空气数据探头感测口维修的制作方法
【专利摘要】一种维修空气数据探头感测口的方法，所述方法包括：将塞子插入空气数据探头中的感测口中，将所述塞子安装至所述空气数据探头，将焊接的塞子修整成大致上与邻接空气数据探头表面平齐，以及在所述空气数据探头中形成新感测口。所述方法可包括在将所述塞子插入所述感测口之前扩大所述感测口。
【专利说明】空气数据探头感测口维修
[0001] 发明背景
[0002] 1.发明领域
[0003] 本发明涉及空气数据探头，并且更具体来说涉及用于航空航天应用的空气数据探 头。
[0004] 2.相关技术描述
[0005] 用于航空器飞行控制的多种空气数据探头装置在本领域中是已知的。这类装置中 的许多是针对测量皮托压力（Pitot pressure)、静压、局部迎角压力和侧滑角压力，以作为 用于计算压力高度、高度变化率、空速、马赫数（Mach number)、迎角和侧滑角的参数。空气 数据探头通常包括位于整合到探头表面的探头头部侧面上的一个或多个静压口，所述一个 或多个静压口感测航空器外侧的大气压力。当这些静压口获得一致的压力测量值时，所述 静压口可提供以上提到的参数的精确和一致的计算值。
[0006] 在普通使用中，对自然环境的暴露可最终引起传感器口的腐蚀。排放口的损坏可 在正常使用期间发生。另外，传感器口可在操纵期间，如在飞行前检查期间损坏。这样的腐 蚀和变形会改变传感器口的几何形状。这会降低精确度，并且如果精确度的降低足够大，那 么必须更换探头来恢复如以上列出的那些参数的精确和一致的计算值参数。
[0007] 这类传统方法和系统通常被视为可以满意地达到其预期的目的。然而，本领域中 仍然需要对损坏的传感器口的维修，所述维修允许适当功能的恢复。本领域中也仍然需要 这类易于进行和使用的维修。本发明提供针对这些问题的解决方案。
【发明内容】
[0008] 本发明针对维修空气数据探头感测口的新的和有用的方法。所述方法包括：将塞 子插入空气数据探头中的感测口中，形成将所述塞子接合至所述空气数据探头的接头，将 所述接头修整成大致上与邻接空气数据探头表面平齐，以及在所述空气数据探头中形成新 感测口。
[0009] 在某些实施方案中，所述方法包括在将所述塞子插入所述感测口中之前扩大所述 感测口。插入塞子可包括插入具有扩大部分的圆柱形塞子。所述塞子的所述扩大部分可保 持在所述感测口外侧并且可防止所述塞子的过度插入。形成新感测口可包括在大致上与所 述塞子相同的位置中形成所述新感测口。例如，可穿过所述塞子的中心形成所述新感测口。 所述方法可包括基于所述空气数据探头中的至少一个其它口位置来定位用于新感测口的 位置。还涵盖的是，所述方法可包括从邻接于所述感测口的区域去除腐蚀物。
[0010] 在另一方面，形成将所述塞子接合至所述空气数据探头的接头可包括将所述塞子 焊接至所述空气数据探头。所述塞子可具有与所述空气数据探头相同的材料，并且所述焊 接可为气焊（autogenous welding)。还涵盖的是，形成将所述塞子接合至所述空气数据探 头的接头可包括钎焊或任何其它适合的接合技术。
[0011] 本发明还提供一种空气数据探头。所述空气数据探头包括探头主体，所述探头主 体具有穿过所述探头主体的壁界定的感测口。所述感测口位于所述探头主体的所述壁的热 影响区中，和/或紧邻通过气焊接头安装至所述探头主体的所述壁的塞子。
[0012] 所述感测口可以紧邻安装在所述探头主体的所述壁中的塞子，至少部分地由所述 塞子包围，和/或与所述塞子同中心。还涵盖的是，所述探头主体可界定纵向轴，并且所述 感测口可位于沿所述纵向轴大致上与安装至所述探头主体的所述壁中的塞子相同的轴向 位置中。所述感测口可具有任何适合的类型，如迎角口、静压口、侧滑角口和排放口。
[0013] 根据结合附图进行的优选实施方案的以下详细描述，本发明的系统和方法的这些 和其它特征对本领域技术人员来说将变得更显而易见。
[0014] 附图简述
[0015] 为使本发明领域中的技术人员容易地理解如何来制作和使用本发明的装置与方 法而没有不当的实验，本文在以下参看某些图来详细描述本发明的优选实施方案，其中：
[0016] 图1为根据本发明构造的空气数据探头的示例性实施方案的一部分的透视图，展 示出与损坏或腐蚀的感测口的扩大相关联的维修步骤；
[0017] 图2为图1的空气数据探头的分解透视图，展示出与将塞子插入扩大的感测口中 相关联的维修阶段；
[0018] 图3为图1的空气数据探头的透视图，展示出将塞子焊接至空气数据探头的维修 阶段；
[0019] 图4为图1的空气数据探头的透视图，展示出在焊接部形成并且被修整成与空气 数据探头的周围表面平齐之后的维修阶段；
