CN112208782A - 失速探测器、电子-气动式失速告警系统及通用飞机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种失速探测器、电子‑气动式失速告警系统及通用飞机。一种用于安装到飞机的机翼上的失速探测器包括：风标叶片，从机翼前缘伸出，在机翼的上翼面与下翼面之间的压差作用下向机翼的上翼面方向摆动；固定衬板，设置在机翼前缘表面，所述固定衬板具有限位开口，所述风标叶片通过所述限位开口伸出；加温组件，设置在机翼内，与所述风标叶片和所述固定衬板电连接，用于给所述风标叶片和所述固定衬板加温。根据本申请实施例的失速探测器探测失速更加灵敏快速。

Description

失速探测器、电子-气动式失速告警系统及通用飞机

技术领域

本申请涉及通用飞机技术领域，具体而言，涉及一种失速探测器、电子-气动式失速告警系统及通用飞机。

背景技术

在危及飞行安全的各种因素中，失速一直是对飞行安全的重要影响因素之一。飞机失速是飞机迎角超过临界迎角，机翼升力面出现严重的气流分离，导致飞机升力骤然下降，阻力急剧增大的现象。伴随着飞机失速，还会出现非指令性的转动，如机翼下坠、机头上仰、俯仰震荡等现象。许多飞行事故都是由于进入失速引起的。

失速告警是飞机在接近失速时向飞行员发出告警信息，其目的是为了在失速告警和真实失速之间提供一个充裕的保护范围，及时提醒飞行员或飞控系统操纵飞机，使飞机迅速恢复到正常状态，不致使飞机进入失速状态，从而保证飞行安全。

当前通用飞机失速告警系统均使用气动式告警方式。在机翼前缘或者空速管前缘设计有进气小孔，通过管路连接舱内气动喇叭。当飞机迎角逐渐增大到一定程度，接近失速时，机翼上表面气流形成漩涡，涡流不再紧贴机翼表面，而是滚转离去，造成机翼上表面形成低压，低压围绕机翼前缘向前移动。这一低气压在失速告警孔附近产生了一个差压，该压差从失速告警孔中吸出空气。机翼前缘气流负压通过管路传导到前舱气动喇叭，驱动气动喇叭发出音响告警。为克服机翼前缘气流负压通过管路传导到前舱气动喇叭，机翼前缘需要产生相对较大的负压，这将造成传统气动式失速告警系统存在失速告警延迟问题。因此，在设计飞机气动式失速告警系统时，往往需要预留较多的失速余量来补偿气动式失速告警延迟问题，这种设计方法将造成飞机机动性能的降低。

因此，需要一种可以提高告警的时效性的失速告警系统。

在所述背景技术部分，公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。

发明内容

本申请旨在提供一种电子-气动式失速告警系统及其制备方法，能够实现高灵敏度和高信噪比的性能要求。

根据本申请的一方面，提出一种失速探测器，包括：

风标叶片，从机翼前缘伸出，在机翼的上翼面与下翼面之间的压差作用下向机翼的上翼面方向摆动；

固定衬板，设置在机翼前缘表面，所述固定衬板具有限位开口，所述风标叶片通过所述限位开口伸出；

加温组件，设置在机翼内，与所述风标叶片和所述固定衬板电连接，用于给所述风标叶片和所述固定衬板加温。

根据一些实施例，所述风标叶片包括航空铝或铜。

根据一些实施例，固定衬板包括航空铝或铜。

根据一些实施例，失速探测器还包括：失速告警电路，包括控制开关，所述风标叶片向机翼的上翼面方向摆动到预定位置时触发所述控制开关，从而触发所述失速告警电路发出告警电信号。

根据一些实施例，所述控制开关闭合时，所述失速告警电路的接地回路导通。

根据一些实施例，所述失速告警电路还包括：第一传输线路，通过所述控制开关向设置在通用飞机的驾驶舱的音频发生器提供地信号；和/或第二传输线路，通过所述控制开关向通用飞机的航电综合系统提供地信号。

