）が備わっていること、並びに
−  前記デバイスが、
・前記プローブ（１１）を、前記航空機の前記長手軸（Ｌ−Ｌ）と平行な第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）のまわりで前記航空機に対して枢動可能に接続するための第２の手段と、
・前記プローブ（１１）が、前記離心した中央面の方向センサ（４、５）によってもたらされる前記測定値が等しいばかりでなく前記横方向の方向センサ（１３、１４）によってもたらされる測定値も等しい特定の組み合わされた傾斜位置をとるように、前記プローブ（１１）及び前記第１の旋回軸（８）を前記第２の旋回軸（Ｘ−Ｘ）のまわりで回転させるための第２の手段（１６）と、
・前記プローブの前記特定の組み合わされた傾斜位置における前記第２の旋回軸の回転角の特定の値を測定するための第２の手段（１６Ａ）であって、前記回転角が前記航空機の横滑りを表す第２の手段とをさらに備えることを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項７において規定された種類の、迎え角及び横滑りを測定するためのデバイスを備えることを特徴とする航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は航空機の迎え角を測定するための方法及びデバイスに関し、より一般的には、前記方法及び前記デバイスは、前記航空機のエア・データ情報を測定することができ、マッハ数、温度、並びにドリフト誤差及びスキュー誤差には感応しない。
【背景技術】
【０００２】
航空機の迎え角を測定するために、プローブの前方端部には、前記プローブの水平中央面と垂直中央面の共通部分に配置された中央の方向センサと、前記中央の方向センサと平行に、同センサから前記プローブの前記水平中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの離心した方向センサとが備わっており、このことは、たとえば米国特許第３，３２９，０１６号明細書から既に知られている。この種のプローブは航空機に対して枢動可能に接続され、前記プローブの３つのセンサは前方に向けられている。したがって、迎え角がゼロでなければ相対風がプローブに対して偏向して、側方の方向センサが異なる全圧を検出し、したがって異なるエア速度が検出される。較正することにより、この種の圧力差から航空機の迎え角を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，３２９，０１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、この種の迎え角プローブが航空機の横滑りを示すのを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このために、本発明によれば、相対風に対する航空機の長手軸の迎え角を測定するための方法によって使用されるプローブの前方端部には、前記プローブの水平中央面と垂直中央面の共通部分に配置された中央の方向センサと、前記中央の方向センサと平行に、同センサから、前記プローブの前記水平中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの離心した中央面の方向センサとが備わっており、この方法では、
−  前記プローブは、前記プローブの前記水平中央面と平行であって航空機の前記長手軸に対して直交する第１の旋回軸のまわりで、前記航空機に対して枢動可能に接続されており、
−  前記プローブが、前記離心した中央面の方向センサによってもたらされる測定値が等しくなる特定の傾斜位置をとるように、前記プローブが前記第１の旋回軸のまわりで回転されて、
−  この特定の傾斜位置において、プローブの前記水平中央面と航空機の長手軸の間に生じる特定の傾斜角が測定され、この方法は、
前記プローブの前方端部には、前記中央の方向センサ及び前記離心した中央面の方向センサに加えて、前記中央の方向センサと平行に、同センサから前記プローブの前記垂直中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの横方向の方向センサが備わっていること、並びに、それに加えて、航空機の横滑りを測定するために、
−  前記プローブが、航空機の前記長手軸と平行な第２の旋回軸のまわりで前記航空機に対して枢動可能に接続されており、
−  前記プローブが、前記離心した中央面の方向センサによってもたらされる測定値が等しいばかりでなく前記横方向の方向センサによってもたらされる測定値も等しい特定の組み合わされた傾斜位置をとるように、前記プローブ及び前記第１の旋回軸が前記第２の旋回軸のまわりで回転されて、
