УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ АТАКИ, СКОЛЬЖЕНИЯ И ПРИБОРНОЙ СКОРОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области измерения аэродинамических параметров летательного аппарата (ЛА) при летных испытаниях, преимущественно испытаниях на сваливание и штопор. Измеряемые параметры (углы атаки, скольжения и приборная скорость) преобразуются в аналоговый сигнал и в цифровой код, которые передаются в систему бортовых измерений.
Известно устройство для измерения угла атаки и воздушной скорости ЛА (US 4378696, 73/180, 05.04.83) Недостатком данного устройства является искажение показаний как датчика угла атаки, так и датчика воздушной скорости при скольжении ЛА. Практически представленный датчик угла атаки и воздушной скорости можно использовать только при движении ЛА в продольной вертикальной плоскости.
Известно устройство и метод для измерения воздушной скорости и угла атаки (US 5299455, 73/180, 05.04.94) Представленное устройство для измерения воздушной скорости и угла атаки установлено на выносной штанге в носовой части ЛА. В качестве преобразователей используются анемометрические датчики, размещенные на крестообразных цилиндрах. Сопротивление датчиков зависит от степени их обдува. На относительно небольших скоростях 500 км/ч изменение сопротивления датчиков пропорционально скорости обдува (скорости ЛА). На больших скоростях начинается аэродинамический нагрев поверхностей, где размещены датчики, и зависимость между скоростью и
сопротивлением датчиков меняется. Кроме того, при скольжении ЛА меняется вектор скорости и, соответственно - сопротивление датчиков, что делает метод ограниченно пригодным, особенно на режимах сваливания и штопора.
Известно устройство для измерения вектора воздушной скорости (SU а. св. 1693554 А1; опуб 23.11.91 г.; МКИ G 01 Р 5/16). В представленном устройстве для передачи давления от подвижных (поворотных) ПВД к неподвижным измерителям давления используются пневмосъемники, которые на больших углах и частотах поворота более 5 Гц работают ненадежно («травят»).
Кроме того, использование конусообразных проточных приемников в качестве флюгеров не может обеспечить высокую точность измерения аэродинамических углов в сравнении с флюгерами в форме стреловидного крыла.
Предлагаемое устройство (рис.1) представляет собой штангу 1, в носовой части которой размещен ПВД 2, в центральной части установлены узел для измерения углов атаки и приборной скорости 3 и узел для измерения углов скольжения 4. Заканчивается штанга блочным разъемом, на котором находятся выводы от преобразователей углов атаки и скольжения (СКТ), датчиков давления 5, с помощью которых определяют приборную скорость ЛА на неограниченных углах атаки. Используются миниатюрные датчики давления с высокими метрологическими характеристиками в широком диапазоне скоростей, что особенно важно при проведении летных испытаний на сваливание и штопор.
Входящий в состав устройства для измерения углов атаки, скольжения и приборной скорости ЛА узел углов атаки и приборной скорости состоит из флюгеров 6 с неподвижно установленными в них малогабаритными ПВД 7 и корпуса
преобразователя углов поворот флюгеров (углов атаки) 8. В качестве преобразователя углов поворота флюгеров используются СКТ, статор которых закреплен внутри корпуса преобразователя углов атаки, а ротор жестко установлен на оси флюгеров.
Внутри корпуса преобразователя углов атаки размещено десятиканальное токосъемное устройство 9, позволяющее передавать малые электрические сигналы подвижного элемента (ротора СКТ и датчиков давления) на неподвижную часть.
Узел для измерения углов скольжения состоит из флюгеров 10, закрепленных на одной оси вращения, СКТ 11 и четырехканального токосъемного устройства 12. Используемые токосъемные устройства обеспечивают ни только малое переходное сопротивление, но и малые колебания переходного сопротивления при вращении подвижной части и при воздействии внешних факторов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором фигура (рис.1) показывает устройство (виды сверху и сбоку).
Наименование изображений на фигуре:
1. штанга;
2. приемник воздушного давления;
3. узел измерения углов атаки и приборной скорости;
4. узел измерения углов скольжения;
5. датчики давления;
6. флюгер датчика угла атаки;
7. малогабаритный приемник воздушного давления;
8. преобразователь углов поворота флюгеров (углов атаки);
9. десятиканальное токосъемное устройство;
10. флюгер датчика угла скольжения;
11. преобразователь углов скольжения,
12. четырехканальное токосъемное устройство
Устройство работает следующим образом. Флюгеры 6, 10 с симметричным профилем устанавливаются по набегающему потоку, и механические повороты флюгера преобразуются в электрический сигнал с помощью синусно-косинусных трансформаторов 8, 11. На флюгерах механизма, измеряющего углы атаки, установлены малогабаритные ПВД 7, соединенные с размещенными внутри флюгеров датчиками давления 5, по показаниям которых определяют приборную скорость ЛА. Далее, через токосъемные устройства 9, 12 электрические сигналы измеряемых параметров преобразуются в аналоговую форму и цифровой код, которые передаются в систему бортовых измерений.
Таким образом, заявленное устройство - комбинированный датчик, позволяет измерять по скоростной оси самолета, кроме углов атаки и скольжения с повышенной точностью, приборную скорость ЛА на неограниченных углах атаки.