RU2555258C1 - Helicopter rotor blade stall detector - Google Patents

Helicopter rotor blade stall detector Download PDF

Info

Publication number
RU2555258C1
RU2555258C1 RU2014108003/11A RU2014108003A RU2555258C1 RU 2555258 C1 RU2555258 C1 RU 2555258C1 RU 2014108003/11 A RU2014108003/11 A RU 2014108003/11A RU 2014108003 A RU2014108003 A RU 2014108003A RU 2555258 C1 RU2555258 C1 RU 2555258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
optical
helicopter
Prior art date
Application number
RU2014108003/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Леонидович Львов
Станислав Сергеевич Хабаров
Андрей Анатольевич Носов
Николай Серафимович Павленко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инновационный центр "Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий" (ООО НИЦ "ИРТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инновационный центр "Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий" (ООО НИЦ "ИРТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инновационный центр "Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий" (ООО НИЦ "ИРТ")
Priority to RU2014108003/11A priority Critical patent/RU2555258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555258C1 publication Critical patent/RU2555258C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: helicopter rotor blade stall detector incorporates fibre optical switching unit, light source unit, data storage unit, power supply, data analysis unit, spectral analysis unit and DAC, registration unit, detector, fibre optical connector and two or more fibre optical strain gages. Each of the latter has its own band of operating frequencies in light source radiation spectrum. Strain gages are fitted at helicopter swash plate fixed parts surface. Output signals of said strain gages vary subject to origination of rotor blade stall and transmitted to helicopter onboard registration unit. Stall stage detector is incorporated with pilot control board to inform about stall stages.
EFFECT: higher flight safety, reliable control over overloads at swash plate.
3 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе контроля технического состояния деталей и узлов конструкции вертолета.The invention relates to aircraft, and in particular to a system for monitoring the technical condition of parts and components of a helicopter structure.

Преимущественная область применения изобретения - информирование пилота вертолета о стадиях проявления срыва воздушного потока на лопастях несущего винта для установления пилотом оптимального режима полета вертолета, а также получение и хранение информации о фактически действующих в полете нагрузках на силовых агрегатах вертолета.The preferred field of application of the invention is to inform the helicopter pilot of the stages of manifestation of airflow disruption on the rotor blades to establish the optimal helicopter flight mode by the pilot, as well as receiving and storing information about the loads actually operating in flight on the helicopter power units.

Известно устройство для индикации срыва воздушного потока с лопастей несущего винта вертолета (Авт. св. №940428, МПК B64C 27/46, приоритет 05.06.80.), которое содержит: датчик угла атаки, установленный на передней кромке лопасти, два дифференциальных датчика давления, блок преобразования информации датчика, электромеханическую следящую систему, индикатор со стрелкой текущего угла атаки, вычислитель максимально допустимого угла атаки. Кроме того, устройство содержит схему формирования прямоугольного импульса, вращающийся трансформатор, делитель напряжения, постоянный магнит, геркон, постоянный магнит и вращающийся трансформатор размещены на валу лопасти, датчик угла атаки выполнен в виде сферической насадки с тремя дренажными отверстиями, расположенными под углом 45° друг к другу.A device for indicating the stall of the air flow from the rotor blades of a helicopter (Aut. St. No. 940428, IPC B64C 27/46, priority 05.06.80.), Which contains: an angle of attack sensor mounted on the leading edge of the blade, two differential pressure sensors , a unit for converting sensor information, an electromechanical tracking system, an indicator with an arrow of the current angle of attack, a calculator of the maximum allowable angle of attack. In addition, the device contains a rectangular pulse generating circuit, a rotating transformer, a voltage divider, a permanent magnet, a reed switch, a permanent magnet and a rotating transformer are placed on the blade shaft, the angle of attack sensor is made in the form of a spherical nozzle with three drainage holes located at an angle of 45 ° each to friend.

Недостатками аналога являются его конструктивная сложность, обусловленная необходимостью размещения сферической насадки на аэродинамической поверхности лопасти винта вертолета, что искажает поверхность лопасти винта, и необходимостью размещения дифференциальных датчиков давления на вращающихся частях вертолета, что затрудняет процесс съема сигналов датчиков.The disadvantages of the analogue are its structural complexity, due to the need to place a spherical nozzle on the aerodynamic surface of the rotor blade of the helicopter, which distorts the surface of the rotor blade, and the need to place differential pressure sensors on the rotating parts of the helicopter, which complicates the process of picking up sensor signals.

Общие признаки аналога и изобретения наличие: датчиков, сигналы которых изменяются в зависимости от появления срыва воздушного потока с лопастей несущего винта вертолета, блока-регистратора и индикатора на панели пилота, информирующего пилота о стадиях срыва.Common features of the analogue and the invention are: sensors, whose signals vary depending on the occurrence of air flow disruption from the rotor blades of the helicopter, the recorder unit and the indicator on the pilot panel informing the pilot about the failure stages.

