[发明专利]一种风标式迎角传感器机身布局方法

说明书

本发明属于飞机大气传感器领域，公开了一种风标式迎角传感器机身布局方法，采用计算流体力学的方法计算飞机机身周围的速度分布，计算状态为巡航迎角和中等迎角，侧滑角为正负一定范围内；提取各计算状态，距离机身H高度的迎角分布；计算固定迎角、不同侧滑角状态的迎角分布的标准差，并显示标准差云图，查找标准差最小的区域，作为迎角传感器的布置备选区域；协调其它传感器的布置，结合结构设计限制等其他因素在布置备选区域内确定若干初选位置，开展进一步验证，确定校线，再取点作为风标式迎角传感器的机上安装位置。相对现有方法，本方法高效、准确，并且可筛选的区域范围大。

技术领域

本发明属于飞机大气传感器领域，涉及一种风标式迎角传感器的布局方法。

背景技术

风标式迎角传感器是测量飞行迎角的重要设备，广泛的应用于各种民用航空机型。风标式迎角传感器主要由风标叶片、转轴和霍尔元件组成，风标叶片置于飞机体外，通过风标的转动角度测量安装位置的气流偏角，根据安装位置的气流偏角与飞机的飞行迎角的关系，获得飞机的真实迎角。风标应该布置在飞机的合适部位，以便于准确的、无歧义的测量飞行迎角，并且具有一定的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是：为了解决上述问题，本发明提出一种风标式迎角传感器机身布局方法，为飞机迎角传感器的安装位置选择提供依据。

本发明的技术方案是：

一种风标式迎角传感器机身布局方法，采用计算流体力学的方法计算飞机机身周围的速度分布，计算状态为巡航迎角和中等迎角，侧滑角为正负一定范围内；提取各计算状态，距离机身H高度的迎角分布Φ；计算固定迎角、不同侧滑角状态的迎角分布Φ的标准差，并显示标准差云图，查找标准差最小的区域，作为迎角传感器的布置备选区域；协调其它传感器的布置，结合结构设计限制等其他因素在布置备选区域内确定若干初选位置，开展进一步验证，确定校线，再取点作为风标式迎角传感器的机上安装位置。

进一步的，所述风标式迎角传感器设置在机身侧面。该区域的气流迎角随飞行迎角变化的敏感性高且单调。

进一步的，具体采用CFD方法筛选布局区域。采用该方法可以快速筛选大面积区域，确保不会漏选区域。

进一步的，利用偏离机身表面H高度的当地迎角模拟风标真实偏转，其中 H等于1/2风标叶片展长。只需要采用一套网格进行计算，同时避免模拟风标运动，计算效率高。

进一步的，根据不同侧滑角的标准差，判断受侧滑角影响的敏感程度，筛选影响小的区域。采用标准差可以将多状态数据综合到单一状态数据，便于云图显示分析，可以直观找到侧滑角影响小的区域。

进一步的，在布置备选区域内初选位置后，采用风洞试验或仿真分析确定校线，校线要求线性度好，且斜率大于1，确保鲁棒性。线性度好有助于简化修正模型，降低修正难度，斜率大于1可以减小由于风标式迎角传感器自身测量误差造成的精度影响。

进一步的，其具体过程如下：

步骤一，开展CFD仿真，模拟状态为：飞行迎角0度和中等迎角，迎角对应的侧滑角范围为-15度～15度，间隔不大于5度；通过CFD仿真，获得所有 CFD网格点上的速度场分布特性(Vx，Vy，Vz)，其中Vx为机身轴线方向速度，Vy为机翼展向速度，Vz为竖直方向速度；

步骤二，针对步骤一中描述的计算状态，分别提取距离机身H高度曲面上的速度分布(Vx，Vy，Vz)，并计算出迎角分布Φ，按照网格点输出成对应的文本文件；

步骤三，根据步骤二的得到的文本文件，计算固定迎角、N个不同侧滑角状态的迎角分布φ_k(k＝1..N)的标准差分布σ；

步骤四，显示标准差云图，查找标准差σ较小的区域；

步骤五，初步选择一系列满足条件的点，开展进一步的安装协调等工作；