根据一些实施例，所述控制开关包括微动开关。

根据一些实施例，所述加温组件包括：

电路板；

加温导线，设置在所述电路板上，将所述风标叶片和所述固定衬板连接到机载电源从而向所述风标叶片和所述固定衬板提供加热功率。

根据一些实施例，所述控制开关设置在所述电路板上；所述风标叶片通过转轴组件固定在所述电路板上。

根据本申请的另一方面，提供一种电子-气动式失速告警系统，包括：

前面任一项所述的失速探测器；

音频发生器，连接到所述失速告警电路，从而在所述失速告警电路被触发后发出音频告警。

根据本申请的另一方面，提供一种通用飞机，包括前述电子-气动式失速告警系统。

根据一些实施例，通用飞机还包括橡胶垫，设置在所述失速探测器的固定衬板与所述通用飞机的机翼之间。

根据一些实施例，通用飞机还包括综合航电系统，采集来自所述失速告警电路的电信号，从而在所述失速告警电路被触发后在飞行显示器上显示告警信息。

根据本申请的一些实施例，通过伸出机翼前缘的风标叶片感受机翼前缘气流变化，片状失速探测较传统的风口式能够更快速响应机翼前缘的负压，探测失速状态较传统方法更快速、灵敏。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的组成及安装示意图。

图2示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的电气原理图。

图3示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的固定衬板的示意图。

图4示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的风标叶片的设置示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请提出一种新的适用于通用飞机的电子-气动式失速警告系统，可以解决现有通用飞机失速警告方式存在的延时问题和无目视告警功能。根据本申请实施例的电子-气动式失速警告系统包括失速探测器和音频发生器。

根据本申请的技术构思，通过伸出机翼前缘的风标叶片感受机翼前缘气流变化，片状失速探测较传统的风口式能够更快速响应机翼前缘的负压，探测失速状态较传统方法更快速、灵敏。此外，失速探测器感受失速状态翼面压差，输出电信号驱动音频发生器代替传统的气动喇叭，告警更加灵敏、可靠。

下面将参照附图，对根据本申请实施例的电子-气动式失速告警系统进行详细说明。

图1示出根据本申请示例实施例的失速探测器的组成及安装示意图。

参见图1，示例实施例的根据失速探测器包括风标叶片110、固定衬板120和加温组件130。

如图1所示，风标叶片110从机翼前缘1802伸出，在机翼180的上翼面1801与下翼面1803之间的压差作用下向机翼的上翼面1801方向摆动。

根据示例实施例，所述风标叶片110包括航空铝或铜。

根据一些实施例，风标叶片110为矩形片，例如1*3cm的矩形片，但本申请不限于此。

根据示例实施例，风标叶片110伸出机翼前缘1802，并可随气流上、下摆动，感受机翼前缘1802处的气流变化。

飞机正常状态下，风标叶片110轻微摆动。当飞机接近失速状态时，受机翼前缘上、下表面压差作用，风标叶片110向机翼180的上翼面1801方向摆动到预定位置时可触发控制开关(参见图2)，接通失速探测器内部失速告警电路，从而触发失速告警电路发出告警电信号，如后面将参照图2详细描述的。

固定衬板120设置在机翼前缘1802表面，所述固定衬板120具有限位开口1202，所述风标叶片110可通过所述限位开口1202伸出。限位开口1202可对风标叶片110的摆动进行限位。

根据示例实施例，所述固定衬板120包括航空铝或铜。

根据一些实施例，固定衬板120展开时可具有大约4*8cm的矩形形状，但本申请不限于此。

加温组件130设置在机翼180内，与所述风标叶片110和所述固定衬板120电连接，用于给所述风标叶片110和所述固定衬板120加温。

根据示例实施例，加温组件130可包括电路板1302以及设置在电路板1302上的加温导线1304。加温导线1304将所述风标叶片110和所述固定衬板120连接到机载电源230从而向所述风标叶片110和所述固定衬板120提供加热功率(参见图2)。