Наиболее близким аналогом - прототипом изобретения является устройство для определения срыва воздушного потока с аэродинамической поверхности (Авт. св. №1172203, МПК B64D 43/02, приоритет 13.03.84.), которое содержит датчик - чувствительный элемент, выполненный в виде нанесенных на немагнитную подложку клиновидного токопроводящего основания, изоляционной пленки, ферромагнитной пленки и изоляционной пленки с контактами, соединенными группами между собой, и регистратором, а также генератор переменного напряжения. Кроме того, прототип содержит генератор тока, прямоугольную пластину из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением и транзистор. Чувствительный элемент датчика нанесен на прямоугольную металлическую пластину из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, которую размещают параллельно хорде аэродинамической поверхности от ее задней кромки до точки максимальной толщины профиля, подключают к генератору тока.The closest analogue is the prototype of the invention is a device for determining the stall of the air flow from the aerodynamic surface (Aut. St. No. 1172203, IPC B64D 43/02, priority 13.03.84.), Which contains a sensor - a sensitive element made in the form of deposited on a non-magnetic the substrate is a wedge-shaped conductive base, an insulating film, a ferromagnetic film and an insulating film with contacts connected by groups, and a recorder, as well as an alternating voltage generator. In addition, the prototype contains a current generator, a rectangular plate of material with high electrical resistivity and a transistor. The sensor’s sensitive element is applied to a rectangular metal plate made of a material with high electrical resistivity, which is placed parallel to the chord of the aerodynamic surface from its trailing edge to the point of maximum profile thickness, and is connected to a current generator.

Недостатками прототипа являются его конструктивная сложность, необходимость размещения датчиков на вращающихся частях вертолета, что усложняет процесс съема сигналов датчиков срыва воздушного потока с лопастей винта.The disadvantages of the prototype are its structural complexity, the need to place sensors on the rotating parts of the helicopter, which complicates the process of picking up signals from sensors stalling the air flow from the rotor blades.

Общие признаки аналога и изобретения наличие: датчиков, сигналы которых изменяются в зависимости от стадий появления срыва воздушного потока с лопастей винта вертолета, блока-регистратора и индикатора на панели пилота, информирующего пилота о стадиях срыва.The common features of the analogue and the invention are: sensors, whose signals vary depending on the stages of occurrence of the air flow disruption from the rotor blades of the helicopter, the recorder unit and the indicator on the pilot panel informing the pilot about the stages of failure.

Техническим результатом изобретения является устранение недостатков аналогов, обеспечение безопасности полета вертолета путем контроля пилотом за эксплуатационными перегрузками на деталях автомата перекоса, возникающими при срывных явлениях на лопастях несущего винта вертолета и проявляющимися в виде избыточного напряжения на невращающихся деталях автомата перекоса за счет срыва воздушного потока с лопастей винта вертолета, кроме того, обеспечение сбора и хранения информации о фактически действующих нагрузках на силовых агрегатах вертолета в системе управления вертолетом в полете с последующей интерпретацией данных в наземных условиях.The technical result of the invention is to eliminate the disadvantages of analogues, ensuring the safety of a helicopter flight by monitoring the pilot overload on the parts of the swashplate, arising from stalling events on the blades of the rotor of the helicopter and appearing in the form of excess voltage on the non-rotating parts of the swashplate due to disruption of the air flow from the blades helicopter propellers, in addition, ensuring the collection and storage of information on the actually existing loads on the power unit x helicopter in a helicopter flight control system in a subsequent data interpretation in the ground conditions.

Технический результат изобретения достигается за счет размещения на невращающихся деталях автомата перекоса волоконно-оптических тензодатчиков на основе брэгговской решетки и использования бортового волоконно-оптического регистратора-накопителя информации, которая снимается с волоконно-оптических тензодатчиков.The technical result of the invention is achieved by placing on the non-rotating parts of the swashplate fiber-optic strain gauges based on the Bragg grating and the use of an on-board fiber-optic recorder-information store, which is removed from the fiber-optic strain gauges.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показаны места размещения волоконно-оптических тензодатчиков на поверхностях невращающихся деталей автомата перекоса.Figure 1 shows the placement of fiber optic strain gauges on the surfaces of non-rotating parts of the swash plate.

На фиг.2 представлена структурная схема устройства для индикации стадий срыва воздушного потока и размещение блоков устройства на вертолете.Figure 2 presents a structural diagram of a device for indicating the stages of disruption of the air flow and the placement of the blocks of the device on a helicopter.

На фиг.3 представлена функциональная схема блока-регистратора.Figure 3 presents the functional diagram of the block recorder.

На фигурах введены обозначения:The following notation is introduced in the figures:

1 - волоконно-оптические тензодатчики;1 - fiber optic strain gauges;

2 - качалка продольного управления циклическим шагом установки лопастей вертолета;2 - rocking longitudinal control of the cyclic pitch of the installation of the helicopter blades;

3 - качалка поперечного управления циклическим шагом установки лопастей вертолета;3 - rocking lateral control cyclic pitch installation of the helicopter blades;

4 - рычаг общего шага установки лопастей вертолета;4 - lever common pitch installation of the helicopter blades;

5 - волоконно-оптический соединитель;5 - fiber optic connector;

6 - волоконно-оптический кабель;6 - fiber optic cable;

7 - автомат перекоса;7 - swashplate;

8 - блок-регистратор;8 - block recorder;

9 - электрическая шина передачи данных о стадии срыва потока;9 - electric bus data transfer stage stall;

10 - панельный индикатор стадий срыва потока;10 - panel indicator of the stages of stall;

11 - блок волоконно-оптической коммутации;11 - block fiber optic switching;

12 - блок источника света;12 - block light source;

13 - блок хранения информации;13 - information storage unit;

14 - блок электропитания;14 - power supply unit;

15 - блок анализа информации;15 - block analysis of information;

16 - блок спектрального анализа;16 - block spectral analysis;

17 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).17 - digital-to-analog converter (DAC).

