用于测量航空器的攻角和侧滑的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测量航空器的攻角的方法和装置，更普遍地，所述方法和所述装置能够测量所述航空器的空气数据信息并且对马赫数、温度以及偏移和倾斜误差不敏感。
【背景技术】
[0002]为测量航空器的攻角，例如从US3.329.016中已知一种探针，该探针在其前端部处设置有中心定向传感器以及至少两个偏心定向传感器，该中心定向传感器被布置在所述探针的水平中平面(midplane)和竖直中平面的相交处，该至少两个偏心定向传感器与所述中心定向传感器平行并且在所述探针的所述水平中平面的两侧上被布置在距该中心定向传感器的等距离处。这种探针被枢转地连接至航空器，所述探针的三个传感器向前指向。因此，在非零攻角的情况下，相对风关于探针倾斜，使得所述侧向定向传感器检测不同的总压力，并因此检测不同的空气速度。能够通过标定(calibrat1n)由这种压力差确定航空器的攻角。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于使这种探针的攻角能够指示航空器的侧滑。
[0004]为此，根据本发明，提供了用于测量航空器的纵向轴线相对于相对风的攻角的方法，根据所述方法使用了探针，该探针在其前端部处设置有中心定向传感器以及至少两个偏心中平面定向传感器，该中心定向传感器被布置在所述探针的水平中平面和竖直中平面的相交(intersect1n)处，该至少两个偏心中平面定向传感器与所述中心定向传感器平行并在所述探针的所述水平中平面的两侧上被布置在距中心定向传感器的等距离处，根据所述方法:
[0005]-所述探针围绕第一枢转轴线枢转地连接至所述航空器，该第一枢转轴线与所述探针的所述水平中平面平行并正交于所述航空器的所述纵向轴线；
[0006]-所述探针围绕所述第一枢转轴线旋转，以使得所述探针呈现特定的倾斜位置，在该特定的倾斜位置中，由所述偏心中平面定向传感器提供的测量值是相等的；以及
[0007]-在该特定的倾斜位置中在探针的所述水平中平面和航空器的纵向轴线之间产生的特定的倾斜角被测量，
[0008]其特征在于，所述探针在其前端部处除了设置有所述中心定向传感器和所述偏心中平面定向传感器之外还设置有至少两个侧向定向传感器，该至少两个侧向定向传感器与所述中心定向传感器平行并在所述探针的所述竖直中平面的两侧上被布置在距所述中心定向传感器的等距离处，此外，为测量所述航空器的侧滑:
[0009]-所述探针围绕第二枢转轴线被枢转地连接至所述航空器，该第二枢转轴线与航空器的所述纵向轴线平行；
[0010]-所述探针和所述第一枢转轴线围绕所述第二枢转轴线旋转以便使所述探针呈现特定的结合倾斜位置，在该特定的结合倾斜位置中，不仅由所述偏心中平面定向传感器提供的测量值是相等的，而且由所述侧向定向传感器提供的测量值也是相等的；以及
[0011]-所述第二枢转轴线在所述探针的所述特定的结合倾斜位置中的特定的旋转角的值被测量。
[0012]在该特定的结合倾斜位置中，显然所述探针与相对风对准，考虑到侧滑，所述侧滑由所述第二铰链销的所述特定的旋转角的值来测量。
[0013]优选地，在所述航空器的飞行期间，探针的水平中平面和航空器的纵向轴线之间产生的所述特定的倾斜角和所述第二枢转轴线的所述特定的旋转角的值被连续地确定。
[0014]中心定向传感器、所述偏心中平面定向传感器、以及所述侧向定向传感器可以是压力传感器，该压力传感器对于亚音速有氧飞行尤其有效。然而，所述传感器可以是对风向敏感的任何类型的，诸如力传感器或温度传感器。有利地，例如，对超音速或极超音速飞行而言，所述传感器为热电偶。
[0015]优选地:
[0016]-为使所述探针围绕所述第一枢转轴线旋转，使用具有可移动的致动构件的致动器，并且通过所述致动器的所述可移动的致动构件的相应位置来测量所述特定的倾斜角；以及
[0017]-为使所述探针和所述第一枢转轴线围绕所述第二枢转轴线旋转，使用具有可移动的致动构件的致动器，并且通过所述致动器的所述可移动的致动构件的相应位置来测量所述第二枢转轴线的所述旋转角的值。
[0018]本发明还涉及一种用于实施上文所述的方法的装置。