[0020] 图5为图1的空气数据探头的透视图，展示出定位在与原始的损坏或腐蚀的感测 口大致上相同位置中的新口；以及
[0021] 图6为图1的空气数据探头的一部分的横截面侧正视图，展示出穿过热影响区形 成并且处于塞子内的新感测口。
[0022] 优选实施方案的详细描述
[0023] 现将参看图式，其中相同参考数字标示本发明的类似结构特征或方面。出于解释 和图解而不是限制的目的，根据本发明的空气数据探头维修的示例性实施方案的部分视图 展示在图1中，并且大体上由参考符号1〇〇标示指定。根据本发明的空气数据探头维修的 其它实施方案或这些实施方案的各方面提供在将要描述的图2至图6中。本发明的方法和 系统可用于具有腐蚀或以其它方式损坏的感测口的空气数据探头的维修，以便改善或恢复 探头功能性能。
[0024] 参看图1，空气数据探头100包括静压口 102和迎角感测口 104。在导致对感测口 104周围材料的腐蚀的使用，或对感测口 104造成损坏的操纵，或对感测口 104的任何其它 损坏之后，感测口 104被扩大来去除损坏且/或腐蚀的材料。如图1中所示，感测口 104与 其原始大小相比过大，因为如图1中所示，扩大已完成。扩大可通过钻凿、铣削或任何其它 适合的工艺来执行，并且扩大的口可以任选地被倒角加工来辅助工艺中稍后进行的接头穿 透，这将在以下进行描述。在以下所述的插入塞子106之前，可根据需要从感测口 104周围 的区域去除腐蚀物。应注意的是，虽然扩大的感测口 104在图1中展示为比静压口 102更 大，但是维修前后的口的大小可以根据特定应用的需要为大小相同的或大小不同的。
[0025] 现在参看图2,方法包括将塞子106插入扩大的感测口 104中。塞子106包括扩大 的塞头108和插入部分110。当插入部分110插入扩大的感测口 104中时，扩大的塞头108 防止塞子106的过度插入。塞子106可具有与空气数据探头相同的材料，例如以便允许如 以下所述气焊，或具有任何其它适合的材料。例如，如果空气数据探头100的探头主体具有 NI200ASTM B160,那么塞子106可由相同材料制成。
[0026] 参看图3,可在塞子106处于适当位置中的情况下形成接头，从而将塞子106接合 至空气数据探头100。在图3中所示的示例性接头中，塞子106是例如通过GTAW(气体钨弧 焊接）气焊至空气数据探头1〇〇。例如，这是通过对塞子106和扩大的感测口 104设定尺寸 以具有大约0.002英寸（50.8 μ m)的间隙来促成。本领域的技术人员将容易理解焊接仅为 示例性的。可使用任何其它适合类型的焊接、钎焊或不脱离本发明的范围的任何其它适合 的工艺来将塞子106接合至空气数据探头100。如果适合于给定应用，那么塞子106和空 气数据探头100的材料可以不匹配，在这种情况下，所述塞子和所述空气数据探头可通过 适合的钎焊工艺或类似工艺来接合。塞子106防止焊接材料穿透至空气数据探头100中太 远，穿透太远可能对探头功能带来有害影响。虽然塞子106包括形成t形横截面的扩大的 塞头108与插入部分110,但是这仅为示例性的。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使 用任何其它适合的横截面，例如截头圆锥形。感测口 104的扩大可被轮廓加工来匹配塞子 的几何形状，例如，如果使用截头圆锥形塞子，那么可形成感测口 104来匹配。
[0027] 现在参看图4,展示出在将接头修整成与邻接空气数据探头表面平齐之后的焊接 接头。这可使用研磨或任何其它适合的工艺来进行。在这个阶段，空气数据探头100有效 地恢复到其在感测口 104曾经形成之前的状态。为了完成维修，如图5中所示，在空气数据 探头中的在原始感测口 104所在的大致上相同的位置中形成新感测口 112。例如，可穿过塞 子中心或在中心附近形成新感测口 112。用于形成感测口 112的位置可以基于空气数据探 头100中的至少一个其它口位置（例如使用静压口 102)来确定。新感测口 112可通过钻 凿、铣削或任何其它适合的工艺来形成。在形成新感测口 112之后，可将空气数据探头100 除油脂、平齐加工和/或测试适合性，以便根据需要返岗服役。