Технический результат изобретения обеспечивается благодаря тому, что устройство для индикации срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета содержит не менее двух волоконно-оптических тензодатчиков 1, каждый из которых имеет свою полосу рабочих частот в спектре излучений блока источника света 12.The technical result of the invention is ensured by the fact that the device for indicating stall of the air flow on the rotor blades of the helicopter contains at least two fiber optic strain gauges 1, each of which has its own operating frequency band in the emission spectrum of the light source block 12.

Кроме того, устройство индикации срыва содержит: волоконно-оптический соединитель 5, который имеет оптический вход-выход и не менее двух оптических выходов-входов, регистратор 8 содержит: блок 11 волоконно-оптической коммутации, блок 12 источника света, блок 13 хранения информации, блок 14 электропитания, блок 15 анализа информации, блок 16 спектрального анализа и цифро-аналоговый преобразователь 17 (фиг.2 и 3).In addition, the stall indication device includes: a fiber optic connector 5, which has an optical input-output and at least two optical outputs-inputs, the recorder 8 includes: a fiber optic switching unit 11, a light source unit 12, an information storage unit 13, power supply unit 14, information analysis unit 15, spectral analysis unit 16 and digital-to-analog converter 17 (FIGS. 2 and 3).

Волоконно-оптические тензодатчики 1 предназначены для преобразования деформации чувствительного участка оптоволокна в изменение спектра оптического сигнала, отраженного от него. Причем каждый тензодатчик 1 имеет оптический вход-выход и свою узкую рабочую полосу частот, в полосе спектра излучений блока источника света 12, и оптический вход-выход.Fiber optic strain gauges 1 are designed to convert the deformation of the sensitive portion of the optical fiber into a change in the spectrum of the optical signal reflected from it. Moreover, each load cell 1 has an optical input-output and its narrow working frequency band in the emission spectrum band of the light source unit 12, and an optical input-output.

Тензодатчики 1 жестко закреплены на внешней поверхности невращающихся деталей автомата перекоса вертолета 7, таких как качалка продольного управления 2, и(или) качалка поперечного управления 3, и(или) рычаг общего шага 4. Крепление тензодатчиков 1 может быть произведено, например, путем их приклеивания к поверхности деталей автомата перекоса. Тензодатчики 1 могут быть выполнены, например, на основе волоконно-оптических брэгговских решеток (RU, патент на полезную модель №77420, 2008) (фиг.1).The load cells 1 are rigidly fixed to the outer surface of the non-rotating parts of the helicopter swash plate 7, such as the longitudinal control rocker 2, and (or) the lateral control rocker 3, and (or) the common step lever 4. The load sensors 1 can be mounted, for example, by gluing to the surface of the parts of the swashplate. Strain sensors 1 can be performed, for example, based on fiber-optic Bragg gratings (RU, utility model patent No. 77420, 2008) (Fig. 1).

Волоконно-оптический соединитель 5 представляет собой оптическое устройство с входом-выходом и двумя или более выходами-входами, который служит для суммирования оптических сигналов волоконно-оптических тензодатчиков 1, поступающих на его выходы-входы. Соединитель 5 имеет герметичный металлический корпус с оптическими разъемами. Основным элементом соединителя 5 является волоконно-оптический сплитер, например, типа OFC, фирмы МАКРОТЕЛ Россия.Fiber optic connector 5 is an optical device with an input-output and two or more outputs-inputs, which serves to summarize the optical signals of fiber-optic strain gauges 1 received at its outputs-inputs. Connector 5 has a sealed metal housing with optical connectors. The main element of connector 5 is a fiber optic splitter, for example, OFC type, made by MACROTEL Russia.

Волоконно-оптический кабель 6 выполнен на основе стандартного одномодового волоконно-оптического световода, соединяющего один оптический вход-выход соединителя 5 с входом-выходом блока регистратора 8, и служит для передачи оптического излучения волоконно-оптическим тензодатчикам 1 и суммы отраженных оптических сигналов волоконно-оптических тензодатчиков 1 на вход-выход блока-регистратора 8 (фиг.2, 3).Fiber-optic cable 6 is made on the basis of a standard single-mode fiber-optic fiber connecting one optical input-output of the connector 5 with the input-output of the recorder unit 8, and serves to transmit optical radiation to the fiber-optic strain gauges 1 and the sum of the reflected optical signals of the fiber-optic load cells 1 at the input-output of the recorder 8 (Fig.2, 3).

Блок-регистратор 8 (фиг.3), функциями которого является генерация оптического излучения и обработка сигналов с волоконно-оптических тензодатчиков 1 с выдачей электрического сигнала панельному индикатору 10, имеет электрический выход аналогово сигнала и оптический выход-вход.Block recorder 8 (figure 3), the functions of which are the generation of optical radiation and processing signals from fiber-optic strain gauges 1 with the issuance of an electrical signal to the panel indicator 10, has an electrical output of an analog signal and an optical output-input.

