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五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统

日期:2026-10-24 02:00
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摘要:瑞士史密泰克.伯格(Simtec Buergel AG, swiss-airdata)公司生产的ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统主要包括用来测量各种压力的半球形或圆锥五孔探头、安装在空速管内部压力传感器支撑部分以及连接探头和支撑部分的来接部分。若干内部气动管路贯穿探头、连接部分和支撑部分传导压力,差压传感器将压力信号转换为电信号,通过公式,计算出攻角(迎角)和侧滑角、气压高度Hp和校准空速CAS。

瑞士SIMEC AG公司ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统(五孔皮托管)


新闻关键词:五孔压差空速管、攻角传感器、侧滑角传感器、直升机、大气数据计算机、迎角传感器

五孔空速管|攻角传感器|侧滑角传感器|大气数据计算机技术资料下载

ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统概述

瑞士史密泰克.伯格(Simtec Buergel AG, swiss-airdata)公司生产的ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统(五孔皮托管)主要包括用来测量各种压力的半球形或圆锥五孔探头、安装在空速管内部压力传感器支撑部分以及连接探头和支撑部分的来接部分。若干内部气动管路贯穿探头、连接部分和支撑部分传导压力,差压传感器将压力信号转换为电信号,通过公式,计算出攻角(迎角)和侧滑角、气压高度Hp和校准空速CAS。

五孔压差探头空速管攻角侧滑角传感器系统(五孔皮托管)为飞行器提供多种有价值的飞行参数,例如飞行高度(Hp)和速度(CAS和TAS),迎角(攻角,AOA),侧滑角(AOS),静压(Ps),动压(Qc),大气总温(TAT)和静温(OAT)。

许多螺旋桨飞机和无人机(UAVs)飞行速度比喷气式飞机小得多,这就需要特殊的压力传感器和温度传感器,并采用电子器件来测量非常小的动压。小型飞机和无人机更易受阵风和尾流湍流影响,系统快速响应是非常重要的。

ADP5.5五孔压差空速管攻角侧滑角传感器系统(五孔皮托管)可以安装在试验飞机、作战飞机或者无人机(UAVs)。测量到的数据被传送到小型飞机和无人机(UAV)机舱内嵌入式或便携式大气数据计算机(ADC)或飞行控制计算机(FCC)进行实时评估或后期处理。


(1)      Palpha = (Pu – PL) / (Pt – Ps) ;        Pu =上孔压力, PL =下孔压力,Pt=总压(全压), Ps=静压

(2)      Pbeta = (Pr – Pl) / (Pt – Ps) ;           Pr = 右孔压力, Pl =左孔压力

Palpha和Pbeta信号与空速和密度无关,因为它们表示的压差与动压Qc(总压与静压差值,Pt – Ps)的比值。在线性函数中使用这些仅与气流角度相关的信号,将在五孔探头处取样的流量几何图形映射到静压误差系数和飞机自由气流畸变的“纯”AOA(α)和AOS(β)值:

(3)    α = a0 + aα Pa + aβ Pb 

(4)      β = b0 + bα Pa + bβ Pb 

(5)   Cp = c0 + cα Pa + cβ Pb

此处  Cp:

(6)      Cp = (Ps – P∞) / (½ρV2);  Ps =测量得到的静压, P∞  = 真实的静压

ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统(五孔皮托管)显著特点

l  独立智能的系统,包含5孔空速管探头及实时测量计算机(RTMC)

l  测量静压(Ps),动压(Qc),迎角(AOA),侧滑角(AOS)和大气总温(TAT)

