杂化材料制皮托管的制作方法

本文所公开的主题总体涉及各皮托管。更具体地，本公开涉及了皮托管的防冰和除冰。

背景技术：

皮托管广泛用于确定飞行器或其它车辆的空速，或者用于测量在工业应用中的空气或气体速度。具体来说，通过测量被驱动到皮托管中的流体的滞止压力以及测量的静压力，就可确定飞行器的空速。在某些飞行条件下，皮托管可能因空气中的水分而发生积冰。出于这一原因，各皮托管均配备有加热元件以防这种积冰。另外，在其它条件下，皮托管可能吸入冰晶，冰晶然后积聚在皮托管的内部并导致其操作故障。典型的皮托管是基本上圆柱形的，具有包含加热元件或线圈的内径。加热元件的前部是尖端部分，尖端部分从前端尖端部分向皮托管的外径径向延伸。典型的管的外部是沿其长度到入口呈圆柱形的。这样的管具有在加热器的前部的尖端部分中的大表面积材料，并且难以有效加热，而且因此难以防止冰在其上积聚。另外，大入口直径使皮托管成比例地吸入更多冰晶。此类所吸入的冰晶必须通过加热元件熔融并从皮托管排出。

技术实现要素：

根据示例性实施方案的一个方面，公开一种皮托管，所述皮托管包括：基本上圆柱形的主体部分，所述基本上圆柱形的主体部分具有界定流动通道的内部；以及尖端部分，所述尖端部分从所述主体部分沿皮托管轴延伸。所述尖端部分包括圆盘、尖端盖件和高导热率插件，所述高导热率插件设置在所述圆盘与所述尖端盖件之间，并且与两者热接触。

根据示例性实施方案的另一方面，公开一种皮托管，所述皮托管包括：基本上圆柱形的主体部分，所述基本上圆柱形的主体部分具有界定流动通道的内部，并且具有从其中延伸的尖端延伸部分；以及尖端部分，所述尖端部分从所述主体部分沿皮托管轴延伸。所述尖端部分包括：高导热率插件，所述高导热率插件环绕所述尖端延伸部分；以及尖端盖件，所述尖端盖件覆盖高导热率插件。

这些及其它优点和特征将结合附图从以下描述变得更加清楚。

附图说明

在本说明书的结尾处的权利要求书中特别指出并明确地要求保护被视为是本发明的主题。本发明的前述及其它特征和优点将结合附图从以下详述清楚，其中：

图1是根据一个实施方案的皮托管的横截面；

图2a和图2b是皮托管的一个实施方案的横截面图；以及

图3是皮托管的另一实施方案的横截面图。

详细描述参考附图以举例的方式解释本公开的实施方案及优点和特征。

具体实施方式

图1中示出了皮托管10的实施方案的视图。皮托管10包括圆柱形主体部分12和尖端部分14，所述尖端部分从主体部分12沿管轴16朝向管入口18延伸。在图1的实施方案中，尖端部分14包括入口开口20，所述入口开口具有小于主体部分12的主体直径24的入口直径22。在主体部分12和入口开口20之间，尖端部分14的直径沿凹入曲线26渐缩。在一些实施方案中，当入口直径22从入口开口20向凹入曲线26轴向延伸时，凹入曲线26不完全延伸至入口开口20。应当理解，在一个实施方案中，曲线26可为直的，或者可为在空气动力学上适合的轮廓。

如图所示，尖端部分14具有尖端长度l。该尖端的长度可受限于设置在尖端内以向其提供热量的加热元件或线圈的能力。也就是说，如果尖端太长，那么该加热器可能无法将其远端加热，使得冰不形成或以其它方式积聚在尖端14中或尖端上。