Блок 8 размещается на борту вертолета и входит в состав системы бортовых измерений. Кроме того, в блоке 8 хранится информация о силовых нагрузках на частях вертолета, на которых установлены тензодатчики 1, действующие в процессе полета вертолета. В состав блока-регистратора 8 входят:Block 8 is located on board the helicopter and is part of the on-board measurement system. In addition, block 8 stores information about power loads on the parts of the helicopter, on which load cells 1 are installed, operating during the flight of the helicopter. The composition of the block recorder 8 includes:

- блок 11 волоконно-оптической коммутации, который имеет оптический вход от источника света, оптический выход-вход, который является выходом-входом оптического сигнала блока-регистратора 8, и оптический выход. Блок 11 может быть выполнен как волоконно-оптический циркулятор типа CIRC 3, фирмы Bayspec, США;- block 11 fiber optic switching, which has an optical input from a light source, an optical output-input, which is an output-input of the optical signal of the recorder unit 8, and an optical output. Block 11 can be made as a fiber-optic circulator type CIRC 3, company Bayspec, USA;

- блок источника света 12 имеет вход электропитания, цифровые вход и выход и выход оптического сигнала, может быть выполнен как волоконно-оптический широкополосный источник света MWLS-C-1550-080-SM-FA, фирмы Bayspec, США;- the light source unit 12 has a power input, digital input and output and output of an optical signal, can be performed as a fiber-optic broadband light source MWLS-C-1550-080-SM-FA, from Bayspec, USA;

- блок 13 хранения информации о нагрузках, действующих на невращающихся деталях автомата перекоса, имеет вход электропитания, цифровые вход и выход и может быть выполнен в виде твердотельного накопителя (флеш-памяти);- unit 13 for storing information about the loads acting on non-rotating parts of the swash plate, has a power input, digital input and output, and can be made in the form of a solid-state drive (flash memory);

- блок электропитания 14 имеет пять выводов электропитания и может быть выполнен как источник питания D-30A фирмы Mean Well;- the power supply unit 14 has five power leads and can be configured as a Mean Well D-30A power source;

- блок 15 анализа информации имеет три пары цифровых входов и выходов, вход электропитания, выход электрического сигнала для работы индикатора 10 стадий срыва потока и может быть выполнен типа одноплатного компьютера CoreModule 920;- the information analysis unit 15 has three pairs of digital inputs and outputs, a power supply input, an electrical signal output for operation of the indicator 10 stages of flow stall, and can be performed as a single-board computer CoreModule 920;

- блок спектрального анализа 16 имеет вход электропитания, оптический вход, цифровой вход и цифровой выход и может быть выполнен как волоконно-оптический спектрометр типа FBGA-E-1510-1590-FA, фирмы Bayspec, США;- the spectral analysis unit 16 has a power input, an optical input, a digital input and a digital output and can be performed as a fiber optic spectrometer type FBGA-E-1510-1590-FA, Bayspec, USA;

- цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП) имеет вход цифрового сигнала и выход аналогово-электрического сигнала.- the digital-to-analog converter 17 (DAC) has a digital signal input and an analog-electric signal output.

Электрическая шина передачи данных 9 представляет собой электрический кабель для передачи электрического сигнала ЦАП 17 панельному индикатору 10.The electric data bus 9 is an electric cable for transmitting the electrical signal of the DAC 17 to the panel indicator 10.

Панельный индикатор 10 служит для информирования пилота о стадиях срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета и устанавливается на приборной доске в кабине вертолета. Индикатор 10 может быть выполнен, например, в виде двухцветного табло со стрелкой - указателем стадии срыва. Например, стрелка на зеленой половине табло «Нормальный режим», на красной половине - «Срыв потока».The panel indicator 10 serves to inform the pilot about the stages of disruption of the air flow on the rotor blades of the helicopter and is installed on the dashboard in the helicopter cockpit. The indicator 10 can be made, for example, in the form of a two-color display with an arrow indicating the stage of failure. For example, the arrow on the green half of the “Normal Mode” display, on the red half - “Stall”.

Соединение блоков устройстваConnecting device blocks

Входы-выходы оптических сигналов тензодатчиков 1 соединены с соответствующими выходами-входами оптических сигналов волоконно-оптического соединителя 5, вход-выход оптических сигналов которого соединен с выходом-входом оптического сигнала блока 11 волоконно-оптической коммутации, выход оптического сигнала которого соединен с входом оптического сигнала блока спектрального анализ 16, вход оптического сигнала блока 11 соединен с выходом оптического сигнала источника света 12 (фиг.1, 3).The inputs and outputs of the optical signals of the load cells 1 are connected to the corresponding outputs and inputs of the optical signals of the fiber optic connector 5, the input-output of the optical signals of which is connected to the output-input of the optical signal of the fiber optic switching unit 11, the output of the optical signal of which is connected to the input of the optical signal block spectral analysis 16, the input of the optical signal of block 11 is connected to the output of the optical signal of the light source 12 (Fig.1, 3).

Первая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока 15 анализа информации соединена соответственно с входом и выходом электрического цифрового сигнала блока 12 источника света, вторая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала соединена соответственно с входом и выходом блока 16 спектрального анализа, а третья пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока 15 соединена соответственно с входом и выходом блока 13 хранения информации.The first pair of outputs and inputs of the electric digital signal of information analysis unit 15 is connected respectively to the input and output of the electric digital signal of light source unit 12, the second pair of outputs and inputs of the electric digital signal is connected to the input and output of spectral analysis unit 16, and the third pair of outputs and the inputs of the electric digital signal of block 15 is connected respectively to the input and output of block 13 of information storage.