加温组件130可给固定衬板120和风标叶片110提供加温，防止机翼前缘1802结冰导致风标叶片110无法正常上下摆动，造成失速警告系统失效。

下面介绍根据本申请实施例的失速探测器的工作原理。

当飞机迎角逐渐增大到一定程度而接近失速状态时，靠近机翼翼面附近的气流在绕过上翼面时,由于自身粘性的作用,流速会减慢。而上游尚未减速的气流仍然源源不断地流过来,减速了的气流就成为了阻碍。最后气流将从表面抬起进入外层的绕流，受外层气流的带动,向后下方流动,最后就会卷成一个封闭的分离涡。机翼上表面气流形成漩涡，涡流不再紧贴机翼表面，而是滚转离去，造成机翼上表面形成低压，低压围绕机翼前缘向前移动。飞机接近失速状态，飞机机翼上、下翼面将形成强气流分离。失速探测器安装在飞机机翼前缘，与飞机机翼融为一体，能感受上、下翼面压差变化。飞机机翼上、下翼面强气流分离导致的压差推动风标叶片110向上摆动。风标叶片110向上摆动可接通失速警告线路，发出音响告警。风标叶片较传统的风口式能够更快速响应机翼前缘的负压，探测失速状态较传统方法更快速、灵敏。另外，失速探测器感受失速状态翼面压差，输出电信号驱动音频发生器代替传统的气动喇叭，告警更加灵敏、可靠。

图2示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的电气原理图。

参见图2，失速探测器的失速告警电路包括控制开关S。根据实施例，所述风标叶片110向机翼的上翼面方向摆动到预定位置时触发所述控制开关S，从而触发所述失速告警电路发出告警电信号。例如，控制开关S闭合时，所述失速告警电路的接地回路导通。所述控制开关S可以包括微动开关，但本申请不限于此。

根据示例实施例，所述控制开关S设置在所述电路板1302上，风标叶片110通过可转动地设置在所述电路板1302上，从而风标叶片110的摆动可容易地触发控制开关S。根据示例实施例，所述风标叶片110可通过转轴组件410固定在所述电路板130上，如图4所示。

如图2所示，所述失速告警电路可包括第一传输线路L1和第二传输线路L2。第一传输线路L1可通过所述控制开关S向设置在通用飞机的驾驶舱的音频发生器210提供地信号，从而触发音频发生器210发出音响告警。音频发生器210可以为小型扬声器(喇叭)。第二传输线路L2可通过所述控制开关S向通用飞机的航电综合系统提供地信号，使得飞机综合航电系统220根据采集到的地信号，在飞行显示器上显示“STALL”警告字符，为飞行员提供视告警方式。这样，可通过音频和目视两种告警方式，提示飞行员驾驶飞机改出当前不利状态。

图3示出根据本申请示例实施例的电子-气动式失速告警系统的固定衬板的示意图。

如图3所示，固定衬板120具有限位开口1202，风标叶片110可通过所述限位开口1202伸出。限位开口1202具有高于固定衬板120平面的限位侧壁，从而可以对风标叶片110的摆动进行限位，避免过度摆动损坏风标叶片110或损坏控制开关S。易于理解，限位侧壁与固定衬板120可为一个整体。

根据示例实施例，还提供一种电子-气动式失速告警系统，可包括前述失速探测器以及如图2所示的音频发生器210。音频发生器210可位于飞机驾驶员附近。

音频发生器210可连接到失速探测器的失速告警电路，从而在所述失速告警电路被触发后发出音频告警。这样，当飞机机翼上、下翼面强气流分离导致的压差推动风标叶片110向上摆动触发控制开关从而接通失速警告线路时，失速警告线路输出电信号驱动音频发生器产生音频告警。与传统的气动喇叭相比，根据本申请实施例的告警方案更加灵敏、可靠。

根据示例实施例，还提供一种通用飞机，其可包括前述根据示例实施例的电子-气动式失速告警系统。根据示例实施例的电子-气动式失速告警系统包括前述失速探测器，安装在飞机机翼前缘，与飞机机翼融为一体，能感受上、下翼面压差变化。飞机机翼上、下翼面强气流分离导致的压差推动风标叶片向上摆动，从而触发失速警告线路，发出音响告警。因此，根据本申请示例实施例的通用飞机在可能发生失速时能够获得更高时效的失速警告，从而提醒飞行员或飞控系统操纵飞机，使飞机迅速恢复到正常状态，不致使飞机进入失速状态，从而保证飞行安全。

