《航空傳感器與測試》第七章 空速管、迎角及總溫測量

第七章

空速管、迎角及總溫測量2第七章

空速管、迎角及總溫測量7.1迎角的測量7.2總壓管及其特性

7.3靜壓管及其特性

7.4總溫測量3第七章

空速管、迎角及總溫測量迎角4第七章

空速管、迎角及總溫測量總壓和靜壓空速管5第七章

空速管、迎角及總溫測量殲-106第七章

空速管、迎角及總溫測量7第七章

空速管、迎角及總溫測量8第七章

空速管、迎角及總溫測量M-249第七章

空速管、迎角及總溫測量F-11710第七章

空速管、迎角及總溫測量11第七章

空速管、迎角及總溫測量12A350XWB137.1迎角的測量迎角是飛機(jī)機(jī)翼弦線(或飛機(jī)縱軸，因二者間只差一個(gè)固定的安裝角)與迎面氣流間的夾角。147.1迎角的測量迎角迎角是影響飛機(jī)升力和阻力的重要參數(shù)，飛機(jī)的升力系數(shù)和阻力系數(shù)都取決于迎角的大小，當(dāng)迎角達(dá)到臨界迎角時(shí)，飛機(jī)將發(fā)生失速。157.1.1真實(shí)迎角與局部迎角真實(shí)迎角未受擾動(dòng)的氣流方向與飛機(jī)翼弦間的夾角局部迎角因?yàn)轱w機(jī)和迎角傳感器對氣流存在干擾，使飛機(jī)上不同位置處的流場與理想流場間存在差別，用迎角傳感器測量只能測出傳感器所在處的氣流方向與飛機(jī)翼弦間的夾角，稱為“局部迎角”。迎角位置誤差真實(shí)迎角與局部迎角間的差值167.1.2迎角傳感器根據(jù)工作原理的不同分為三種類型的迎角傳感器旋轉(zhuǎn)風(fēng)標(biāo)式迎角傳感器差壓管式迎角傳感器零差壓式迎角傳感器177.1.2迎角傳感器旋轉(zhuǎn)風(fēng)標(biāo)式迎角傳感器對稱剖面的翼形葉片角度變換器阻尼器加溫裝置可自由旋轉(zhuǎn)187.1.2迎角傳感器迎角側(cè)滑角傳感器197.1.2迎角傳感器特點(diǎn)構(gòu)造簡單體積小沒有原理誤差精度±0.1°～±

0.2°受安裝位置的影響較大，，找氣流平穩(wěn)部位困難易受氣流微小擾動(dòng)的影響，造成風(fēng)標(biāo)的不穩(wěn)定擺動(dòng)207.1.2迎角傳感器差壓管式迎角傳感器217.1.2迎角傳感器零差壓式迎角傳感器227.1.2迎角傳感器特點(diǎn)安裝位置是主要誤差零差壓式迎角傳感器實(shí)際上是一個(gè)反饋測量系統(tǒng)，因而誤差較小加工質(zhì)量對精度影響很大237.2總壓管及其特性靜壓由于空氣分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力。動(dòng)壓空氣流動(dòng)產(chǎn)生的壓力總壓物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在正對流體運(yùn)動(dòng)的方向的表面，流體完全受阻，此處的流體速度為0，其動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，壓力增大，其壓力稱為全受阻壓力（簡稱全壓或總壓）由伯努利方程，總壓為靜壓和動(dòng)壓的代數(shù)和動(dòng)壓無法直接測量，需用總壓減去靜壓247.2總壓管及其特性真實(shí)總壓自由流的總壓（總壓＝靜壓＋動(dòng)壓）指示總壓總壓管引入的總壓（測壓管結(jié)構(gòu)、迎角、激波）總壓誤差指示總壓和真實(shí)總壓的差值相對誤差257.2總壓管及其特性飛行Ma數(shù)的影響——速度特性迎角的影響——角度特性B737F16267.2.1飛行Ma數(shù)的影響－速度特性亞聲速飛行時(shí)Ma≤1總壓管感受的總壓可認(rèn)為是自由流的總壓，Ma數(shù)的影響較小