Цифровой выход блока 15 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 17, электрический аналоговый выход которого соединен с входом индикатора 10, а выводы блока питания 14 соединены с входами питания блоков: источника света 12, хранения информации 13, анализа информации 15, блок спектрального анализа 16 и цифроаналогового преобразователя 17.The digital output of block 15 is connected to the output of the digital-to-analog converter 17, the electrical analog output of which is connected to the input of the indicator 10, and the terminals of the power supply 14 are connected to the power inputs of the blocks: light source 12, information storage 13, information analysis 15, spectral analysis block 16 and digital-analog transducer 17.

Обратные электрические связи блоков 12 и 16 необходимы для определения их работоспособности.Reverse electrical connections of blocks 12 and 16 are necessary to determine their health.

Устройство по изобретению работает следующим образом.The device according to the invention operates as follows.

Включают блок 14 электропитания, при этом электропитание подается на блоки 12, 13, 15, 16 и 17 блока-регистратора 8.Turn on the power supply unit 14, while the power is supplied to the blocks 12, 13, 15, 16 and 17 of the recorder unit 8.

Блок источника света 12 генерирует оптическое излучение, которое через блок 11 оптической коммутации, волоконно-оптический кабель 6 и волоконно-оптический соединитель 5 поступает на входы-выходы тензодатчиков 1, отражается от тензодатчиков 1 и через волоконно-оптический соединитель 5, волоконно-оптический кабель 6 возвращается в блок 11 и через его оптический выход поступает на оптический вход блока 16 спектрального анализа.The light source unit 12 generates optical radiation, which, through the optical switching unit 11, the fiber optic cable 6 and the fiber optic connector 5 enters the inputs and outputs of the strain gauges 1, is reflected from the strain gauges 1, and through the fiber optic connector 5, the fiber optic cable 6 returns to block 11 and, through its optical output, enters the optical input of spectral analysis block 16.

При воздействии внешних механических нагрузок на части вертолета с тензодатчиками 1 изменяется спектр отраженного от них оптического излучения. Изменение спектра отраженного излучения несет информацию о механических нагрузках, которые испытывают части вертолета, на которых установлены тензодатчики 1, причем каждому тензодатчику 1 соответствует определенная полоса спектра излучения блока источника света 12. Сигналы всех тензодатчиков 1 по мощности суммируются в волоконно-оптическом соединителе 5 и передаются через волоконно-оптический кабель 6 блоку-регистратору 8.When external mechanical loads are applied to the parts of the helicopter with strain gauges 1, the spectrum of the reflected optical radiation changes from them. Changing the spectrum of the reflected radiation carries information about the mechanical loads experienced by the helicopter parts on which the load cells 1 are mounted, and each load cell 1 corresponds to a certain band of the radiation spectrum of the light source unit 12. The signals of all load cells 1 are summed by power in the fiber optic connector 5 and transmitted through fiber optic cable 6 to the recorder unit 8.

В блоке 16 спектры отражения оптического излучения от каждого тензодатчика 1 преобразуются в цифровой сигнал и поступают на вход второй цифровой пары блока 15 анализа информации, где сигнал анализируется путем пересчета изменения спектра оптического сигнала от каждого тензодатчика 1 в действующую на деталях автомата перекоса нагрузку по заранее известным зависимостям, полученным при тарировке тензодатчиков 1, преобразуются в цифровой электрический сигнал и передается блоку 17 ЦАП (фиг.3).In block 16, the reflection spectra of optical radiation from each load cell 1 are converted into a digital signal and fed to the input of the second digital pair of information analysis unit 15, where the signal is analyzed by converting the change in the spectrum of the optical signal from each load cell 1 to the load acting on the details of the swashplate according to previously known the dependences obtained during the calibration of the load cells 1 are converted into a digital electrical signal and transmitted to the block 17 of the DAC (figure 3).

Аналоговый электрический сигнал, несущий информацию о механических нагрузках контролируемых частей вертолета, по электрической шине 9 передачи данных поступает с выхода ЦАП 17 на вход индикатора 10 срыва воздушного потока (фиг.2), по величине которого пилот определяет стадию срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета.An analog electrical signal that carries information about the mechanical loads of the controlled parts of the helicopter, via an electric bus 9 for data transmission, comes from the output of the DAC 17 to the input of the indicator 10 stall air flow (figure 2), the magnitude of which the pilot determines the stage of stall air flow on the rotor blades helicopter.

Полученные данные о нагрузках на частях автомата перекоса вертолета оцифровываются и параллельно передаются блоку хранения информации 13, который преобразует цифровой сигнал в аналоговый о действующей на автомат перекоса суммарной нагрузке панельному индикатору 10 через электрическую шину 9 передачи данных. Резкое увеличение амплитуды динамической и статической составляющих действующих нагрузок на невращающиеся детали автомата перекоса вертолета свидетельствует о стадиях срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета, на основании которых пилот принимает решение по управлению вертолетом для недопущения срыва потока воздуха с несущего винта вертолета.The obtained data on the loads on the parts of the helicopter swashplate are digitized and transmitted in parallel to the information storage unit 13, which converts the digital signal into an analog one about the total load acting on the swashplate panel indicator 10 through the data bus 9. A sharp increase in the amplitude of the dynamic and static components of the acting loads on the non-rotating parts of the helicopter swashplate indicates the stages of air flow disruption on the rotor blades of the helicopter, on the basis of which the pilot decides to control the helicopter to prevent air flow from the helicopter rotor.