[0028] 现在参看图6,维修后的空气数据探头100的结构可以通过射线照相检查来验证 焊接接头穿透和不连续性。如果适合，那么可在风洞中测试维修后的空气数据探头的性能。 如图6中的描点所指示，新感测口 112位于空气数据探头100的探头主体的壁116中的热 影响区114中。在图6中所示的示例性实施方案中，沿塞子106的中心同心地形成新感测 口 112。本领域的技术人员将容易认识到，存在可以形成新感测口的部分或完全处于塞子 106外侧的其它适合位置。例如，如果正在维修多个感测口，那么在不脱离本发明的范围的 情况下，所述多个感测口可形成为相对于探头主体的纵向轴相同或不同的轴向位置中周向 地偏离原始感测口中的塞子90°或180° (或任何其它适合的角度）。在一些情况下，可能 在不扩大原始口的情况下维修感测口。替代地，例如，针对原始感测口设定大小的塞子可以 被插入、接合，然后完全钻出来恢复适当的几何形状。例如，如图6中所示，最终结构可通过 射线照相技术或冶金技术，或通过任何其它适合手段来验证。
[0029] 虽然以上展示并且描述了维修迎角感测口的示例性情形，但是本领域的技术人员 将容易理解，可根据本发明维修任何其它适合类型的口。例如，维修的感测口可以是选自由 迎角口、静压口、侧滑角口和排放口组成的组的类型。
[0030] 如以上所述并且在图式中所示的本发明的方法和系统为空气数据探头维修提供 了优越的性质，包括对被腐蚀或以其它方式损坏的感测口的维修。虽然已参考优选实施方 案展示并且描述了本发明的设备和方法，但是本领域的技术人员将容易理解的是，可以在 不脱离本发明的精神和范围的情况下对所述设备和方法进行改变和/或修改。
【权利要求】
1. 一种维修空气数据探头感测口的方法，所述方法包括： 将塞子插入空气数据探头中的感测口中； 形成将所述塞子接合至所述空气数据探头的接头； 将所述接头修整成大致上与邻接空气数据探头表面平齐；以及 在所述空气数据探头中形成新感测口。
2. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括在将所述塞子插入所述感测口中之前扩大 所述感测口。
3. 如权利要求1所述的方法，其中形成新感测口包括在大致上与所述塞子相同的位置 中形成所述新感测口。
4. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述空气数据探头中的至少一个其它 口位置来定位形成所述新感测口的位置。
5. 如权利要求1所述的方法，进一步包括从邻接于所述感测口的区域去除腐蚀物。
6. 如权利要求1所述的方法，其中形成将所述塞子接合至所述空气数据探头的接头包 括将所述塞子焊接至所述空气数据探头。
7. 如权利要求6所述的方法，其中焊接所述塞子包括将所述塞子气焊至所述空气数据 探头。
8. 如权利要求1所述的方法，其中形成将所述塞子接合至所述空气数据探头的接头包 括将所述塞子钎焊至所述空气数据探头。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述感测口具有选自由以下各项组成的组的类型： 迎角口、静压口、侧滑角口和排放口。
10. 如权利要求1所述的方法，其中插入塞子包括插入具有扩大部分的圆柱形塞子，其 中所述扩大部分保持在所述感测口外侧并且防止所述塞子的过度插入。
11. 如权利要求1所述的方法，其中插入塞子包括插入具有与所述空气数据探头共同 的材料的塞子。
12. -种空气数据探头，其包括： 探头主体，其包括穿过所述探头主体的壁界定的感测口，其中所述感测口位于所述探 头主体的所述壁的热影响区中。
13. 如权利要求12所述的空气数据探头，其中所述感测口至少部分地由安装在所述探 头主体的所述壁中的塞子包围。
14. 如权利要求12所述的空气数据探头，其中所述感测口紧邻焊接至所述探头主体的 所述壁的塞子。
15. 如权利要求12所述的空气数据探头，其中所述感测口定位成与焊接至所述探头主 体的所述壁中的塞子同中心。
16. 如权利要求12所述的空气数据探头，其中所述探头主体界定纵向轴，并且所述感 测口定位在沿所述纵向轴大致上与安装至所述探头主体的所述壁中的塞子相同的轴向位 置中。
17. 如权利要求12所述的空气数据探头，其中所述感测口是选自由以下各项组成的组 的类型：迎角口、静压口、侧滑角口和排放口。
18. -种空气数据探头，其包括： 探头主体，其包括穿过所述探头主体的壁界定的感测口，其中所述感测口定位在沿由 所述探头主体界定的纵向轴大致上与通过气焊接头安装至所述探头主体的所述壁的塞子 相同的轴向位置中。
【文档编号】B64F5/00GK104097788SQ201410128326
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2013年4月2日
【发明者】E.马蒂, D.J.科赫 申请人:罗斯蒙特航天公司