−  プローブの前記特定の組み合わされた傾斜位置における前記第２の旋回軸の回転角の特定の値が測定されることを特徴とする。
【０００６】
この特定の組み合わされた傾斜位置では、前記プローブが、横滑りを考慮に入れて相対風に対して整列され、前記横滑りが、前記第２の蝶番ピンの回転角の前記特定の値によって測定されることが明白である。
【０００７】
好ましくは、前記航空機の飛行中に、プローブの水平中央面と航空機の長手軸の間に生じる前記特定の傾斜角と、前記第２の旋回軸の回転角の前記特定の値とが、連続的に求められる。
【０００８】
中央の方向センサ、前記離心した中央面の方向センサ、及び前記横方向の方向センサは圧力センサであり得、音速以下の酸素を必要とする飛行に対して特に効果的である。それにもかかわらず、前記センサは、力センサ又は温度センサなどの風向に感応する任意のタイプであり得る。たとえば、超音速飛行又は極超音速飛行については、前記センサが熱電対であると有利である。
【０００９】
好ましくは、
−  前記プローブを前記第１の旋回軸のまわりで回転させるために、可動動作部材を備えるアクチュエータが使用され、前記特定の傾斜角は、アクチュエータの前記可動動作部材の対応する位置によって測定され、
−  前記プローブ及び前記第１の旋回軸を前記第２の旋回軸のまわりで回転させるために、可動動作部材を備えるアクチュエータが使用され、前記第２の旋回軸の回転角の前記値は、前記アクチュエータの前記可動動作部材の対応する位置によって測定される。
【００１０】
本発明は、上記で説明された方法を実施するためのデバイスにさらに関するものである。
【００１１】
本発明によれば、相対風に対する航空機の長手軸の迎え角を測定するためのデバイスはプローブを備え、同プローブの前方端部には、前記プローブの水平中央面と垂直中央面の共通部分に配置された中央の方向センサと、前記中央の方向センサと平行に、同センサから、前記プローブの前記水平中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの離心した中央面の方向センサとが備わっており、前記デバイスは、
・前記プローブを、前記プローブの前記水平中央面と平行であって航空機の前記長手軸に対して直交する第１の旋回軸のまわりで、前記航空機に対して枢動可能に接続するための第１の手段と、
・前記プローブが、前記離心した中央面の方向センサによってもたらされる測定値が等しくなる特定の傾斜位置をとるように、前記プローブを前記第１の旋回軸のまわりで回転させるための第１の手段と、
・この特定の傾斜位置において、プローブの前記水平中央面と長手軸の間に生じる特定の傾斜角を測定するための第１の手段とを備え、
−  前記プローブの前方端部には、前記中央の方向センサ及び前記離心した中央面の方向センサに加えて、前記中央の方向センサと平行に、同センサから前記プローブの前記垂直中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された少なくとも２つの横方向の方向センサが備わっていること、並びに
−  前記デバイスが、
・前記プローブを、航空機の前記長手軸と平行な第２の旋回軸のまわりで前記航空機に対して枢動可能に接続するための第２の手段と、
・前記プローブが、前記離心した中央面の方向センサによってもたらされる測定値が等しいばかりでなく前記横方向の方向センサによってもたらされる測定値も等しい特定の組み合わされた傾斜位置をとるように、前記プローブ及び前記第１の旋回軸を前記第２の旋回軸のまわりで回転させるための第２の手段と、
・プローブの前記特定の組み合わされた傾斜位置における前記第２の旋回軸の回転角の特定の値を測定するための第２の手段であって、前記回転角が前記航空機の横滑りを表す第２の手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、迎え角及び横滑りを前述のように測定するためのデバイスを備えている航空機にさらに関するものである。
【００１３】
添付図面の図は、本発明が実行され得る様子の、より優れた理解を与えるはずである。これらの図面において、同一の参照符号は類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】航空機の迎え角を測定するための既知のデバイスの概略図である。
【図２】図１のデバイスのプローブの前方端部において、水平のＨ−Ｈ中央面及び垂直のＶ−Ｖ中央面が描かれた端面図である。
【図３】本発明を実施するためのデバイスの一実施例の概略図である。
