改進的多功能飛機探頭的製作方法

2023-05-22 05:04:31

專利名稱：改進的多功能飛機探頭的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種多功能飛機傳感器探頭，它根據飛機飛行剖面的氣流壓力條件可獲得飛行數據和/或信息(例如，飛行角度，側滑，飛行速度，高度和/或垂直速度)。
背景技術：
和概述公知的多功能飛機傳感器探頭，如在所引證的拜爾頓(Baltins)等人的′526號專利中公開的多功能飛機探頭部件。其中，拜爾頓(Baltins)等人的′526號專利中的探頭部件通常包括沿氣流方向可旋轉的探頭，其上另設有基本上位於一對氣壓測口之間的中部的動壓力測口，兩個氣壓測口相對探頭滯止線對稱。還可設有一組氣壓輸出口，且每一輸出口在探頭中與相應的氣壓測口相通。
這樣，當該對測口中的氣壓平衡時，在輸出口處與測口相通的氣壓基本上是P1，在寬的飛行速度範圍內(例如從0.1馬赫到超音速)氣壓P1是靜態壓力(大氣壓)的單調函數。另一方面，當氣壓測口中的氣壓平衡時，動壓力測口直接測量氣流壓力。其結果，與動壓力測口相通的動壓力輸出口顯示最大氣流壓力P0,P0在飛行速度寬的範圍內是總壓力(衝壓)的單調函數。這些壓力P1和P0能夠數學地轉換成不帶有任何依飛機的飛行角度和/或側滑而定的誤差的實際的總壓力(衝壓)和純粹的靜態壓力(大氣壓)，能夠利用探頭獲得飛行角度和/或側滑等飛行數據信息，及主要飛行數據如飛行速度、高度和/或垂直速度。
已公開的拜爾頓(Baltins)等人526號專利中的多功能探頭通過在圓周上分開地設置一對測口而被改進，該對測口相應地具有測量飛行角度的功能和測量空氣壓力數據的功能。依照本發明設計的探頭，尤其適合減少複雜撞擊系統的影響，開發超音速飛行的探頭，因此，隨之改進了氣流壓力測量的性能。
所以，在本發明的一個方面中，多功能飛機探頭設有一個遠端的探頭部件，它從飛機表面向外突出，與其可操作地連接並相對其突出軸旋轉地安裝。在探頭部件設有位於中心(即，基本上與探頭的滯止線成一直線)的動壓力測口，和在圓周上彼此和相對動壓力測口對稱地分開的一對內、外氣壓測口。最好是，每一外氣壓測口從中心的動壓力測口在圓周上相互分開90°(即，在圓周上互相分開180°使得彼此的緯度相對)，同時，每一內氣壓測口從中心的動壓力測口在圓周上相互分開45°(即，在圓周上互相分開90°)，在這種方式下，完全保持了飛行角度的功能而不依賴探頭組件的空氣壓力數據測量的功能。
本發明的這些和其他方面和改進可結合下面的最佳實施例詳加描述即可清楚明了。
參照下面給出的附圖，其中不同附圖中相同的標號指示相同的部件，其中，

圖1是按照本發明最佳傳感器部件在飛機前端的局部透視圖；圖2是本發明最佳傳感器部件通過飛機機身沿圖1中的2-2線從靠近氣流流動所以察到的放大的局部剖視圖；圖2A是圖2中所示的最佳傳感器部件的背部局部透視圖；圖3是圖2中所示本發明最佳傳感器部件局部分解的透視圖；圖4是在本發明最佳傳感器部件中所用的旋轉氣壓測量葉片的側面放大透視圖；圖5是圖4中的旋轉氣壓測量葉片的放大的正透視圖；圖6是圖4中旋轉氣壓測量葉片的頂視圖；圖7是圖4中旋轉氣壓測量葉片分開的透視圖。
