不知道大家对直升机的空速和角度传感器了解多少。这些传感器是直升机飞行控制系统和飞行员感知状态的关键组成部分,直接关系到飞行安全和性能。 它们可以分为两类,即空速传感器和角度/姿态传感器。 空速传感器的主要任务是测量直升机相对于周围空气的运动速度。注意,这不是相对于地面的速度,尤其是在有风的情况下,两者会有显著差异。 空速传感器的核心部件是空速管(皮托管),这是最经典、最核心的空速测量装置。通常安装在机头、旋翼桅杆顶或机翼前缘等气流干扰最小的地方。管口正对来流方向,感受气流的全压(动压 + 静压)。 简单来讲,全压和静压通过管路被引导到空速表内的一个精密膜盒(膜盒压力计)。 空速 = 动压的函数。而动压 = 全压 - 静压。动压越大,说明空气流速越快,空速也就越大。 空速表直接读出的数值。它是基于国际标准大气海平面密度计算出的速度,是飞行员判断飞机性能(如失速速度)的最关键依据。 由于直升机会在高纬度、高海拔地区执行任务,低温会导致空速管管口结冰,会堵塞管路,导致空速表读数失效,这是非常危险的。因此,大多数直升机都配备空速管加温系统。 再说一下角度和姿态传感器,他们用于测量直升机在三维空间中的方向、倾斜和转动,是自动驾驶仪和增稳系统的核心。 现代直升机通常使用高度集成的AHRS 或 IMU,它们包含了多种传感器,通过数据融合算法提供精确、稳定的姿态和航向信息。 他们包括陀螺仪、光学陀螺、MEMS陀螺、加速度计、磁力计(电子罗盘)等设置,这些传感器共同工作,测量出以下几个关键角度, 俯仰角:直升机机头向上或向下的角度。 横滚角:直升机向左或向右倾斜的角度。 偏航角/航向:直升机机头所指的方向(相对于磁北或真北)。 迎角:虽然不常用主旋翼的AOA,但尾桨相关,在一些先进直升机上,会安装迎角传感器,它像一个小的风向标,测量气流与参考线的夹角。这对于警告接近失速状态,尤其是在前飞和转弯时至关重要。 简单来说,空速和角度传感器是直升机感知自身与环境关系的“眼睛”和“内耳”,它们提供的实时数据是飞行员和自动化系统做出正确决策、确保飞行安全的基础。