l  输出完全校准和风洞修正后大气数据参数

l  空速管内嵌高精度压力传感器,减少压力迟滞,快速响应

l  控制加热器功率,确保zui低功耗和安 全操作

l  结构紧凑,尺寸小,质量轻、坚固耐用

l  高精度,高性价比 

ADP5.5五孔压差空速管攻角传感器|侧滑角系统测量攻角和侧滑角优点:
1、与传统的风标迎角传感器相比,五孔压差空速管测量攻角和侧滑角时没有内在摩擦和迟滞。风标式电位计都有内在的摩擦。在低空速的情况下,由于受到的推力很小,风标不能移动到正确的位置。在更高空速情况下,风标也存在相当大的迟滞。五孔空速管压差比攻角传感器和侧滑角传感器可以在非常低的空速下测量迎角和侧滑角。
2、五孔空速管压差比攻角传感器和侧滑角传感器(五孔皮托管)上没有旋转机械结构,不会产生过冲。如果不衰减,风标式攻角传感器和侧滑角传感器需要一个稳定时间(衰减是不利因数,因为它增加了延迟)。相比风标型系统,五孔探头空速管迎角传感器和侧滑角传感器以zui小的延迟和没有过冲情况下,能够在非常低的空速下,测量气流的角度(迎角和侧滑角)。 以某公司为例,其迎角(攻角)风标传感器:“在115 节(200km/h)时,在100毫秒内,风标将从3.0°偏移量返回到航空零,并且*大过冲达0.5°”。因此,在粗略和动态空气中的风标会不断移动,并产生了一个额外的动态误差,且比静态误差更大。
3、五孔压差探头空速管攻角传感器和侧滑角传感器(五孔皮托管)有非常小的延迟。部分空速管有低于20ms 的一个传输延迟(压力传感器的延迟远低于1 毫秒)。这包括计算机时间和传输时间。风标的延迟要高得多(参见上面,在高空速高于100ms 的延迟,在低空速高的延迟甚至更高)。

4、前支杆上风标的攻角传感器空气动力学动态校准是非常复杂的,需要大型的风洞。风标传感器安装在支杆上会经历一个很复杂的气流,因为风标会受到在其前面的空速管探头影响。测试表明这种影响是不可忽略的,可以增加好几度的误差。此校准也是非常困难的。绝大部分支杆上的风标迎角传感器根本就没有进行空气动力学方面校准。

5、五孔探头空速管上攻角传感器和侧滑角传感器(五孔皮托管),没有移动的部件。相比没有运动部件的系统,移动部件(风标)的可靠性是始终较低。

6、典型应用:五孔空速管测风、五孔皮托管和五孔探针三维风速矢量测量

ADS-12集成式五孔空速管大气数据系统

ADP-55和ADS-12将皮托管探头、静压口、总温探头、迎角探头、侧滑角探头、传感器、电子设备和大气数据计算机集成为一个单元。由于五孔探头的特殊设计,在测量攻角和侧滑角气流角度时无需使用易损的活动部件。所有压力传感器都安装在靠近测量位置的地方,并且所有传感器数据都直接进行数字化处理。这提高了系统的准确性,消除了系统延迟,并增强了可靠性。此外,ADS-12安装和维护也大大简化。无需复杂的管道、布线和排水系统。整个系统易于更换。数字化数据通过ARINC 429数据总线提供给其他航空电子系统。由于ADS-12高度集成,该设备结构紧凑、重量轻且易于安装。系统无需在机身设置静态端口。实现高精度的复杂性大大简化(无需进行表面测量和蒙皮波纹度检查)。

ADS-12五孔集成的大气数据系统高度集成的五孔压差空速管系统

主要特点:提供高精度的校准和气动修正后的空气数据 通过ARINC 429和RS-422数据接口发送数据 具有智能调节的除冰和排水功能 通过便携式计算机提供RS-485(USB)测试和维护访问。

与除传统的空速管、大气数据计算机、大气总温探头和攻角侧滑角传感器分散的大气数据系统比较,五孔空速管系统具有以下明显的的优势:

  • 较低的探头温度确保了在搬运和乘客登机过程中无事故/烧 伤风险 ,不会损坏复合材料结构
  • 集成的智能大气数据系统,可靠性比传统的提高3-5倍
  • 源头消除误差‌:传统系统需要分散安装空速管、迎角传感器、温度探头,不同传感器位置差异会引入位置误差,时间上也难以完全同步;五孔系统在同一个探头内同步采集所有参数,从源头上消除了位置误差和时间不同步问题。
  • 测量精度更高‌:可在±45°攻角、±20°侧滑角范围内,将空速测量误差控制在‌0.5%以内‌,高度误差低于5米,大迎角、大侧滑等复杂工况下的测量稳定性远优于传统方案。

2、ADP-55空速管安装在飞行器上的图片

ADP-55加热型空速管安装在EVTOL上

ADP-55加热空速管安装在直升机上

2套ADP-55加热空速管安装战术性无人机上

截止发稿为止,目前国内多家头部EVTOL企业采用了黛尔特(北京)科技有限公司的FTB-1、ADS-9和ADP-55空速管安装在他们的原型样机,进行飞行试验刚和测试,也得到非常满意的结果。

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