[发明专利]直升机二轴式空速检测系统

说明书

技术领域

本发明是用于测量直升机空速的空速传感器系统，能够准确、可靠地测量直升机空速的大小和方向。主要应用在航空航天、直升机和无人机等技术领域。

背景技术

准确地测量前飞或后飞的空速对于直升机的安全飞行相当重要。然而由于目前直升机通常采用空速管测量空速，其只能测量前飞速度，而不能测量后飞速度，在实际飞行中造成不便及隐患。此外，传统的空速需要空速管和侧滑传感器分别测量。此外，直升机流场复杂，飞行速度低，使得空速的测量十分困难。

本发明利用4个正交排列的气压计，通过检测直升机飞行过程中沿机身纵轴和横轴方向形成的气压差，可以测量空速的大小和方向，并能同时测量前飞速度、侧滑速度和侧滑角。本发明安装在机身下方，可避免旋翼下洗流的直接冲击。此外，由于本发明采用实际测试数据校正空速传感器算函数，可以提前计入并避免复杂流场的影响。本发明的优点在于：可以同时测量空速的大小和方向，重量轻，体积小，测量精确，结构简单，可靠性高；此外，由于该空速传感器体积小，可以很方便地安装在直升机尤其是无人直升机)的下方，不会对飞行造成影响

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量直升机空速大小和方向的空速传感器。

本发明的特征在于，含有：一个飞碟形外壳以及集成于所述飞碟形外壳内的微处理器，以及前侧、后侧、左侧和右侧四组测量单元，每组测量单元由一个其进气口伸出并固定于所述飞碟形外壳边缘的气压管，以及一个套接于所述气压管出气口的气压计组成，其中：

飞碟形外壳，安装在直升机下方，其纵轴与直升机的机身纵轴平行，其横轴与直升机的机身横轴平行；

四个测量单元，沿所述飞碟形外壳内的纵轴和横轴分布，其中，所述前侧测量单元和后侧测量单元沿所述飞碟形外壳的纵轴前后对称排列，并分别与所述直升机前飞方向和后飞方向对应；所述左侧测量单元和右侧测量单元沿所述飞碟形外壳的横轴左右对称排列，并分别与所述直升机左飞方向和右飞方向对应；

微处理器，是一个数据处理器，位于所述四组测量单元的中心，该微处理器的四个AD转换端口分别连接四个所述气压计的输出端口，从而分别从各个所述气压计测量得到前侧、后侧、左侧和右侧四个方向上的气压值p_前、p_后、p_左和p_右，并根据下式分别计算所述直升机的前向速度V_x和横向速度V_y，其中V_x沿机身纵轴，向前为正；V_y沿机身横轴，向右为正：

V_x＝f_x(p_前-p_后)，

V_y＝f_y(p_左-p_右)，

其中，f_x是所述直升机沿纵轴的空速函数表，f_y是所述直升机沿横轴的空速函数表，f_x和f_y由事先的实验测量得到；

所述直升机的空速矢量V由下式计算得到：

V＝|V|∠β，其中|V|为空速大小，β为侧滑角，且有：

|V|=Vx2+Vy2β=tan-1(Vy/Vx).]]>