Способ измерения температуры потока воздуха

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТ РЫ ПОТОКА ВОЗДУХА путем измерения давлений заторможенного и невозмущенного потока с помощью приемнико давлений и измерения перепада межд давлениями заторможенного и невозмущенного потоксэв, отличаю т . w,i щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения преимущественно на малых скоростях полета, пpиe 4ник давления заторможенного потока приводят в движение относительно летательного аппарата-с постоянной скоростью по окружности, измеряют давления заторможенного потока в двух диаметрально противоположных точках траектории движения приемника, измеряют первый и второй перепады давлений между давлениями заторможенного потока, измеренными в указанных точках траектории движения приемника, и давлением невозмущенного потока и по измеренным перепадам давлений и давлению невозмущеи- § нога потока определяют температуру потока воздуха как отношение давления невозмущенного потока к квгщрату суммы корней квадратных из перепадов давлений.

COOS СОВЕТСНИХ

МЦ Ф

РЕСПУБЛИК

g(50 G 01 K 13/02;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ GCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3376762/18-10 (22) 06.01.82 (46) 30 ° 01,84,Бюл. Р 4 (72) Г.Й.Клюев, Ю.B.Êoíoâàëoâ, Л.С.Кудрявцев, Г.Д.Мязин, С.A.Hèêîäüский, A.Ä.Ñîëoòîâ н Ю.A.Òåïàíîâ (53) 536. 55 (088. 8) (56) 1 ° Браславский Д.A., Логунов С.С., Пельпор Д. С. Авиационные приборы, М., Машиностроение, 1964, с. 184.

2. Боднер В.A.Àâèàöèîííûå приборы. М., Машиностроение, 1969, с. 357-,359. (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОТОКА ВОЭДуХА путем измерения давлений заторможенного и невозмущенного потока с помощью приемников давлений и измерения перепада между давлениями заторможенного и невоэмущенного потоков, о т л и ч а ю—,SU„„0434 A шийся тем, что, с целью повышения точности измерения преимуществен: но на малых скоростях полета, приемник давления заторможенного потока приводят в движение относительно летательного аппарата-с постоянной скоростью по окружности, измеряют давления заторможенного потока в двух диаметрально противоположных точках траектории движения приемника, измеряют первый и второй перепады давлений между давлениями заторможенного потока, измеренными в указанных точках траектории движения приемника, и давлением невозмущенного потока и по измеренным перепадам давлений и давлению невозмуцен- Я ного потока определяют температуру потока воздуха как отношение давления невоэмущенного потока к квадрату суммы корней квадратных из перепадов давлений.

1070434

Изобретение относится к измерительной технике может быть использовано в авиации для измерения тем.пературы воздуха за бортом летательного аппарата.

Известен способ измерения темпера; 5 туры воздуха, который оснонан на использовании известной зависимости изменения омического сопротивления металлического проводника от температуры (1). 30

Недостатки указанного способа— значительные ошибки в измерении температуры наружного воздуха, обусловленные, главным образом, торможением воздуха на чувствительном элементе (аэродинамический нагрев), а также лучистым нагревом чувствительного элемента. .Наиболее близким к предлагаемо му по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения температуры невозмущенного потока, основанный на измерении температуры заторможенного потока

Тя, давления заторможенного потока

Р и давления ненозмущенного пото- 25

R ка РН и последующем вычислении на основании уравнения теплосодержания температуры невозмущенного потока(2).

Недостатком известного способа является его низкая точность на от- 30 носительно небольших скоростях полета (ниже 300 км/ч), т.е. в диапазоне основных эксплуатационных скоростей, свойственных вертолетам и специальным летательным аппаратам.

В этом диапазоне скоростей .аэродинамический нагрев чувствительного элемента приемника температуры торможения незначителен и лучистый нагрев вносит большие искажения в измерение температуры заторможенного потока и, соответственно, в вычисление температуры невозмущенного потока.

Соответствующее влияние на точность вычисления температуры невозмущенного потока согласно известному способу измерения оказывают и ошибки восприятия и измерения давлений заторможенного и невозмущенного потока. Однако даже при точном измерении давлений заторможенного и не- 50 возмущенного потока точность измерения температуры невозмущенного потока не может быть выше точности измерения температуры заторможенного потока. 55

Цель изобретения — понышение точности измерения преимущественно при малых скоростях полета.

