[實用新型]大氣數據系統地面傳感器測試設備

有效

• 申請號: 201820276437.1
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN207894441U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 龍彥志;章宏權;吳梅
• 申請（專利權）人: 成都凱天電子股份有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開的一種大氣數據系統地面傳感器測試設備，旨在提供一種可在地面環境下測試光學大氣速度傳感器動態特性，對環境要求較低的測試系統，本實用新型通過下述技術方案予以實現：機箱(2)內部集成了工控機(21)、GPS/北斗解算器(22)和慣性導航設備；慣性導航設備測量基于慣導的速度信息向二維轉臺(11)傳輸轉動規定的角度，改變二維轉臺上安裝的光學大氣速度傳感器(5)與相對氣流的夾角變化；光學大氣速度傳感器根據宏觀大氣相對運動，通過電纜(3)將獲取的真空速TAS、攻角AOA和側滑角AOS的測試數據傳輸到GPS/北斗導航天線(14)，GPS/北斗導航天線將接收到的衛星導航信號發送給GPS/北斗解算器，得到基于衛星的速度信息。

技術領域

本實用新型涉及一種用于大氣數據地面測試的大氣數據系統地面傳感器測試設備，尤其是對光學大氣速度傳感器在地表環境下進行動態特性試驗的光學大氣數據系統地面傳感器測試設備。

背景技術

飛機的空速、迎角、側滑角等大氣數據無論對于飛行員還是飛控系統、航電系統等都是非常重要的參數?？账贉y量的工作原理是基于伯努利定律，即流體的靜壓和動壓之和，即總壓，是一個恒定的值。在飛行器飛行過程中，大氣相對于飛行器高速運動，高速氣流作用于空速管，在滯止作用下使其測得駐點壓力，即總壓。空速管在測量總壓的同時還測量靜壓。大氣數據計算機將總壓減去靜壓，即得到動壓，從而大氣數據計算機可由動壓計算得到空速。由于空速管是一種浸入式、被動式傳感器，通過其結構設計，在空速的測量過程中，將速度轉換成為了壓力，因此在地面測試環節，可以通過給空速管施加等效壓力的方式來進行空速測量的模擬測試。這種測試方法廣泛用于現代飛機大氣數據系統的地面測試和維護中。傳統的空速傳感器常見的有組合式空速傳感器，它利用皮托管測量大氣的總壓和靜壓，并引入大氣溫度，按已知方程解算出空速。常用的迎角/側滑角傳感器為零壓式迎角傳感器。通常傳統的空速傳感器是由空速管(皮托管)、壓力傳感器和大氣數據計算機組成的。由于皮托管的防冰加熱功率不夠，隨著飛機高度的增加，外界溫度降低，在皮托管內產生了結冰現象，堵塞了管路，影響了全壓，使空速和高度產生相差。飛機滑跑過程中左右空速不一致故障反映在滑跑過程中在80節左右時出現空速不一致信息，相關管路或外部不穩定氣流，其中，導致故障的，ADM與皮托管占主要因素，故障是ADM以及管路共同導致的。皮托管主要故障模式有：不加溫、跳保險、加溫不足、外形損傷、大氣數據異常。其中加溫不足故障較隱蔽。由于此類故障沒有固定模式，具有隨機性；相關部件的性能變化都會對大氣數據產生影響，性能衰退的累加效應導致故障現象出現。目前還沒有針對ADM的應對措施。雖然按時間壽命提前更換皮托管可以在一定程度上減少因加溫故障導致的航班延誤，但不能杜絕此現象；提前更換皮托管的效果需要長期跟蹤觀察和評估，而成本和工作量卻是即將面臨的問題。

與傳統的空速傳感器不同，由于光學大氣速度傳感器是一種主動式傳感器，其探測的多普勒信號必須藉由運動物體生成，因此現有大氣數據系統的測試方法無法沿用到光學大氣速度傳感器中，目前用于光學大氣速度傳感器的測試方法包括轉臺試驗，地面試驗，風洞試驗和試飛試驗。其中，轉臺試驗是對單個光束進行試驗的手段。轉臺試驗使用固體靶標模擬速度信號，由于固體靶標和空氣的物理特性不同，因此轉臺試驗無法真實模擬光學大氣速度傳感器對空氣探測的實驗環境；由于在空間距離幾十米遠的地方同時布置多個轉臺非常困難，使用轉臺進行攻角和側滑角的測試也很難實現。地面試驗使用自然風場進行測量，是氣象領域的地基激光測風雷達的主要測試手段，但是由于氣象和飛行器空速測量的速度范圍、精度要求等指標有非常大的差距，使用自然風場進行光學大氣速度傳感器測試技術指標覆蓋范圍有限，嚴重依賴自然環境，不能形成規范化的測試流程。風洞試驗是傳統空速傳感器設計和測試的一種重要手段，也可以為光學大氣速度傳感器的單個光束試驗提供支撐，但是風洞試驗段空間有限，無法提供直徑幾十米的光學大氣速度傳感器探測區域，也就無法實現真空速、攻角和側滑角的測試。試飛試驗可以在真實使用環境下進行光學大氣速度傳感器全部技術指標的測試，然而試飛試驗相對于地面試驗所消耗的資源過高，無法作為批量生產環境下的通用檢測試驗手段。