空速测量主要传感器选择
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B737飞机迎角传感器故障分析作者:吴锋宋剑来源:《航空维修与工程》2021年第03期0 引言大气数据系统是飞机重要系统之一,直接影响飞机的操纵模式与飞行状态。
飞行所需的大气数据由采集到的原始参数计算获得,原始数据包括全压、静压、总温、迎角。
其中迎角(AOA)是飞机与大气之间相对运动的矢量与飞机或机翼上的参考线之间的角度,大多数商用喷气式飞机使用机身中心线或纵轴作为参考线。
迎角数据是飞行控制的重要参数之一,飞行控制系统根据飞机全重、迎角、空速等参数,调整飞机姿态及发动机推力,以确保飞机的姿态处于安全飞行包线中。
迎角传感器的故障可以导致间隙或连续性抖杆、最低速度不正确、增大控制飞机低头的操作力、空速不一致警告、高度不一致警告、AOA不一致警告、感觉压差灯亮、自动驾驶脱开等故障。
上述故障在飞行的各个阶段可能导致运行风险,包括冲出跑道、飞机返航备降、飞机失速、非指令配平。
1 迎角传感器的原理波音737飞机有两个迎角传感器,分别装在驾驶舱前下部的两侧,飞机具备一定的运动速度后(空速80节以上),外部的气动力驱动风标叶片转动与气流方向一致,带动叶片转轴连接的两组转子线圈,在垂直的定子线圈(与机身固定的正弦余弦解算器)上产生对应的感应电动势,用于测量转子转动的角度,即飞机的运动中的迎角。
每一个迎角的角度信号分为两路输出:一路送至同侧的失速管理偏航管理组件(SMYD),用于失速警告逻辑的判断,如图1所示。
另一路送至同侧大气数据惯导组件(ADIRU),用于计算高度、空速等大气数据的补偿参数,如图2所示。
2 迎角传感器的结构2.1 AOA的外观示意图迎角传感器分为机械部分和电气部分。
机械部分由壳体、安装座、风标等组成。
电气部分由两组转子线圈、两组定子正弦余弦解算器、两个电插头、加温电路等组成。
如图3所示。
2.2 AOA内部线路图迎角传感器的J1电插头包含一组解算器,将迎角信号提供给SYMD,此插头中还包含迎角传感器的电加温电路。
空速管工作原理
空速管是一种测量空气速度的装置,通常被应用在飞机、汽车等交通工具的仪表系统中,下面将详细介绍空速管的工作原理。
一、空速管的组成
空速管由三个主要部分构成,分别是静压管、动压管和传感器。
1. 静压管:用来测量周围空气的静压,安装在飞机机身上靠近底部的位置。
2. 动压管:用来测量周围的动压力,通常安装在机身上靠近飞机鼻部的位置。
3. 传感器:通过测量静压和动压的差异来计算出空气的速度。
二、空速管的工作原理
空气流经动压管时会产生一个压力,称为动压力;流经静压管时,则会产生一个与外界大气压差等大的静压力。
通过将动压管和静压管中的压力信号传递给传感器,传感器可以计算出空气流过速度。
空速管的工作原理可以用一个简单的公式来表示:
V = √((2 * ΔP)/ρ)
其中:
V:空气的流速
ΔP:动压管与静压管中的压力差
ρ:空气密度
通过上述公式,传感器可以计算出空气的流速,将这个数据转化成数字信号后传输至飞机系统中作为仪表数据,供驾驶员参考使用。
三、空速管的应用
除了用在飞机仪表上,空速管还被广泛应用在汽车、火车等交通工具中。
在汽车仪表板上,空速管用来测量车辆的速度;在火车上,空速管则被用来测量火车的速度和风阻力,以便优化火车的运行效率。
总之,空速管的工作原理和应用都十分简单,但却为航空、交通等领域的发展做出了重要的贡献。
中文名指示空速外文名indicated airspeed缩写形式用符号Vi表示其他名称表速单位节或者马赫中文名称:指示空速英文名称:indicated airspeed缩写形式为(IAS),用符号Vi表示。