Практическая реализация изобретенияPractical implementation of the invention

Технический результат изобретения достигнут благодаря тому, что устройство для индикации срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета выполнено по схемам фиг.1, 2 и 3 для серийно выпускаемого вертолета. В качестве комплектующих изделий устройства по изобретению использованы детали и устройства, приведенные в тексте описания изобретения как пример.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the device for indicating disruption of the air flow on the rotor blades of the helicopter is made according to the schemes of figures 1, 2 and 3 for a commercially available helicopter. As components of the device according to the invention used parts and devices shown in the text of the description of the invention as an example.

Отличительные признаки изобретенияFeatures of the invention

Датчики выполнены в виде волоконно-оптических тензодатчиков 1 с оптическим входом-выходом, каждый из которых имеет свою полосу рабочих частот в спектре излучений блока источника света 12, которые жестко закреплены на поверхностях невращающихся деталей автомата перекоса 7 вертолета, таких как качалка продольного управления циклическим шагом 2, и(или) качалка поперечного управления циклическим шагом 3, и(или) рычаг управления общего шага 4, волоконно-оптический соединитель 5 имеет оптический вход-выход и не менее двух оптических выходов-входов.The sensors are made in the form of fiber-optic strain gauges 1 with an optical input-output, each of which has its own operating frequency band in the emission spectrum of the light source unit 12, which are rigidly fixed to the surfaces of non-rotating parts of the helicopter swash plate 7, such as a rocker for longitudinal control of a cyclic step 2, and (or) a rocker for transverse control of a cyclic step 3, and (or) a control lever for a common step 4, a fiber optic connector 5 has an optical input-output and at least two optical outputs-input in.

Регистратор 8 содержит: блок 11 волоконно-оптической коммутации, блок 12 источника света, блок 13 хранения информации, блок 14 электропитания, блок 15 анализа информации, блок 16 спектрального анализа и цифроаналоговый преобразователь 17.The registrar 8 comprises: a fiber optic switching unit 11, a light source unit 12, an information storage unit 13, a power supply unit 14, an information analysis unit 15, a spectral analysis unit 16 and a digital-to-analog converter 17.

Блок 11 волоконно-оптической коммутации имеет выход-вход оптического сигнала.Block 11 fiber optic switching has an output-input of an optical signal.

Блок источника света 12 имеет вход питания, выход оптического сигнала, вход и выход цифрового электрического сигнала.The light source unit 12 has a power input, an optical signal output, and an input and output of a digital electrical signal.

Блок 13 хранения информации имеет вход электропитания вход и выход цифровых сигналов.The information storage unit 13 has a power input, an input and an output of digital signals.

Блок 15 анализа информации имеет вход электропитания, три пары входов и выходов прямой и обратной связи электрических цифровых сигналов и выход электрического цифрового сигнала.The information analysis unit 15 has a power supply input, three pairs of inputs and outputs of direct and feedback electrical digital signals and an output of an electrical digital signal.

Блок 16 спектрального анализа имеет вход электропитания, вход оптического сигнала, выход и вход электрического цифрового сигнала.The spectral analysis unit 16 has a power input, an optical signal input, an output and an input of an electrical digital signal.

Цифроаналоговый преобразователь 17 имеет входы электропитания и электрического цифрового сигнала и выход электрического аналогового сигнала.The digital-to-analog converter 17 has power and electrical digital signal inputs and an electrical analog signal output.

Блок 14 электропитания имеет пять выводов электропитания.The power supply unit 14 has five power pins.

Входы-выходы оптических сигналов тензодатчиков 1 соединены с соответствующими выходами-входами оптических сигналов волоконно-оптического соединителя 5, вход-выход оптических сигналов которого соединен с выходом-входом оптического сигнала блока 11 волоконно-оптической коммутации, выход оптического сигнала которого соединен с входом оптического сигнала блока спектрального анализ 16, вход оптического сигнала блока 11 соединен с выходом оптического сигнала источника света 12.The inputs and outputs of the optical signals of the load cells 1 are connected to the corresponding outputs and inputs of the optical signals of the fiber optic connector 5, the input-output of the optical signals of which is connected to the output-input of the optical signal of the fiber optic switching unit 11, the output of the optical signal of which is connected to the input of the optical signal block spectral analysis 16, the input of the optical signal of block 11 is connected to the output of the optical signal of the light source 12.

Первая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока 15 анализа информации соединена соответственно с входом и выходом электрического цифрового сигнала блока 12 источника света, вторая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала соединена соответственно с входами и выходами блока 16 спектрального анализа, а третья пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока 15 соединена соответственно с входом и выходом блока 13 хранения информации.The first pair of outputs and inputs of the electric digital signal of information analysis unit 15 is connected respectively to the input and output of the electric digital signal of light source unit 12, the second pair of outputs and inputs of the electric digital signal is connected to the inputs and outputs of the spectral analysis unit 16, and the third pair of outputs and the inputs of the electric digital signal of block 15 is connected respectively to the input and output of block 13 of information storage.

