JPH0668498B2 - 空気流測定装置 - Google Patents
空気流測定装置Info
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- JPH0668498B2 JPH0668498B2 JP60503896A JP50389685A JPH0668498B2 JP H0668498 B2 JPH0668498 B2 JP H0668498B2 JP 60503896 A JP60503896 A JP 60503896A JP 50389685 A JP50389685 A JP 50389685A JP H0668498 B2 JPH0668498 B2 JP H0668498B2
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- pressure
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/025—Indicating direction only, e.g. by weather vane indicating air data, i.e. flight variables of an aircraft, e.g. angle of attack, side slip, shear, yaw
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
- G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
- G01P5/165—Arrangements or constructions of Pitot tubes
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は空気流中を浮動する飛行体に装着して空気流特
性パラメータ、特に飛行体に対する空気流の入射角を測
定する、空気流測定装置に関する。
性パラメータ、特に飛行体に対する空気流の入射角を測
定する、空気流測定装置に関する。
背景技術 フランス国特許第2,113,746号及び第2,39
9,027号に記載されるように、この分野の公知の装
置では、圧力測定ゾンデは自在継手に取り付けられた吹
流しに取り付けられ、該吹流しに対する空気流の入射角
の変動による外乱の影響が理論上解消されるように、該
ゾンデが空気流に沿った状態に維持されるようにされ
る。
9,027号に記載されるように、この分野の公知の装
置では、圧力測定ゾンデは自在継手に取り付けられた吹
流しに取り付けられ、該吹流しに対する空気流の入射角
の変動による外乱の影響が理論上解消されるように、該
ゾンデが空気流に沿った状態に維持されるようにされ
る。
現実には、吹き流しの慣性と旋回による抵抗トルクのた
めに、ゾンデは程度の差こそあれ常に流れの方向からず
れている。従って、局部的な入射角αの測定、ひいてゾ
ンデ運搬体による機械的な測定は最近の飛行特性にふさ
わしい正確なものではない。
めに、ゾンデは程度の差こそあれ常に流れの方向からず
れている。従って、局部的な入射角αの測定、ひいてゾ
ンデ運搬体による機械的な測定は最近の飛行特性にふさ
わしい正確なものではない。
本発明の解決しようとする課題及びその解決手段 本発明による装置は空気流流を浮動する飛行体に対する
空気流の入射角αの測定誤差をなくすことを目的として
いる。この目的のために、上記入射角αの測定にあた
り、機械的配向角検出手段により測定した機械的入射角
αmの測定値を空気力学的検出手段により測定した空気
力学的入射角αaの測定値により、飛行体の飛行状態に
応じて発生する測定誤差を補償するようにしたもので、
このようにして得られた入射角αの測定値は、上記空気
流の流速が遷音速、超音速のいずれの領域においても、
この種の他の公知の装置よりもより正確かつ信頼性の高
いものとすることができる。
空気流の入射角αの測定誤差をなくすことを目的として
いる。この目的のために、上記入射角αの測定にあた
り、機械的配向角検出手段により測定した機械的入射角
αmの測定値を空気力学的検出手段により測定した空気
力学的入射角αaの測定値により、飛行体の飛行状態に
応じて発生する測定誤差を補償するようにしたもので、
このようにして得られた入射角αの測定値は、上記空気
流の流速が遷音速、超音速のいずれの領域においても、
この種の他の公知の装置よりもより正確かつ信頼性の高
いものとすることができる。
本発明によれば、上記入射角αは以下の2つの個別の測
定により得られる。すなわち、空気流内を浮動する飛行
体に垂直軸を介して旋回可能に装着された流線形素子の
配向角αmを検出する機械的配向角検出手段による測定
と、上記空気流中の流線形素子の空気力学的入射角αa
を検出する空気圧検出手段による測定とに基づき上記入
射角αが得られる。この場合、上記飛行体に対する空気
流の真の入射角αは関係式α=αm+αaにより定義さ
れる。
定により得られる。すなわち、空気流内を浮動する飛行
体に垂直軸を介して旋回可能に装着された流線形素子の
配向角αmを検出する機械的配向角検出手段による測定
と、上記空気流中の流線形素子の空気力学的入射角αa