:測壓管安裝處未受擾動(dòng)的大氣靜壓(Pa)277.2.1飛行Ma數(shù)的影響－速度特性超聲速飛行時(shí)Ma≥1總壓管前端將產(chǎn)生脫體正激波，總壓管感受的壓力是激波后的氣流壓力，它低于波前自由流壓力287.2.1飛行Ma數(shù)的影響－速度特性297.2.2迎角的影響－角度特性總壓管軸線相對于迎面氣流方向是經(jīng)常變化的，因此，為了正確地測量總壓，希望總壓管引入的總壓對氣流方向不敏感。角度特性與迎角a的關(guān)系稱為角度特性307.2.2迎角的影響－角度特性管壁越薄，對迎角越不敏感，總壓誤差越小迎角不大時(shí)，Ma數(shù)的影響并不顯著；當(dāng)迎角增大時(shí)，隨著Ma數(shù)的增大，總壓誤差也增大。317.3靜壓管及其特性真實(shí)靜壓自由流的靜壓指示靜壓靜壓管引入的靜壓靜壓誤差指示靜壓和真實(shí)靜壓的差值相對誤差327.3.1飛行Ma數(shù)的影響亞聲速飛行時(shí)Ma≤1超聲速飛行時(shí)Ma≥1靜壓相對誤差是Ma數(shù)及其相對誤差的函數(shù)337.3.2靜壓管的結(jié)構(gòu)和攻(迎)角的影響引人靜壓的準(zhǔn)確與否在很大程度上取決于圓管上的靜壓孔距前、后端的距離和迎角的大小當(dāng)靜壓孔距前端較近時(shí)，阻滯壓力將使引人靜壓偏大，稍往后移，將由于氣流的加速使引入靜壓偏??；距后端支桿較近時(shí)，支桿產(chǎn)生的阻滯壓力又將使引人的靜壓偏大347.3.2靜壓管的結(jié)構(gòu)和攻(迎)角的影響在超聲速氣流中引人靜壓時(shí)應(yīng)采用小錐角的錐形頭部和細(xì)長管身的靜壓管，以削弱激波的強(qiáng)度，使氣流流過頭部時(shí)只在錐體外產(chǎn)生弱激波357.3.2靜壓管的結(jié)構(gòu)和迎角的影響當(dāng)有迎角時(shí)，靜壓管將產(chǎn)生隨迎角的增大而加大的靜壓誤差367.3.3安裝位置的影響正確地選擇靜壓管在飛機(jī)上的安裝位置.使靜壓管所感受的壓力就是飛機(jī)所在處未被于擾的靜壓，并且不受飛行姿態(tài)、飛行速度的影響典型的亞聲速飛機(jī)沿其縱軸表面上的靜壓分布圖37387.4總溫測量 當(dāng)在兩股流速不同、靜態(tài)溫度相同的氣流中，插入同一個(gè)感溫元件測量溫度時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在流速高的流體中所測得溫度比流速低的高；流速相差越大，兩者相差也越大。所以，測量高速氣流的溫度時(shí)，必須考慮速度的影響。397.4總溫測量阻滯溫度和動(dòng)力溫度的關(guān)系氣流速度對溫度測量結(jié)果的影響，實(shí)際上是由于感溫元件對氣流產(chǎn)生的阻滯作用引起能量間的轉(zhuǎn)換總溫、靜溫和動(dòng)力溫度之間的關(guān)系為 Ma:氣流的馬赫數(shù); V:氣流的流速; k:氣體比熱比，也稱“絕熱指數(shù)”; R:氣體常數(shù)。氣流流速提高時(shí)，動(dòng)力溫度將迅速增加，測得的總溫也就越高407.4總溫測量恢復(fù)系數(shù)因?yàn)闅饬魇軣峤狱c(diǎn)阻滯而產(chǎn)生的熱量一部分被氣流帶走，一部分通過輻射、傳導(dǎo)等形式而散失掉，所以用熱電偶測得的流體溫度總小于理