Цифровой выход блока 15 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 17, электрический аналоговый выход которого соединен с входом индикатора 10, а выводы блока питания 14 соединены с входами питания блоков: источника света 12, хранения информации 13, анализа информации 15, блок спектрального анализа 16 и цифроаналогового преобразователя 17 (фиг.1, 2 и 3).The digital output of block 15 is connected to the output of the digital-to-analog converter 17, the electrical analog output of which is connected to the input of the indicator 10, and the terminals of the power supply 14 are connected to the power inputs of the blocks: light source 12, information storage 13, information analysis 15, spectral analysis block 16 and digital-analog the transducer 17 (figures 1, 2 and 3).

Claims (1)

Устройство для индикации срыва потока на лопастях вертолета, содержащее: не менее двух датчиков, выходные сигналы которых изменяются в зависимости от стадий появления срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета, регистратор и индикатор, информирующий пилота о стадиях срыва воздушного потока на лопастях несущего винта вертолета, который установлен на панели управления вертолетом, отличающееся тем, что датчики выполнены в виде волоконно-оптических тензодатчиков (1) с оптическим входом-выходом, каждый из которых имеет свою полосу рабочих частот в спектре излучений блока источника света (12), которые жестко закреплены на поверхностях невращающихся деталей автомата перекоса (7) вертолета, таких как качалка продольного управления циклическим шагом (2) и(или) качалка поперечного управления циклическим шагом (3) и(или) рычаг управления общего шага (4), волоконно-оптический соединитель (5), и имеют оптический вход-выход и не менее двух оптических выходов-входов, кроме того, регистратор (8) содержит: блок (11) волоконно-оптической коммутации, блок (12) источника света, блок (13) хранения информации, блок (14) электропитания, блок (15) анализа информации, блок (16) спектрального анализа и цифроаналоговый преобразователь (17), причем блок (11) волоконно-оптической коммутации имеет выход-вход оптического сигнала, блок источника света (12) имеет вход питания, выход оптического сигнала, вход и выход цифрового электрического сигнала, блок (13) хранения информации имеет вход электропитания вход и выход цифровых сигналов, блок (15) анализа информации имеет вход электропитания, три пары входов и выходов прямой и обратной связи электрических цифровых сигналов и выход электрического цифрового сигнала, блок (16) спектрального анализа имеет вход электропитания, вход оптического сигнала, выход и вход электрического цифрового сигнала, цифроаналоговый преобразователь (17) имеет входы электропитания и электрического цифрового сигнала и выход электрического аналогового сигнала, блок (14) электропитания имеет пять выводов электропитания, кроме того, входы-выходы оптических сигналов тензодатчиков (1) соединены с соответствующими выходами-входами оптических сигналов волоконно-оптического соединителя (5), вход-выход оптических сигналов которого соединен с выходом-входом оптического сигнала блока (11) волоконно-оптической коммутации, выход оптического сигнала которого соединен с входом оптического сигнала блока спектрального анализ (16), вход оптического сигнала блока (11) соединен с выходом оптического сигнала источника света (12), причем первая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока (15) анализа информации соединена соответственно с входом и выходом электрического цифрового сигнала блока (12) источника света, вторая пара выходов и входов электрического цифрового сигнала соединена соответственно с входом и выходом блока (16) спектрального анализа, а третья пара выходов и входов электрического цифрового сигнала блока (15) соединена соответственно с входом и выходом блока (13) хранения информации, кроме того, цифровой выход блока (15) соединен с выходом цифроаналогового преобразователя (17), электрический аналоговый выход которого соединен с входом индикатора (10), а выводы блока питания (14) соединены с входами питания блоков: источника света (12), хранения информации (13), анализа информации (15), блок спектрального анализа (16) и цифроаналогового преобразователя (17). A device for indicating flow stall on helicopter blades, comprising: at least two sensors, the output signals of which vary depending on the stages of occurrence of air flow stall on helicopter rotor blades, a recorder and an indicator informing the pilot about the stages of air flow stall on helicopter rotor blades , which is installed on the control panel of the helicopter, characterized in that the sensors are made in the form of fiber-optic strain gauges (1) with optical input-output, each of which has its own th working frequency band in the emission spectrum of the light source unit (12), which are rigidly fixed to the surfaces of non-rotating parts of the swashplate (7) of the helicopter, such as a rocker for longitudinal control of a cyclic step (2) and (or) a rocker for transverse control of a cyclic step (3) and (or) a control lever of a common step (4), a fiber-optic connector (5), and have an optical input-output and at least two optical outputs-inputs, in addition, the recorder (8) contains: block (11) fiber optical switching unit (12) of the light source, unit (13 ) information storage, power supply unit (14), information analysis unit (15), spectral analysis unit (16) and digital-to-analog converter (17), moreover, the fiber-optic switching unit (11) has an optical signal output-input, a light source unit ( 12) has a power input, an optical signal output, a digital electrical signal input and output, an information storage unit (13) has a digital input power input and a digital signal output, information analysis unit (15) has a power input, three pairs of inputs and outputs of forward and reverse communication electric of digital signals and an output of an electric digital signal, a spectral analysis unit (16) has an electrical power input, an optical signal input, an electric digital signal output and input, a digital-to-analog converter (17) has power and an electric digital signal inputs and an electrical analog signal output, a unit ( 14) the power supply has five power supply terminals, in addition, the inputs and outputs of the optical signals of the strain gauges (1) are connected to the corresponding outputs and inputs of the optical signals of the fiber optical connector (5), the input-output of the optical signals of which is connected to the output-input of the optical signal of the fiber-optic switching unit (11), the output of the optical signal