已经发现，增加尖端长度l会使皮托管性能得以改进。这种改进可以更佳冲击压力(qc)形式出现。

图2a示出皮托管的分解横截面图，该皮托管可通过维持足够尖端温度以避免在结冰条件下冻结来改进冲击压力测量，图2b示出组装好的管件。

皮托管200包括主体202。主体可由任何类型金属形成，并且在一个实施方案中，由镍形成。在一个实施方案中，该主体202是管件，并且包括内部区域203，空气流入到内部区域中。如将理解，至内部区域203的入口204可根据情况而变化。如图所示，加热元件210设置在内部区域203内。这个加热元件210的类型和配置可包括线圈或任何其它类型加热元件。在一个实施方案中，加热元件包括一个或多个线圈缠包(coilwrap)，所述一个或多个线圈缠包设置在皮托管的内部，一个或多个线圈缠包沿皮托管的内部形成可变功率密度。

如皮托管领域的技术人员将理解，内部区域203界定流动通道。流会通过尖端220进入主体202。

尖端220包括三个部分，即，圆盘250、尖端盖件254和高导热率插件252，所述高导热率插件设置在圆盘250与尖端盖件254之间，并且与两者热接触。在一个实施方案中，圆盘250和尖端盖件254可由与主体202相同的材料形成。插件252由石墨或碳石墨形成。当然，也可使用具有比主体/圆盘/尖端盖件更高的导热率的任何材料形成插件252。

在操作中，插件252允许热量更容易地从加热元件210传输到尖端盖件254。这允许了尖端长度l增加，并且由此允许更好测量。

管件200可以通过将插件252插入尖端盖件254中形成。尖端盖件254的尺寸和构造适于接收插件并与插件配合。随后，就可以将插件252和尖端盖件254的组件压靠在圆盘250上。尖端盖件254的尺寸和布置适于包括延伸部分260，所述延伸部分可以接触圆盘250，使得尖端盖件254和圆盘250可摩擦焊接在一起。在形成时，尖端组件(254、252、250)就可摩擦焊接到管件202上。在操作中，圆盘250与加热元件210热接触。

图3示出用于形成包括高导热率尖端插件252的皮托管的不同方式。在这个实施方案中，可以提供管件。接着，可以从管件机械加工出延伸部分304，并且所述延伸部分具有比管件更小的外径。还可从管件302机械加工出内凹陷部306，用于容纳加热元件。然后，可以将高导热率尖端插件252设置在延伸部分304周围，并且随后，可在高热尖端插件252上方沉积金属尖端盖件。在一个实施方案中，所沉积的金属可与管件302所用金属相同，并且还机械加工以获得适当轮廓。

本文所使用的术语仅是出于描述特定实施方案目的，并且并不旨在作为本公开的限制。如本文所使用，除非上下文另外清楚指明，否则单数形式“一个”，“一种”和“所述”也还旨在包括复数形式。还将理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指定存在陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或它们组合。

虽然仅结合有限数量实施方案详细提供本公开，但应易于理解，本公开不限于此类所公开的实施方案。相反，可修改本公开以并入有此前未描述的、但与本公开的精神和范围相称的任何数量变化、更改、替代或等效布置。另外，虽然已描述了本公开的各种实施方案，但应理解，各示例性实施方案可仅包括所描述的示例性方面的一些。因此，本公开不视为受到前述描述限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。

技术特征：

技术总结
一种杂化材料制皮托管。本发明公开了一种皮托管，所述皮托管包括：基本上圆柱形的主体部分，所述基本上圆柱形的主体部分具有界定流动通道的内部；以及尖端部分，所述尖端部分从所述主体部分沿皮托管轴延伸。所述尖端部分包括圆盘、尖端盖件和高导热率插件，所述高导热率插件设置在所述圆盘与所述尖端盖件之间，并且与两者热接触。

技术研发人员：R.雅各布;G.P.马哈帕特拉;P.R.约翰逊
受保护的技术使用者：古德里奇航天服务私人有限公司;罗斯蒙特航天公司
技术研发日：2017.01.26
技术公布日：2017.08.11