を検出する空気圧検出手段による測定とに基づき上記入
射角αが得られる。この場合、上記飛行体に対する空気
流の真の入射角αは関係式α=αm+αaにより定義さ
れる。
流線形素子は空気流中を浮動する飛行体、例えば飛行機
の機体上に垂直軸の回りに旋回可能に取り付けられる補
助翼が用いられる。
の機体上に垂直軸の回りに旋回可能に取り付けられる補
助翼が用いられる。
上記補助翼の自由回転角度は±80°とされ、該補助翼
が飛行体の長手軸に対して成す配向角、すなわち該補助
翼の回転角度位置αmを測定する機械的配向角検出手段
は、機械的な摩耗による誤差を避けるために、補助翼の
垂直旋回軸と直接連結された機械的配向角検出器を用い
て構成される。
が飛行体の長手軸に対して成す配向角、すなわち該補助
翼の回転角度位置αmを測定する機械的配向角検出手段
は、機械的な摩耗による誤差を避けるために、補助翼の
垂直旋回軸と直接連結された機械的配向角検出器を用い
て構成される。
空気力学的入射角αaを測定する空気力学的検出手段
は、可動補助翼の前縁部に互いに対称に配置された、全
圧検出器と静圧検出器により構成されたピトー管型検出
器を用いて構成される。空気力学的入射角αaは全圧検
出器と静圧検出器による検出圧力間の差圧に基づいて算
定される。
は、可動補助翼の前縁部に互いに対称に配置された、全
圧検出器と静圧検出器により構成されたピトー管型検出
器を用いて構成される。空気力学的入射角αaは全圧検
出器と静圧検出器による検出圧力間の差圧に基づいて算
定される。
図面の簡単な説明 1図は装置の全体図であり、 第2図は本発明における入射角αを測定するための空気
力学的検出手段及び機械的配向角手段による検出信号α
a及びαmの処理操作のフローチャートである。
力学的検出手段及び機械的配向角手段による検出信号α
a及びαmの処理操作のフローチャートである。
実施例 本発明を上記添付図面とともに詳細に説明する。
第1図に示すように、本発明の装置は、着氷問題を防ぐ
ために、電気的に加熱可能とした半デルタ流線形状の補
助翼1を用いて構成される。この補助翼1は空気流中を
浮動する飛行体、例えば航空機の機体に装着されたフレ
ーム3を貫通して延びる垂直回転軸8の回りを旋回可能
とされ、該フレーム3内に該垂直回転軸8と連動する相
対増分エンコーダ及びアブソリュート光学エンコーダ
(グレイコード)が配置されている。この補助翼1の配
向角、すなわち垂直回転軸8の回りの回転角度位置αm
の測定分解能は0.03°のオーダーとされる。
ために、電気的に加熱可能とした半デルタ流線形状の補
助翼1を用いて構成される。この補助翼1は空気流中を
浮動する飛行体、例えば航空機の機体に装着されたフレ
ーム3を貫通して延びる垂直回転軸8の回りを旋回可能
とされ、該フレーム3内に該垂直回転軸8と連動する相
対増分エンコーダ及びアブソリュート光学エンコーダ
(グレイコード)が配置されている。この補助翼1の配
向角、すなわち垂直回転軸8の回りの回転角度位置αm
の測定分解能は0.03°のオーダーとされる。
空気流Fの補助翼1への力学的入射角αaは該補助翼1
の前縁下面部及び上面部に互いに対称的に配置した2つ
の圧力検出器4及び5により測定される。
の前縁下面部及び上面部に互いに対称的に配置した2つ
の圧力検出器4及び5により測定される。
圧力検出器4及び5は空気流F内での補助翼1の配向角
力学的入射角αaに比例した差動空気圧Δpを検出す
る。この差動空気圧は測定精度を10−2〜10−3オ
ーダーとする厳しい環境条件に耐えるピックアップ12
と協働して作用する。
力学的入射角αaに比例した差動空気圧Δpを検出す
る。この差動空気圧は測定精度を10−2〜10−3オ
ーダーとする厳しい環境条件に耐えるピックアップ12
と協働して作用する。
ピックアップ12は補助翼1の垂直旋回軸部8の内部に
配置されている。測定電子回路における電気信号の伝送
は浮動接触を防ぐように捩り作動するアングル13に装
着された3本の偏平なリード線を介して行われる。
配置されている。測定電子回路における電気信号の伝送
は浮動接触を防ぐように捩り作動するアングル13に装
着された3本の偏平なリード線を介して行われる。
空気流Fの飛行体に対する流速υに関係なく、本発明の
測定装置を利用可能とするため、該流速υを知る必要が
あり、この流速υは静圧と全圧又は動圧パラメータに基
づいて算定される。
測定装置を利用可能とするため、該流速υを知る必要が
あり、この流速υは静圧と全圧又は動圧パラメータに基
づいて算定される。
上記入射角αaの測定感度を定義する比例係数Rは上記
2つのパラメータによって定められる。これら2つのパ
ラメータ情報はそれぞれ装置の全圧検出器7及び静圧検
出器6、6′と接続された2つの圧力ピックアップ72
及び63により得られる。
2つのパラメータによって定められる。これら2つのパ
ラメータ情報はそれぞれ装置の全圧検出器7及び静圧検
出器6、6′と接続された2つの圧力ピックアップ72
及び63により得られる。
全圧検出器7はピトー管型式のもので、補助翼1の頂部
後方に固定される。静圧検出器6、6′は対称的に補助
翼1の前縁部11に配置した2つの空気取入口を用いて
構成される。これら2つの静圧検出器6、6′の空気取
入口は共通コンジット60を介して静圧ピクアップ63