參照圖1所示是按照本發明連接在前機身部分FS的具有飛機傳感器探頭部件10的飛機AC的局部透視圖。該探頭部件沿突出軸Ap突出於飛機機身FS的表面，使其與飛行氣流垂直。這時，儘管由圖1所示的飛機傳感器探頭部件10從飛機AC向下突出，但是可以理解如果需要，探頭部件也可從飛機AC的側面突出。這樣，象拜爾頓(Baltins)等人526號專利中所公開和要求保護的傳感器部件一樣，本發明的探頭部件10可以任何想要的方向突出於飛機，以減小飛機多軸旋轉的影響。這樣，如果在儘可能減小飛機側滑角度的影響時測量飛行的角度，則可要求將探頭部件10設計成側向突出。擇一地，如果在儘可能減小飛機飛行角度的影響時測量飛機的側滑角度，則可要求將探頭部件設計成如圖中所示的向下突出。
由本發明的探頭部件10獲得的氣流方向/壓力的數據可通過與傳感器殼體14(如圖2)連接的普通電子/氣動路線傳輸給飛機上的飛行儀器和/或飛行指揮系統。因此，殼體14的內部結構和作用可依照拜爾頓(Baltins)等人的′526號專利中描述的，且在此省略了相同的詳細說明。
如圖2和3可清楚看到，探頭部件10通常包括殼體14，普通的圓錐形中空的探頭部件16，安裝邊緣14-1和分離葉片18。設置安裝邊緣14-1以使探頭部件10可安裝在與飛機的機身FS連接的支撐構件S上，這樣殼體14設在機身FS中並且探頭部件16沿突出軸Ap向外延伸。分離葉片18全部位於探頭部件16的空腔中，並且與探頭部件16作為一個單元以繞突出軸Ap旋轉的方式固定在其上。
圓錐形中空的探頭部件16繞探頭突出軸Ap樞轉地安裝在殼體14上。探頭部件16設有中心的動壓力測口20，其與探頭部件的滯止線在一條直線上(或在探頭部件表面最大氣流壓力處)，且與探頭部件的突出軸Ap一致。測口20最好是一延長的狹縫，其延長的軸線通常處於與突出軸Ap的方向一致。
一對設在近端的和一對設在遠端的氣壓測口22和24對應地設在探頭部件16上，並且從中心的動壓力測口20處在圓周上對稱地分開。這時，每一測口22,24最好從測口20處在圓周上對稱地分開45°(即，以使該對在近端的和在遠端的內壓力測口22和24在圓周上相應互相分開90°)。每一測口22,24最好是一延長的狹縫，其縱向延伸的方向通常與突出軸Ap的方向一致。另外，如圖2的部分所示，在近端和在遠端的測口22,24在縱向互相在一條直線上。
一對外氣壓測口26也設在探頭部件16上。最好是，每一外壓力測口26從中心的動壓力測口20處在圓周上對稱地分開90°(即，使壓力測口26實際上在探頭部件16的外表面上彼此的緯度相對)。如圖2所示，該對外壓力測口26相對多個置於遠端的成對測口22和24鄰近地位於探頭部件16的外表面上。如前面討論的測口20、22和24一樣，測口26最好是延長的狹縫，其縱向延伸的方向通常與突出軸Ap的方向一致。因此，每一測口20、22和24最好是錐形的且朝向圓錐形探頭部件16的尖頂端。就是測口20、22和24是錐形延伸的，以至具有基本上恆定的夾角，也就是說，其錐度與探頭部件16的錐度相同。
分離葉片18如圖4-7可更清楚地表示。其中，分離葉片18最好呈整塊的三角形的形狀結構，其尺寸和大小在其匯聚的導向邊緣和後沿32,34之間，相應地，使其緊密地固定在探頭部件16圓錐形的內部。因而，分離葉片18的尖頂端設有圓錐形部分30，它與探頭部件16在其相應尖頂端的內表面相對。
分離葉片18的導向邊緣32設有伸長的槽形導向邊緣通道36，當分離葉片18與探頭部件16接合時該通道36與中心的壓力測口20在一條直線上且流體連通。在導向邊緣通道36中的壓力狀況通過通道36-1與壓力檢測部件(例如，要麼包含在殼體14中，和/或包含在飛機上的飛行系統中)相通。因此，管狀導管36-2最好插入通道36-1中以便於與未示出的有關的壓力檢測元件連接。