【図４】図３のデバイスのプローブの前方端部において、水平のＨ−Ｈ中央面及び垂直のＶ−Ｖ中央面も描かれた端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１及び図２に概略的に示された既知のデバイスが備えるプローブ１は、輪郭を描かれた前方端部２に、前記プローブの水平のＨ−Ｈ中央面と垂直のＶ−Ｖ中央面の共通部分に配置された中央の方向センサ３と、前記中央の方向センサ３と平行に、同センサから、前記プローブの水平のＨ−Ｈ中央面のどちらの側にも等しい距離において風向に対して感度よく配置された、少なくとも２つの離心した中央面の方向センサ４及び５とを備える。
【００１６】
前記プローブ１の後方端部は、蝶番装置７によって航空機（その長手軸Ｌ−Ｌにより、胴体６の一部分によってのみ示されている）に対して枢動可能に接続されており、その旋回軸８は、プローブ１の水平中央面Ｈ−Ｈと平行であり、航空機の長手軸Ｌ−Ｌに対して垂直である。
【００１７】
たとえば作動シリンダといったアクチュエータ９は、たとえばピストンといった可動動作部材９Ａを備え、プローブ１を、旋回軸８のまわりで、双方向矢印ｆによって示されるように両方向に回転させることができる。アクチュエータ９は、離心した中央面の方向センサ４及び５による測定値を受け取る制御ユニット１０によって制御され、離心した中央面の方向センサ４及び５からの前記測定値が等しくなるように、旋回軸８のまわりのプローブ１の傾斜角を制御する。この位置において、プローブ１は、航空機の長手軸Ｌ−Ｌに対する前記プローブの傾斜角αが航空機の迎え角を表すように相対風に対して整列される。アクチュエータ９の可動動作部材９Ａの対応する位置は、前記傾斜角αの実用的で簡単な測定値であり、したがって迎え角の測定値でもある。その上、航空機の迎え角を測定するプローブ１のこの傾斜位置に関して、中央の方向センサ３は、検出する大きさの高信頼の測定値をもたらす。前記中央の方向センサ３がピトー管であれば、もたらされる高信頼の測定値は全圧である。
【００１８】
航空機の飛行中に、アクチュエータ９及び制御ユニット１０は、各瞬間においてプローブ１がその傾斜角αによって航空機の迎え角を測定するように、好ましくは連続的に動作する。
【００１９】
本発明による、図３及び図４に概略的に示されたデバイスの実施例では、プローブ１がプローブ１１で置換されており、プローブ１１は類似であるが、中央の方向センサ３及び離心した中央面の方向センサ４及び５に加えて、その前方端部２には、前記中央の方向センサ３と平行に、同センサから、プローブ１１の垂直中央面のどちらの側にも等しい距離に配置された、少なくとも２つの同一タイプの横方向の方向センサ１２及び１３が備わっている。
【００２０】
プローブ１１の後部蝶番装置７は、航空機の長手軸Ｌ−Ｌと平行な旋回軸Ｘ−Ｘのまわりで回転可能に取り付けられたロッド１４に対して連帯して回転するように接続されており、航空機は、図３ではロッド１４のためのベアリング１５によって示されている。したがって、図３のデバイスにおいて、プローブ１１は、航空機の長手軸Ｌ−Ｌに対して直交するライン８のまわりと、前記長手軸Ｌ−Ｌと平行なラインＸ−Ｘのまわりとの両方で、組み合わされたやり方で回転することができる。
【００２１】
たとえば作動シリンダといったアクチュエータ１６は、たとえばピストンといった可動動作部材１６Ａを備え、プローブ１１及び旋回軸８を、旋回軸Ｘ−Ｘのまわりで、双方向矢印Ｒ−Ｒによって示されるように両方向に回転させることができる。アクチュエータ９及び１６をそれぞれ制御する制御ユニット１７は、離心した中央面の方向センサ４及び５による測定値と、横方向の方向センサ１２及び１３による測定値とを受け取る。制御ユニット１７により、アクチュエータ９及び１６は、離心した中央面の方向センサ４及び５からの測定値が等しくなって横方向の方向センサ１２及び１３からの測定値も等しくなるように、旋回軸８及びＸ−Ｘのまわりのプローブ１１の傾斜角をそれぞれ制御する。
【００２２】
したがって、航空機の横滑りの場合には、プローブ１１は相対風に対して完全に整列され得る。相対風に対して整列したこの組み合わされた位置では、軸８のまわりのプローブ１１の傾斜角の値（たとえば可動動作部材９Ａの位置によって示される）が迎え角を表し、一方、ラインＸ−Ｘのまわりのプローブ１１の傾斜角の値（たとえば可動動作部材１６Ａの位置によって示される）が航空機の横滑りを表す。
【００２３】
もちろん、航空機の飛行中に、上記で説明されたやり方で航空機の迎え角の値及び横滑りの値を連続的に求めることができる。
【図１】
0006495252.tif 000002
【図２】
0006495252.tif 000003
【図３】
0006495252.tif 000004
【図４】
0006495252.tif 000005