及び圧力ピクアップ15と接続される。
後方に固定される。静圧検出器6、6′は対称的に補助
翼1の前縁部11に配置した2つの空気取入口を用いて
構成される。これら2つの静圧検出器6、6′の空気取
入口は共通コンジット60を介して静圧ピクアップ63
及び圧力ピクアップ15と接続される。
静圧検出器6、6′は入射角及び速度による飛行体2に
おける局部的な静圧の乱れを補償するように機能させる
ことが望ましい。これは公知の如く、当該測定装置周囲
の流体の循環によって引き起こされる静圧が、入射角、
遷音速領域及び超音速領域の如何を問わず、飛行体によ
る静圧の乱れを補償するような形状に選択することよっ
て行なう。
おける局部的な静圧の乱れを補償するように機能させる
ことが望ましい。これは公知の如く、当該測定装置周囲
の流体の循環によって引き起こされる静圧が、入射角、
遷音速領域及び超音速領域の如何を問わず、飛行体によ
る静圧の乱れを補償するような形状に選択することよっ
て行なう。
本発明の装置における各検出器で検出された信号は第2
図のブロック線図で示す如く処理される。圧力検出器4
及び5と接続された差圧ピックアップ12は、両圧力検
出器4、5で検出された検出圧力間の差圧Δp=κ・α
aを示す電気信号を出力する。
図のブロック線図で示す如く処理される。圧力検出器4
及び5と接続された差圧ピックアップ12は、両圧力検
出器4、5で検出された検出圧力間の差圧Δp=κ・α
aを示す電気信号を出力する。
上記圧力ピックアップ15は全圧検出器7から全圧PT
を示す検出信号と両静圧検出器6及び6′から静圧PS
を示す検出信号を受け取り、これら両検出信号PT及び
PSに基づき公知の方法で空気流Fの流速υを示す電圧
信号を出力する。
を示す検出信号と両静圧検出器6及び6′から静圧PS
を示す検出信号を受け取り、これら両検出信号PT及び
PSに基づき公知の方法で空気流Fの流速υを示す電圧
信号を出力する。
分圧器14は圧力ピックアップ15からの信号υに基づ
き分圧比Rが調整され、差圧ピックアップ12から入力
される電圧信号[κ・αa]を規準化し、次いで好まし
くはアナログ−ディジタル変換器16を介して空気力学
的入射角αaを示すディジタル信号αaが演算器17に
入力される。
き分圧比Rが調整され、差圧ピックアップ12から入力
される電圧信号[κ・αa]を規準化し、次いで好まし
くはアナログ−ディジタル変換器16を介して空気力学
的入射角αaを示すディジタル信号αaが演算器17に
入力される。
一方、上記演算器17に、フレーム3内に設けられた角
度エンコーダからの垂直軸8に取り付けられた補助翼1
の回転角度位置αmを示す電圧信号がアナログ−ディジ
タル変換器18によりディジタル化した後、該ディジタ
ル信号αmが入力され、この加算器17から補償された
入射角α:α=αa+αmを表す信号が出力される。
度エンコーダからの垂直軸8に取り付けられた補助翼1
の回転角度位置αmを示す電圧信号がアナログ−ディジ
タル変換器18によりディジタル化した後、該ディジタ
ル信号αmが入力され、この加算器17から補償された
入射角α:α=αa+αmを表す信号が出力される。
発明の効果 この発明に係る装置は、空気流中を飛行する飛行体の飛
行状態に応じて該空気流に局所的な乱れが存在する場合
であっても、該空気流の乱れによる入射角αの測定値に
及ぼす影響を補償して、高精度及び高信頼性をもって飛
行体に対する空気流の入射角αの測定を行うことがで
き、特に航空機の航行制御用として非常に便利なもので
ある。
行状態に応じて該空気流に局所的な乱れが存在する場合
であっても、該空気流の乱れによる入射角αの測定値に
及ぼす影響を補償して、高精度及び高信頼性をもって飛
行体に対する空気流の入射角αの測定を行うことがで
き、特に航空機の航行制御用として非常に便利なもので
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】空気流(F)内を浮動する飛行体(2)に装
着されて空気流特性パラメータを測定する、空気流測定
装置において、 上記飛行体(2)に設けた垂直旋回軸(8)の回りに回
転自在に取り付けた流線形要素(1)、 上記流線形要素(1)の垂直旋回軸(8)と連動可能に
取り付けられ、該流線形要素の上記飛行体(2)の長手
軸に対する配向角(αm)を検出する、機械的配向角検
出手段、 上記流線形要素(1)に装着されて上記空気流(F)の該
流線形要素に対する相対的速度(υ)を検出する、全圧
及び静圧検出手段(7、6、6′)、 上記流線形要素(1)に装着されて上記空気流(F)の該
流線形要素に対する入射角(αa)の関数値(κ・
αa)を示す差動空気圧ΔPを検出する、差動空気圧検
出手段(4、5、12)、及び 上記機械的配向角検出手段、全圧及び静圧検出手段及び
差動空気圧検出手段からの出力信号に基づき、上記空気
流(F)の飛行体(2)に対する補償した入射角(α)を
算定する演算手段(17)を含むことを特徴とする、空
気流測定装置。 - 【請求項2】流線形要素(1)が飛行体(2)に設けた
垂直旋回軸(8)に回転自在に装着された補助翼部材で
あり、上記垂直旋回軸(8)の回転に連動して上記補助
翼部材(1)の配向角αmを示す電気信号を出力するピ
ックアップを設けた、第1項に記載の装置。 - 【請求項3】差動空気圧検出手段が流線形要素(1)の