在其導向邊緣和後沿32、34之間設有一對相對的從分離葉片18的每一側壁向外延伸的側突塊38。側突塊38的外表面是凸圓曲線表面38-1，其母線與圓錐形探頭部件16內表面的一致。尤其是，當分離葉片18安裝探頭部件16中時，突塊38的表面38-1與探頭部件16內部接觸。在終止的凸圓曲線表面38-1和探頭部件16之間的接觸容許電阻產生的熱傳導給探頭部件16，以防止在飛行過程中在測口26附近積冰。
側突塊38共同形成了大體上為三角形的通孔38-2，它在兩表面38-1之間相對分離葉片38的平面橫著延伸(即在相對導向邊緣和後沿32、34之間)。當分離葉片18位於中空的探頭部件16中時，外壓力口26與通孔38-2在一條直線上且流體連通。由外壓力口26檢測並且存在於此流體連通的通孔38-2內的壓力狀況，可通過管狀導管38-3(如圖7所示)傳輸給飛機上有關的壓力傳感器和/或壓力儀器。
一對平面側葉片40基本上垂直於分離葉片18兩側延伸。其終止邊緣40-1是凸圓弧形曲線，以使其與鄰探頭部件16的圓錐形內表面的母線相一致。因此，當分離葉片18套入探頭部件中時，這些凸圓弧形的終止邊緣40-1與中空探頭部件16的內表面相接觸。終止邊緣40-1和探頭部件16之間的接觸允許電阻產生的熱傳導給探頭部件16，以防止測口22和/或24附近積冰。另外，顯然側葉片40位於探頭部件16中的鄰近氣壓測口22的下部。
在分離葉片18三角形基體附近設有帶排洩凹槽42的導向邊緣通道36。設在靠近分離葉片18的後沿處的一對對稱的側向延伸的楔形部件44包括相應的排洩通道46。每一排洩通道具有一個開口於排洩凹槽42中的埠46-1(如圖7所示)，和一個鄰近埠46-2(如圖6所示)，與在探頭部件16的尾側(如圖2A所示)的排出孔48在一條直線上。
分離葉片18的基體上設有一長形鍵50，它在導向邊緣和後沿32,34之間延伸。鍵50的尺寸和裝配與和其連接的罩在基體14中的內部的有關部件的對應狹槽(未示出)相配合。
值得一提的是在分離葉片18和中空的圓錐形探頭部件的內表面之間形成的壓力腔與內氣壓測口22、24流體連通。該腔由未示出的裝置經殼體14與飛機上的壓力傳感器/壓力儀器連接。以類似的方式，由導向邊緣通道36和通孔38-2形成的腔可經殼體14與飛機上的壓力傳感器/壓力儀器連接。探頭部件的旋轉的電信號指示同樣也可通過普通的電纜連接，其類似的方式已在上述拜爾頓(Baltins)等人526號專利中描述。
本發明的傳感器探頭組件10以普通的圓錐幾何結構被圖示和描述的同時，可以理解這是本發明的最佳實施例，並不作為對本發明的限制。本發明的傳感器探頭組件10可設計成其它非圓錐形幾何結構，如圓柱形，三維曲線的結構等等。本領域的技術人員根據所需探頭的用途環境和/或作用在滿足上述條件下可選擇精確的幾何形式設計探頭組件10。
因此，依照多次試驗和最佳實施例描述本發明的同時，可以理解本發明不限於公開的實施例，相反，想要進行的各種改進和等同的裝置包括在附加的權利要求的構思和範圍中。
權利要求
1.一種飛機探頭組件包括長形的探頭部件，適於沿突出軸向外突出飛機表面並且繞所述突出軸旋轉；在所述探頭部件上設有的中心壓力測口；在所述探頭部件中並在圓周上從所述中心壓力測口處以第一角度對稱地分開至少一對內氣壓測口；且在所述探頭部件中並在圓周上從所述中心壓力測口處以比第一角度大的第二角度對稱地分開至少一對外氣壓測口。