其他名称:表速分类:飞机上所用的常用速度有4种:指示空速(IAS),真空速(TAS),地速(GS),马赫数(Mach).指示空速:飞机和空气相对的速度,也是空速表上显示的速度,有时简称为"表速""空速".飞机上所用的常用速度有4种:指示空速(IAS),真空速(TAS),地速(GS),马赫数(Mach).指示空速:飞机和空气相对的速度,也是空速表上显示的速度,有时简称为"表速""空速".真空速:经气压换算成海平面高度的指示空速.地速:飞机相对地面的速度.可以通过地面导航台、GPS等测得。
马赫数:真空速和音速的比值.表速和真速的数值是不同的,主要原因是飞机空速管并不能测出飞机的飞行速度,而只能测量出q=0.5*ro*v*v(其中ro是空气密度,v是飞机相对于空气的速度),然后用q除以密度ro再除以0.5,将结果开方(通过电路或机构实现)即可得到飞行速度。
但除以密度时只能用海平面的密度值,而空气密度随着高度升高在减小,所以表速(仪表显示的速度)就和真速不一致,比真速要小,高度越高,差别越大。
在无风的状态下,真速和地速是一致的;有风的情况下,真速和地速是不一致的,真速和风速之和(矢量和)等于地速。
注意这种情况仅适用于平飞,如果你是在爬升或者下降状态,无风时地速不等于真速,种情况下地速只等于飞机真速的水平分量。
举例:一架飞机以相对地面速度为200M\S的速度向北水平飞行,这时飞机的地速为200M\S.若此时刮20M\S的正北风,则指示空速即表速为20+200=220M\S.此时海平面的声速为340M\S,所以马赫数为200\340=0.59定义:详细解释:飞行中的动压与飞行安全有着非常重要的关系。
航空仪表的原理与应用一、航空仪表的简介航空仪表是飞行器上用于测量、表示飞行状态、检测飞行参数的装置。
通过航空仪表,飞行员可以获取关键的飞行信息,以确保飞行的安全和顺利进行。
航空仪表应用于各种飞行器,包括商业飞机、军用飞机、直升机等。
二、航空仪表的分类根据功能和用途的不同,航空仪表可以分为以下几类:1. 飞行仪表飞行仪表用于测量和显示飞行器的姿态、速度、高度、航向等参数。
主要包括:- 人工仪表:飞行员根据仪表显示的姿态和速度进行飞行操作。
- 自动驾驶仪表:自动控制飞行器的仪表,可以实现自动驾驶。
- 航向仪:测量和显示飞行器的航向。
- 空速表:测量和显示飞行器的速度。
- 高度表:测量和显示飞行器的高度。
2. 导航仪表导航仪表用于导航和定位。
主要包括: - 磁罗盘:测量和显示飞行器相对于地磁北极的航向。
- GPS导航仪:使用全球定位系统(GPS)进行导航和定位。
- VOR仪表:使用航空无线导航系统进行导航。
- DME仪表:测量和显示飞行器与地面导航台之间的距离。
3. 引擎仪表引擎仪表用于监测和控制飞行器的引擎状态和性能。
主要包括: - 转速表:测量和显示引擎的转速。
- 油温表:测量和显示引擎的油温。
- 油压表:测量和显示引擎的油压。
- 温度表:测量和显示引擎的温度。
- 进气流量表:测量和显示引擎的进气流量。
三、航空仪表的原理航空仪表的工作原理基于一系列物理原理和传感器技术。
下面介绍几个常见的原理:1. 陀螺原理陀螺原理是指利用陀螺仪来测量和显示飞行器的姿态。
陀螺仪是一种利用转动的陀螺的稳定性来测量方向和角速度的装置。
通过测量陀螺的转动方向和速度,可以得到飞行器的姿态数据。
2. 压力原理压力原理是指利用压力传感器来测量飞行器的气压和空气速度。
常见的压力传感器有气压计和空速表。
气压计通过测量大气压力来计算飞行器的高度,空速表通过测量气流压力来计算飞行器的速度。
3. 电磁感应原理电磁感应原理是指利用电磁感应现象来测量和显示飞行器的速度和航向。
空速的名词解释化工空速是指飞机以及其他航空器在空中飞行时的速度。
它是指飞机相对于周围空气的速度,与地面上的速度有所不同。
空速是导航、飞行控制和飞行性能评估中重要的参数,对飞行员和航空工程师来说至关重要。
