攻角傳感器AOA和側滑角AOS原理和分類

概述

攻角傳感器AOA和側滑角AOS原理和分類：飛行器的攻角是指機翼弦線與遠前方來流的夾角，攻角的大小與升力的大小直接相關，與飛行安 全也密切相關。測滑傳感器一般位于飛機的機腹,原理類似于攻角角傳感器。
攻角傳感器AOA和側滑角AOS原理和分類的定義：攻角傳感器（AOA,α，也叫迎角，迎角傳感器）和側滑角傳感器（AOS,β)。攻角傳感器是測量飛行器攻角的裝置，又稱迎角傳感器。攻角大小與飛機的升力和阻力密切相關。攻角信號可直接指示，供駕駛員觀察。在大氣數據計算機中，攻角傳感器的輸出經補償計算后變?yōu)檎鎸?/span>迎攻角，用于靜壓源誤差修正（見空速管）,并可把此信號輸給儀表顯示和失速警告系統。當實際攻角接近臨界攻角而使飛機有失速的危險時，失速警告系統即發(fā)出各種形式的告警信號。在飛行控制系統中常引入攻角信號來限制*大法向過載。攻角傳感器信號還用于油門控制系統。飛行中攻角的測量非常重要,攻角傳感器大多裝在機身兩側,戰(zhàn)斗機有些裝在空速管上，攻角傳感器測到的迎角被送到如飛行控制計算機,如果攻角大于臨界迎角的93%，就發(fā)出告警，提示飛行員頂桿。

攻角大小與飛機的空氣動力密切相關。飛機的升力與升力系數成正比；阻力與阻力系數成正比。升力系數和阻力系數都是攻角的函數。在一定范圍內，攻角越大，升力系數與阻力系數也越大。但是，當迎角超過某一數值（稱為臨界迎角），升力系數與阻力系數反而減小。這時飛機就可能失速。

因此，攻角是重要的飛行參數之一，飛行員必須使飛機在一定的攻角范圍內飛行。所以有的飛機有一塊專門指示攻角的儀表—迎角表。有的飛機還有失速警告系統。當實際迎角接近臨界攻角而使飛機有失速的危險時，失速警告系統立即發(fā)出各種形式的告警信號。

    對于固定翼飛機，機翼的前進方向(相當與氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾角叫攻角，也稱為迎角，它是確定機翼在氣流中姿態(tài)的基準。對于直升機和旋翼機，攻角的表示方法與固定翼飛機略有不同，它是指與前進方向垂直的軸和旋翼的控制軸之間的夾角。有了這個夾角，氣流掠過機翼就會在上下翼面造成壓力差（但是這是有前提條件的，就是要保證上翼面的的氣流不分離），機翼產生升力，托舉飛機起飛。

如果機翼的攻角大到了一定程度，機翼相當于在氣流中豎起的平板，由于角度太大，繞過上翼面的氣流流線無法連貫，會發(fā)生分離，同時受外層氣流的帶動，向后下方流動，*后就會卷成一個封閉的渦流，叫做分離渦。像這樣旋轉的渦中的壓力是不變的，它的壓力等于渦上方的氣流的壓力。所以此時上下翼面的壓力差值會小很多，這樣機翼的升力就比原來減小了。到一定程度就形成失速，對應的機翼迎角叫做“失速迎角”或“臨界迎角”。

失速臨界迎角

攻角傳感器AOA和側滑角AOS原理和分類：

1-風標式攻角傳感器（迎角傳感器,AOA）和側滑角傳感器（AOA）

風標式迎角傳感器AOA和側滑角傳感器AOS

風標式攻角傳感器（迎角傳感器，AOA）和側滑角傳感器（AOS）由對稱剖面的翼型葉片（即風標）、轉軸、角度變換器、配重等部分組成。分單風標與雙風標兩種，后者是迎角和側滑角的組合傳感器。單風標式迎角傳感器多裝于飛機側面，而雙風標式傳感器常與空速管組合在一起，安裝在機頭前的支桿上，由于遠離機頭，處于較平穩(wěn)的氣流中，感受飛機迎角比較準確。風標式迎角傳感器的結構比較簡單，工作可靠，但對翼型剖面的加工和表面光潔度的要求很高。

風標式攻角傳感器（迎角傳感器，AOA）和側滑角傳感器（AOS）的風標一般連接電位計或霍爾傳感器進行電信號輸出，測量的攻角與電信號成線性關系。

2-五孔探針壓差比攻角傳感器（迎角傳感器，AOA）和側滑角傳感器（AOS）

五孔空速管（壓差比）攻角傳感器和側滑角傳感器的架構比較簡單，主要包括用來測量各種壓力的半球形或圓錐五孔探頭、安裝在機身的傳感器支撐部分以及連接探頭和支撐部分的來接部分。若干氣動管路貫穿探頭、連接部分和支撐部分傳導壓力，差壓傳感器將壓力信號轉換為電信號，通過公式，計算出攻角（迎角）和側滑角。

 

3-壓差歸零式攻角傳感器（迎角傳感器,AOA）和側滑角傳感器（AOS）

 

由探頭、槳葉、氣室和角度變換器等部分組成（見圖）。探頭是一個在中心線兩邊對稱開有兩排氣孔的圓錐體，其內部有一中間隔板。圓錐體與空心軸剛性連接，在空心軸上固定著槳葉和角度變換器的活動部件。零壓式迎角傳感器安裝在機身或機頭側面，探頭旋轉軸垂直于飛機對稱面，并使進氣口A、B的對稱面與翼弦方向平行。零壓式迎角傳感器有較好的阻尼，輸出的電信號比較平穩(wěn),精度也很高(可達0.1°)。傳感器中只有錐形探頭（約10厘米長）露在飛機蒙皮之外，對飛機造成的附加阻力極小。但傳感器結構比較復雜，裝配精度要求較高。

攻角傳感器AOA和側滑角AOS分類和原理及安裝位置誤差

由于在運動物體周圍的自由氣流受到擾動，迎角傳感器不可能測得準確的真實迎角，這類誤差稱為位置誤差。零壓式迎角傳感器的安裝部位不能遠離機體，其位置誤差較嚴重。當安裝位置確定后，位置誤差與飛行馬赫數緊密相關，這種關系可通過風洞實驗和實際試飛確定，以便在大氣數據計算機中通過計算進行補償。

五孔空速管迎角傳感器AOA 和攻角傳感器AOS 的優(yōu)點

1、與傳統的風標迎角傳感器相比，五孔空速管測量迎角和攻角時沒有內在摩擦和遲滯。風標式電位計都有內在的摩擦。在低空速的情況下，由于受到的推力很小，風標不能移動到正確的位置。在更高空速情況下，風標也存在相當大的遲滯。五孔空速管壓差比迎角傳感器和側滑角傳感器可以在非常低的空速下測量迎角和側滑角。

5、五孔空速管上攻角傳感器和側滑角傳感器，沒有移動的部件。相比沒有運動部件的系統，移動部件（風標）的可靠性是始終較低。 

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