前縁部(11)に互いに対称に配置した2つの圧力検出
器(4)及び(5)と、これら圧力検出器(4)及び
(5)と接続されて該両圧力検出器による検出圧力間の
差圧Δpを示す電圧信号を出力する差圧ピックアップ
(12)により構成された、第1項に記載の装置。 - 【請求項4】静圧検出器(6、6′)の静圧取入管部の
形状を適宜に選定して、測定しようとする空気流(F)の
流速が遷音速、超音速領域のいずれにおいても上記空気
流(F)の飛行体(2)に対する入射角(α)の測定誤差
を補償した、第1項〜第3項のいずれかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR84/13631 | 1984-09-03 | ||
FR8413631A FR2569848B1 (fr) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | Sonde de pression multifonction pur aeronef |
PCT/FR1985/000236 WO1986001606A1 (fr) | 1984-09-03 | 1985-09-03 | Sonde de pression multifonction pour aeronef |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62500318A JPS62500318A (ja) | 1987-02-05 |
JPH0668498B2 true JPH0668498B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=9307436
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60503896A Expired - Fee Related JPH0668498B2 (ja) | 1984-09-03 | 1985-09-03 | 空気流測定装置 |
JP60195691A Pending JPS61251731A (ja) | 1984-09-03 | 1985-09-03 | 空力特性測定装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60195691A Pending JPS61251731A (ja) | 1984-09-03 | 1985-09-03 | 空力特性測定装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4672846A (ja) |
EP (1) | EP0176405B1 (ja) |
JP (2) | JPH0668498B2 (ja) |
CA (1) | CA1305871C (ja) |
DE (1) | DE3566740D1 (ja) |
FR (1) | FR2569848B1 (ja) |
WO (1) | WO1986001606A1 (ja) |
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FR2694634B1 (fr) * | 1992-08-04 | 1994-09-30 | Sextant Avionique | Sonde d'incidence. |
US5731507A (en) * | 1993-09-17 | 1998-03-24 | Rosemount Aerospace, Inc. | Integral airfoil total temperature sensor |
US5466067A (en) * | 1993-09-17 | 1995-11-14 | The B. F. Goodrich Company | Multifunctional air data sensing probes |
FR2712981B1 (fr) * | 1993-11-25 | 1996-01-12 | Sextant Avionique | Procédé et dispositifs de détermination de la sévérité des conditions givrantes pour un aéronef. |
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FR2784457B1 (fr) * | 1998-10-13 | 2001-01-05 | Sextant Avionique | Instruments combines de secours pour aeronef |
FR2802647B1 (fr) | 1999-12-17 | 2002-03-01 | Thomson Csf Sextant | Sonde pour aeronef |
FR2802636B1 (fr) * | 1999-12-17 | 2002-03-22 | Thomson Csf Sextant | Sonde multifonctions pour aeronef |
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