根据一些实施例，通用飞机的综合航电系统可采集来自所述失速告警电路的电信号，从而在所述失速告警电路被触发后在飞行显示器上显示告警信息。例如，飞机综合航电系统根据采集到的地信号在飞行显示器上显示“STALL”警告字符，为飞行员提供视告警方式。这样，可通过音频和目视两种告警方式，提示飞行员驾驶飞机改出当前不利状态，进一步提高告警时效性。

根据一些实施例，所述失速探测器的固定衬板与所述通用飞机的机翼之间可设置橡胶垫，从而保证固定衬板与飞机翼面贴合良好。此外，橡胶垫可用作绝热垫，防止加温的热量通过机翼散失。

根据一些实施例，固定衬板和橡胶垫可通过固定螺钉或铆钉固定在机翼上。固定衬板和风标叶片表面可涂覆黑漆，以避免侵蚀。

以上对本申请实施例进行了详细描述和解释。应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

通过对示例实施例的描述，本领域技术人员易于理解，根据本申请实施例的技术方案至少具有以下优点中的一个或多个。

根据本申请的一些实施例，通过伸出机翼前缘的风标叶片感受机翼前缘气流变化，片状失速探测较传统的风口式能够更快速响应机翼前缘的负压，探测失速状态较传统方法更快速、灵敏。

根据本申请的一些实施例，通过利用风标叶片触发控制开关，从而触发告警电路，改善了失速探测方式和失速告警驱动方式的灵敏性和可靠性。与传统的风口式失速告警方式相比，根据本申请实施例的风标叶片与控制开关结合的探测方式能够快速响应机翼前缘的负压，较传统方法更快速、灵敏。

根据一些实施例，电气-气动式失速警告系统增加了失速状态目视告警功能，失速状态信号通过告警信息的方式能实时显示在综合航电系统的飞行显示器上，提供飞行员目视告警功能，进一步增强告警的可靠性。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种失速探测器，用于安装到飞机的机翼上，其特征在于，包括：

风标叶片，从机翼前缘伸出，在机翼的上翼面与下翼面之间的压差作用下向机翼的上翼面方向摆动；

固定衬板，设置在机翼前缘表面，所述固定衬板具有限位开口，所述风标叶片通过所述限位开口伸出；

加温组件，设置在机翼内，与所述风标叶片和所述固定衬板电连接，用于给所述风标叶片和所述固定衬板加温。

2.根据权利要求1所述的失速探测器，其特征在于，所述风标叶片及所述固定衬板包括航空铝或铜。

3.根据权利要求1所述的失速探测器，其特征在于，还包括：

失速告警电路，包括控制开关，所述风标叶片向机翼的上翼面方向摆动到预定位置时触发所述控制开关，从而触发所述失速告警电路发出告警电信号。

4.根据权利要求3所述的失速探测器，其特征在于，所述控制开关闭合时，所述失速告警电路的接地回路导通。

5.根据权利要求4所述的失速探测器，其特征在于，所述失速告警电路还包括：

第一传输线路，通过所述控制开关向设置在通用飞机的驾驶舱的音频发生器提供地信号；和/或

第二传输线路，通过所述控制开关向通用飞机的航电综合系统提供地信号。

6.根据权利要求3所述的失速探测器，其特征在于，所述加温组件包括：

电路板；

加温导线，设置在所述电路板上，将所述风标叶片和所述固定衬板连接到机载电源从而向所述风标叶片和所述固定衬板提供加热功率。

7.根据权利要求6所述的失速探测器，其特征在于：

所述控制开关设置在所述电路板上；

所述风标叶片通过转轴组件固定在所述电路板上。

8.一种电子-气动式失速告警系统，其特征在于，包括：

根据权利要求3-7中任一项所述的失速探测器；

音频发生器，连接到所述失速告警电路，从而在所述失速告警电路被触发后发出音频告警。

9.一种通用飞机，其特征在于，包括：

根据权利要求8所述的电子-气动式失速告警系统。

10.根据权利要求9所述的通用飞机，其特征在于，还包括：

橡胶垫，设置在所述失速探测器的固定衬板与所述通用飞机的机翼之间。

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