空速可以分为真空速、指示空速、当地空速和地速。
真空速是指飞机相对于周围空气的速度,它是计算飞机飞行性能的基础。
真空速不受气温、气压等气象条件的影响,只取决于飞机相对于空气的运动速度。
指示空速是指飞机表面的气动测量设备(气罩)所测得的速度。
飞机上的指示空速仪通常是在座舱中的,它会收集飞机周围的气流信息,并将该信息转化为飞机相对于空气的速度显示。
指示空速会受到飞机本身的气动特性、位置和安装方式的影响。
当地空速是指根据指示空速和当地气象条件计算得出的飞机相对于当地空气的速度。
由于气温、气压等因素的变化,当地空速会产生一定的误差。
这个误差通常通过飞机上的气温、气压传感器来校正。
地速是指飞机相对于地面的速度,它是由真空速和风的影响所确定。
地速通常由飞行导航系统提供,可以帮助飞行员计算飞行距离、剩余飞行时间等信息。
在飞行中,飞行员通常会根据不同的情况使用不同的空速来进行操作。
指示空速常用于飞行导航和气流控制,以确保飞行的平稳和安全。
当地空速通常用于飞行性能的评估和风险分析,它可以帮助飞行员预测飞行过程中可能出现的问题。
真空速通常用于飞行性能和气象条件的评估,以便飞行员和航空工程师了解飞机的运动性能和受力情况。
地速则主要用于飞行导航和导航系统的校准。
化工行业在空速的应用方面也发挥了重要作用。
通过合理优化空气动力学设计和工艺流程,化工厂和设备可以达到更高的效率和更好的安全性。
空速的测量和控制在化工设备中也是必不可少的。
通过准确测量和控制空速,化工生产过程可以更精确地控制反应速度、温度和物质转化率等关键参数,从而提高产品质量和产能。
总之,空速作为一个重要的参数,对于飞行安全和化工生产有着不可替代的作用。
它的不同类型和应用场景需要飞行员和工程师具备深入的理解和掌握,以确保飞行和生产的顺利进行。
应变片式压力传感器的应用领域应变片压力传感器,也称为应变片压力传感器或应变片压力变送器,由于其多功能性,准确性和可靠性,在各个行业中都有应用。
这些传感器利用应变片技术来测量膜片或传感元件在压力下的变形或应变,将施加的压力转换为电信号。
应变式压力传感器的应用横跨多个领域,包括但不限于:汽车工业:发动机性能监测:应变计压力传感器用于测量歧管绝对压力(MAP)或进气歧管压力在内燃机燃油喷射控制,涡轮增压器增压控制,和发动机诊断。
胎压监测系统(TPMS):胎压监测系统采用应变式压力传感器监测胎压,并提醒驾驶员轮胎充气不足或过度充气,提高车辆安全性和燃油效率。
工业自动化:液压和气动系统:应变式压力传感器用于监测液压和气动系统的压力水平,确保最佳性能并防止过载或系统故障。
过程控制:这些传感器在制造业、化学加工、石油和天然气等过程工业中起着至关重要的作用,在这些工业中,精确的压力测量对于控制过程和保持产品质量至关重要。
航空航天:飞机仪表:应变式压力传感器集成到飞机系统中,用于测量空速,高度,客舱压力和液压系统压力,有助于飞行安全和性能。
空间探索:这些传感器用于航天器和卫星,用于监测推进系统、生命支持系统和科学仪器的压力,使太空任务和研究工作成为可能。
医疗保健:患者监护:应变式压力传感器用于医疗设备,如呼吸机、麻醉机、血压计和输液泵,用于测量呼吸压力、动脉压力和流体压力,促进患者的护理和治疗。
生物力学研究:这些传感器用于生物力学研究和运动科学,以测量鞋类,矫形设备和假肢的压力分布,帮助设计和优化产品,以提高舒适性和性能。
环境监测:气象站:应变式压力传感器集成到气象站和气象仪器中,用于测量大气压力、温度和湿度,为天气预报和环境监测提供数据。
水和废水管理:这些传感器用于配水系统,污水处理厂和环境监测网络,以测量水压,流速和水位,确保水资源和基础设施的有效管理。
能源和公用事业:石油和天然气勘探:应变式压力传感器部署在油气井、管道和炼油厂中,用于监测井口压力、管道完整性和过程安全性,优化生产操作,最大限度地降低环境风险。