2.根據權利要求1所述的飛機探頭組件，其中所述中心壓力測口、內氣壓測口和外氣壓測口都是與所述突出軸方向一致的狹縫。
3.根據權利要求2所述的飛機探頭組件，其中所述探頭部件是圓錐形的並形成遠端的尖端。
4.根據權利要求3所述的飛機探頭組件，其中形成所述中心壓力測口、內氣壓測口和外氣壓測口的狹縫是錐形的且朝向所述探頭部件的尖端。
5.根據權利要求1所述的飛機探頭組件，其中所述第一角度約45°，和其中所述第二角度約是90°。
6.根據權利要求1或5所述的飛機探頭組件，它由設在遠端的和近端的成對的內氣壓測口組成。
7.根據權利要求6所述的飛機探頭組件，其中所述一對遠端的所述內氣壓測口與相應的大體上沿所述突出軸的設在遠端的所述內氣壓測口之一在一條直線上。
8.根據權利要求7所述的飛機探頭組件，其中所述探頭部件是中空的圓錐形結構，且其中所述探頭組件還包括連接在所述探頭部件中的分離葉片，以使作為與其連接的一個元件沿所述突出軸旋轉，所述分離葉片和所述探頭部件共同形成單獨的腔，它分別與所述的中心測口，所述內氣壓測口和所述外氣壓測口流體連通。
9.根據權利要求8所述的飛機探頭組件，其中所述分離葉片包括導向邊緣和後沿，且其中所述導向邊緣包括與所述中心壓力測口相通的凹槽形沿邊通道。
10.根據權利要求9所述的飛機探頭組件，其中所述探頭部件包括排出孔，且其中所述分離葉片包括開口於所述沿邊通道中的排洩凹槽，排洩通道一端與所述排洩凹槽相通而另一端與所述排出孔相通。
11.根據權利要求8所述的飛機探頭組件，其中所述分離葉片包括一對側向延伸的突塊，其上形成一與所述外氣壓測口相通的通孔。
12.根據權利要求11所述的飛機探頭組件，其中所述通孔大體上是三角形的。
13.根據權利要求12所述的飛機探頭組件，其中所述分離葉片大體上是三角平面結構，其具有基體和匯聚的導向邊緣和後沿，且其中所述突塊從所述分離葉片的相應側壁向外側延伸。
14.根據權利要求1所述的飛機探頭組件，其中所述長形探頭部件大體上是圓錐形的。
15.一種飛機探頭組件包括一中空的大體上為圓錐形的其中設有壓力測口的探頭部件；大體上為三角形的分離葉片，具有導向邊緣和後沿，且套入所述探頭部件中；其中所述分離葉片包括沿其所述導向邊緣的凹槽形通道並且與所述探頭部件中的所述壓力測口流體連通。
16.根據權利要求15所述的飛機探頭組件，其中所述探頭部件包括排出孔，且其中所述分離葉片包括開口於所述沿邊通道中的排洩凹槽，且排洩通道一端與所述排洩凹槽相通而另一端與所述排出孔相通。
17.根據權利要求15所述的飛機探頭組件，其中所述探頭部件包括一對在圓周上分開的氣壓測口，且其中所述分離葉片包括一對側向延伸的突塊，其形成一與所述外氣壓測口相通的通孔。
18.根據權利要求17所述的飛機探頭組件，其中所述通孔大體上是三角形的。
19.根據權利要求18所述的飛機探頭組件，其中所述分離葉片大體上是三角平面結構，具有基體和匯聚的導向邊緣和後沿，其中所述突塊從所述分離葉片的相應側壁向外側延伸。
全文摘要
改進的多功能探頭具有多對圓周地分開的測口(22,24)。
文檔編號G01C23/00GK1306615SQ99807706
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月24日 優先權日1998年7月2日
發明者M·A·門茲斯, G·U·巴爾廷斯, D·N·馬丁 申請人:航空電子特製品有限公司