Для достижения поставленной цели согласно способу измерения темпера- 60 туры воздуха путем измерения давлений заторможенного и невозмущенного потока с помощью приемников давлений и измерения перепада между давлениями заторможенного и невозмущен- 65 ного потоков, приемник давления заторможенного потока приводят в движение относительно летательного аппарата с постоянной. скоростью по окружности, измеряют давления заторможенного потока в двух диаметрально противоположных точках траектории движения приемника, измеряют первый и второй перепады давлений между давлениями заторможенного потока, измеренными в указанных точках траектории движения приемника, и давлением невозмущенного потока и по измеренным перепадам давлений и давлению невозмущенного потока определяют температуру потока воздуха как отношение давления невозмущенного потока к квадрату суммы корней квадратных из перепадов давлений.

На фиг. l показаны связанные оси летательного аппарата Х„и Е„; на фиг. 2 — пример реализаций способа.

На фиг. 1 и 2 показаны вектор скорости V набегающего на летательный аппарат потока; точка М, характеризующая один из моментов движения приемника давления по траектории в потоке; точка М2, характеризующая другой момент движения приемника давления по траектории в потоке, геометрически т чка М симметрична точке N относительно центра осей

Х, Е „. Здесь Чц-шР скорость движения приемника давления относительно летательного аппарата; u) — угловая скорость; t — время; R — радиус окружности; Q - угол между скоростью V набегающего потока на ЛА и осью Х1.

Для определения температуры невозмущенного потока предлагаемым способом измеряют данление заторможенного потока в точке М« равное р -Р + — Ч+Чз (о +Ч 1 (1) где у„ — плотность невозмущенного потока на высоте Н; ныражение в квадратных скобках пред-, ставляет собой проекцию суммарного вектора скорости, набегающего на приемник потока воздуха, на касательную к траектории его движения.

Измеряют давление заторможенного потока в точке Мг, равное

Р =P + — jV Чз (Н +71 4)j =

В ° — г»

2 Н 2

Р„

=Р,+ (Ч,-Vs n(w(:„+VI), (2( измеряют давление невозмущенного потока Р ; измеряют первый перепад давлеийй между давлением Р„, измеренным в точке М„, и давлением невозмущенного потока Р

Ф

ЙР1= Р -P = (ч w((sin(wt +y() (3(1070434

5 (6) z

Ку

Составитель В.Агапова

Редактор С.Квятковская Техред О,Неце Корректор А.Ференц

Заказ 11666/40 Тираж 827 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Прое. тная, 4 измеряют второй перепад давлений между давлением Р«измеренным в точке

М, и давлением невоэмущенного потока Рн

2 (Ч - V Sin(wt„+VI) (4)

Ун и по сформированным перепадам А Р, dP@ и давлению .PII, используя известное уравнение газового состояния

P 10

Т;= — — i (5}

КН где R - удельная газовая постоянная определяют температуру невозмущенного потока 15

2ЧО .н

2 (pap + dp ) . Устройство содержит привод 1 пос- gp тсянной скорости вращения 4к, на валу которого смонтирована штанга 2, предназначенная для размещения на ее конце приемника 3 давления заторможенного потока с датчиком 4 давления и передачи с датчика 4 электрических сигналов на токосъемник 5.

В устройстве также предусмотрены синхронизатор б, предназначенный для Фиксации моментов диаметрально

;,противоположного расположения приемника 3 давления при движении по ,траектории, приемник с датчиком 7 давления невоэмущенного потока и вычислитель 8.

Устройство работает следующим образом.

Прн вращении штанги 2 приводом

1 B IIJIocKocTH потока с помощью при" емника У и датчика 4 давления заторможенного потока измеряется давление, величина которого определяется скоростью и направлением движения летательного аппарата, показанного здесь осями Х, Z„ è азимутальным положением приемника 3 (штанги 2) относительно связанных осей Х)

У1 летательного аппарата.

С датчика 4 через токосъемник 5 сигнал поступает на вычислитель 8.

Одновременно на вычислитель 8 посту- . пает сигнал с датчика 7 давления невоэмущенного потока. В вычисли-. теле 8 с помощью синхронизатора 6

Фиксируются два давления заторможенного потока, измеряемые датчиком 4, в диаметрально .,противоположных точках траектории движения приемника 3, фиксируются необходимые перепады давлений и вычисляется температура наружного воздуха в соответствии с приведенной зависимостью.

Предлагаемай способ не требует измерения температуры заторможенного потока, что повьиаает точность измерения по сравнению с известными способами.