of which is connected to the input of the optical signal of the spectral analysis unit (16), the input of the optical signal of the unit (11 ) is connected to the output of the optical signal of the light source (12), and the first pair of outputs and inputs of the electric digital signal of the information analysis unit (15) is connected respectively to the input and output of the electric digital signal of the unit (12) and a light source, a second pair of outputs and inputs of an electric digital signal is connected respectively to the input and output of a spectral analysis unit (16), and a third pair of outputs and inputs of an electric digital signal of a block (15) is connected respectively to an input and output of an information storage unit (13), in addition, the digital output of the block (15) is connected to the output of the digital-to-analog converter (17), the electrical analog output of which is connected to the indicator input (10), and the terminals of the power supply (14) are connected to the power inputs of the blocks: eta (12), information storage (13), information analysis (15), a spectral analysis unit (16) and a digital-to-analog converter (17).
RU2014108003/11A 2014-03-04 2014-03-04 Helicopter rotor blade stall detector RU2555258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014108003/11A RU2555258C1 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Helicopter rotor blade stall detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014108003/11A RU2555258C1 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Helicopter rotor blade stall detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555258C1 true RU2555258C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014108003/11A RU2555258C1 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Helicopter rotor blade stall detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555258C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629615C1 (en) * 2016-08-04 2017-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро "Авиаавтоматика" Device for indicating stall in helicopter rotor blades
RU2693762C1 (en) * 2018-08-30 2019-07-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-инновационный центр "Институт развития исследований, разработок и трансфера технологий" Device for indication of flow and flutter stall and control of technical condition of helicopter swash plate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1172203A1 (en) * 1984-03-13 1999-05-27 Ульяновский политехнический институт DEVICE FOR DETERMINATION OF AIR FLOW RELEASE WITH AERODYNAMIC SURFACE
US7322250B1 (en) * 2002-04-09 2008-01-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for sensing torque on a rotating shaft
RU81337U1 (en) * 2008-11-05 2009-03-10 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") DEVICE FOR FORMING A WARNING SIGNAL TO ACHIEVE A LIMIT HELICOPTER FLIGHT SPEED
WO2012047846A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Siemens Aktiengesellschaft System for remote monitoring of aerodynamic flow conditions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1172203A1 (en) * 1984-03-13 1999-05-27 Ульяновский политехнический институт DEVICE FOR DETERMINATION OF AIR FLOW RELEASE WITH AERODYNAMIC SURFACE
US7322250B1 (en) * 2002-04-09 2008-01-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for sensing torque on a rotating shaft
RU81337U1 (en) * 2008-11-05 2009-03-10 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") DEVICE FOR FORMING A WARNING SIGNAL TO ACHIEVE A LIMIT HELICOPTER FLIGHT SPEED
WO2012047846A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Siemens Aktiengesellschaft System for remote monitoring of aerodynamic flow conditions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629615C1 (en) * 2016-08-04 2017-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро "Авиаавтоматика" Device for indicating stall in helicopter rotor blades
RU2693762C1 (en) * 2018-08-30 2019-07-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-инновационный центр "Институт развития исследований, разработок и трансфера технологий" Device for indication of flow and flutter stall and control of technical condition of helicopter swash plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10655601B2 (en) Method for the individual pitch control of rotor blades of a wind turbine, and wind turbines
Janeliukstis et al. Smart composite structures with embedded sensors for load and damage monitoring–a review
US20200132052A1 (en) Strain and vibration measuring system for monitoring rotor blades
RU2544028C1 (en) Aircraft structure technical condition monitoring system (versions)
RU2555258C1 (en) Helicopter rotor blade stall detector
WO2008020240A1 (en) Fibre optic sensors
EP3415753B1 (en) Abnormality monitoring apparatus and abnormality monitoring method for wind farm
GB2482009A (en) Ice and fault detection method for wind turbine blades
US9664506B2 (en) High speed and high spatial density parameter measurement using fiber optic sensing technology
EP3317513A1 (en) Method of measuring load on a wind turbine
EP2905224B1 (en) Rotor state sensor system
EP2593671A2 (en) Method and system for monitoring bending strain on wind turbine blades
Betz et al. Test of a fiber Bragg grating sensor network for commercial aircraft structures
CN112796957A (en) Method, device and equipment for detecting fan blade
CN110892148A (en) Determining blade bending moments using two load sensors per rotor blade and based on rotor data
RU2629615C1 (en) Device for indicating stall in helicopter rotor blades
RU2631557C1 (en) Method of determination in flight of bending stresses on rotor shaft of helicopter with torsional rotor head
CN107462352A (en) The fiber grating stick force sensor and measuring method of a kind of temperature self-compensation
Mao et al. The online monitoring system of transmission lines weight based on fiber sensing technology
US20200094952A1 (en) Method and a device for assisting the piloting of a hybrid rotorcraft having a lift rotor and at least one propulsion rotor generating thrust
CN103954227A (en) High-sensitivity real-time blade deflection monitoring scheme based on temperature matching
Ledyankin et al. Implementation of the Radiophotonic Method for Measuring Blade Deformations of a Helicopter Main Rotor Model
CN209745564U (en) Load testing device for wind turbine generator
Bardet et al. A contactless telemetry system for a contra-rotating open rotor test campaign
RU2681251C1 (en) Hinge moment of the rejected surface measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160305

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161220