[發明專利]葉片式直升機空速計

無效

• 申請號: 201010623588.8
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102175885A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 王冠林;朱紀洪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01P5/14
• 分類號: G01P5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是用于測量直升機空速的裝置，能夠精確、可靠地測量直升機的空速。主要應用在航空航天、直升機和機器人等技術領域。

背景技術

空速反映直升機相對靜止氣流的運動速度，是直升機的一個重要飛行參數。飛行員或者飛行控制計算機可以根據空速大小判斷作用在直升機上的空氣動力情況，進而更準確地操縱直升機。此外，如果已知風速的大小和方向，可以根據風速計算出地速，進而計算出飛行距離。

然而由于直升機飛行速度低、流場復雜，所以空速測量甚為困難。目前常用的空速測量方法有下面三種：

(1)熱線(片)式：采用熱敏電阻絲(片)作為敏感元件。當空氣從電阻周圍流過時，會帶走電阻的部分熱量，使其溫度降低。由于電阻阻值和電阻溫度成正比，而電阻溫度和空速成反比。因此電阻阻值與空速對應，其他通過測量電阻值即可測得空速。由于此測量方法受空氣溫度和濕度的影響較大，測量精度較低。

(2)氣壓式：利用氣壓傳感器測量空氣的全壓和靜壓，以解算出空速。傳統的氣壓傳感器需要將很長的空速管伸出機身之外，使用及維護不便。

(3)槳葉式：利用空氣氣流的能量驅動螺旋槳或風輪旋轉，通過測量螺旋槳或風輪的速度而測得空速。由于螺旋槳或風輪具有一定的慣性，當空速下降后，其仍會繼續旋轉，造成測量數據滯后。

目前已有的空速計以轉輪式和熱線式居多，但在通常體積大、功耗高，難以滿足直升機小型化、輕型化的要求。此外，現有的空速計結構復雜、價格昂貴，很多民用直升機都難以裝備。

本發明通過一個葉片式傳感器，檢測直升機前飛過程中的氣壓變化，而測量空速。本發明將安裝在機身下方，可避免旋翼下洗流對傳感器的直接沖擊。此外，本發明通過將事先實際測量結果制表，以及通過查表法測量側滑速度，從而計入并避免了復雜流場對測量的影響。本發明的優點在于：重量輕，體積小，測量精確，結構簡單，可靠性高，可以方便地安裝在直升機(尤其是無人直升機)的下方，不會對飛行造成影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于測量直升機側滑角的傳感器。

本發明的特征在于，含有：D形空腔、葉片、葉片轉動軸和電位器，其中，葉片式直升機空速計安裝在直升機機體下方，并與機身對稱面平行；在D形空腔內，葉片可以繞葉片轉動軸轉動；葉片轉動軸上有一個回位彈簧，可以使葉片保持在中立位置；葉片通過葉片轉動軸與電位器連接，電位器用于檢測葉片的位置，其中：

當直升機空速為零時，葉片前后兩側的氣壓相等，葉片在保持在中立位置；當直升機空速不為零時，葉片前后兩側的氣壓不等，葉片在氣壓差的推動下出現偏轉，并通過葉片轉動軸帶動電位器同步偏轉；電位器將葉片的偏轉角度轉化電信號，并輸出給上位機，其中：

葉片的偏轉角度與空速的關系可以事先通過實驗測得，并記錄為數據表；上位機可以根據事先測量的數據表，測得直升機空速。

本發明的優點在于：測量準確，結構簡單，可靠性高，重量輕；此外，由于該傳感器體積小，可以很方便地安裝在直升機尤其是無人直升機的下方，不會對飛行造成影響。

附圖說明

圖1是葉片式直升機空速計的安裝示意圖。

圖2是葉片式直升機空速計的內部結構。

圖中1.直升機，2.葉片式直升機空速計，3.D形空腔，4.葉片，5.葉片轉動軸，6.電位器。

具體實施方式

葉片式直升機空速計主要由D形空腔(3)、葉片(4)、葉片轉動軸(5)和電位器(6)組成。

葉片式直升機空速計(2)安裝在直升機(1)機體下方，并與機身對稱面平行。

在D形空腔(3)內，葉片(4)可以繞葉片轉動軸(5)轉動。葉片轉動軸(5)上有一個回位彈簧，可以使葉片(4)保持在中立位置。葉片(4)通過葉片轉動軸(5)與電位器(6)連接。電位器(6)用于檢測葉片(4)的位置。

當直升機(1)空速為零時，葉片(4)前后兩側的氣壓相等，葉片(4)在保持在中立位置；當直升機(1)即空速不為零時，葉片(4)前后兩側的氣壓不等，葉片(4)在氣壓差的推動下出現偏轉，并同時通過葉片轉動軸(4)，帶動電位器(6)同步偏轉。電位器(6)將葉片(4)的偏轉角度轉化電信號，并輸出給上位機。

葉片(4)的偏轉角度與空速的關系可以事先通過實驗測得，并記錄為數據表。上位機可以根據事先測量的數據表，測得直升機(1)的空速。