[0019]根据本发明，提供了用于测量航空器的纵向轴线相对于相对风的攻角的装置，该装置包括探针，该探针在其前端部处设置有中心定向传感器以及至少两个偏心中平面定向传感器，该中心定向传感器被布置在所述探针的水平中平面和竖直中平面的相交处，该至少两个偏心中平面定向传感器与所述中心定向传感器平行并在所述探针的所述水平中平面的两侧上被布置在距中心定向传感器的等距离处，所述装置包括:
[0020].第一部件，该第一部件用于将所述探针围绕第一枢转轴线枢转地连接至所述航空器，该第一枢转轴线与所述探针的所述水平中平面平行并正交于航空器的所述纵向轴线；
[0021]?第一部件，该第一部件用于使所述探针围绕所述第一枢转轴线旋转，以使得所述探针呈现特定的倾斜位置，在该特定的倾斜位置中，由所述偏心中平面定向传感器提供的测量值是相等的；以及
[0022].第一部件，该第一部件用于测量特定的倾斜角，该特定的倾斜角在该特定的倾斜位置中在探针的所述水平中平面和纵向轴线之间产生，
[0023]其特征在于:
[0024]-所述探针在其前端部处除了设置有所述中心定向传感器和所述偏心中平面定向传感器之外还设置有至少两个侧向定向传感器，该至少两个侧向定向传感器与所述中心定向传感器平行并在所述探针的所述竖直中平面的两侧上被布置在距中心定向传感器的等距离处；以及
[0025]-所述装置还包括
[0026]?第二部件，该第二部件用于将所述探针围绕第二枢转轴线枢转地连接至所述航空器，该第二枢转轴线与航空器的所述纵向轴线平行；
[0027].第二部件，该第二部件用于使所述探针和所述第一枢转轴线围绕所述第二枢转轴线旋转以使所述探针呈现特定的结合倾斜位置，在该特定的结合倾斜位置中，不仅由所述偏心中平面定向传感器提供的测量值是相等的，而且由所述侧向定向传感器提供的测量值也是相等的；以及
[0028]?第二部件，该第二部件用于测量所述第二枢转轴线在探针的所述特定的结合倾斜位置中的特定的旋转角的值，所述旋转角表示所述航空器的侧滑。
[0029]本发明还涉及一种航空器，该航空器包括如上文所描述的用于测量攻角和侧滑的
目.ο
【附图说明】
[0030]附图将给出关于本发明的实现方式的更好的理解。在这些附图中，相同的附图标记指示相似的元件。
[0031]图1为已知的用于测量航空器的攻角的装置的示意图。
[0032]图2为图1的装置的探针的前端部的端视图，绘出了所述探针的水平中平面H-H和竖直中平面V-V。
[0033]图3为用于实施本发明的装置的实施例的示意图。
[0034]图4为图3的装置的探针的前端部的端视图，还绘出了所述探针的水平中平面H-H和竖直中平面V-V。
【具体实施方式】
[0035]图1和图2中示意性地示出的已知的装置包括探针I，该探针I在其轮廓的前端部2处设置有中心定向传感器3以及两个偏心中平面定向传感器4和5，该中心定向传感器3被布置在所述探针的水平中平面H-H和竖直中平面V-V的相交处，该两个偏心中平面定向传感器4和5与所述中心定向传感器3平行并且在所述探针的水平中平面H-H的两侧上被布置在距该中心定向传感器3的等距离处，并且该两个偏心中平面定向传感器4和5对风向敏感。
[0036]所述探针I通过其后端部利用铰链装置7枢转地连接至航空器(仅通过其纵向轴线L-L以及机身6的一部分示出)，该铰链装置7的枢转轴线8与探针I的水平中平面H-H平行并正交于航空器的纵向轴线L-L。
[0037]例如为致动缸的致动器9设置有可移动的致动构件9A，该致动构件9A例如为活塞，致动器9能够使探针I围绕枢转轴线8如双头箭头f所示地在两个方向上进行旋转。致动器9由控制单元10进行控制，该控制单元10接收由偏心中平面定向传感器4和5产生的测量值，并使致动器9以以下方式对探针I关于枢转轴线8的倾斜进行控制:使得来自偏心中平面定向传感器4和5的所述测量值是相等的。在这个位置中，探针I与相对风对准，使得所述探针相对于航空器的纵向轴线L-L的倾斜角α表示航空器的攻角。致动器9的可移动的致动构件9Α的相应位置是所述倾斜角α的实际且简单的测量值，并因此是攻角的实际且简单的测量值。此外，对于测量出航空器的攻角的探针I的该倾斜位置而言，中心定向传感器3提供其所检测的量级的可靠的测量值。如果所述中心定向传感器3是皮托管(Pitot tube)