風(fēng)洞中飛機(jī)攻角的測(cè)量

風(fēng)洞中飛機(jī)攻角的測(cè)量風(fēng)洞飛機(jī)模型攻角測(cè)量精度是風(fēng)洞數(shù)據(jù)的重要指標(biāo)之一.通常測(cè)量模型攻角的方法有水準(zhǔn)泡法、機(jī)械碼盤(pán)法、加速度計(jì)法等.測(cè)量精度一般低于0.05。,且數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、重復(fù)性較差，動(dòng)態(tài)結(jié)果還要大大折扣。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)一種適合于風(fēng)洞中動(dòng)態(tài)測(cè)角的方法，即利用計(jì)數(shù)干涉條紋確定模型的攻角。這種方法將激光角度傳感器固定于飛機(jī)模型上激光光源和探測(cè)器均置于風(fēng)洞外.保留了激光干涉計(jì)量的高靈敏度和高精度，又克服了激光干涉易受環(huán)境影響的不足。在士20。的測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量精度可達(dá)到0.005。。采用對(duì)稱(chēng)雙光束交疊照射角傳感器的方法,風(fēng)洞動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍由40。增加到76。；利用電子處理器計(jì)數(shù)干涉條紋，測(cè)角精度可達(dá)到0.005。。圖3大攻角測(cè)量光路系統(tǒng)攻角傳感器的種類(lèi)與重要性攻角傳感器是飛機(jī)重要的大氣數(shù)據(jù)傳感器之一，主要有兩種，壓差式攻角傳感器和風(fēng)標(biāo)式攻角傳感器。壓差式攻角傳感器目前在民用飛機(jī)上使用較少，但利用其測(cè)量原理的集成式大氣數(shù)據(jù)傳感器已在新研機(jī)型上得以應(yīng)用，如加拿大龐巴迪航空C系列飛機(jī)、巴西航空E系列飛機(jī)以及空中客車(chē)公司研制的A380飛機(jī)。而大部分飛機(jī)仍然采用風(fēng)標(biāo)式攻角傳感器，如波音公司的B737、B747、B787系列，以及空中客車(chē)公司的傳統(tǒng)機(jī)型A320、A330、A340系列等?，F(xiàn)代民用飛機(jī)的攻角傳感器不僅要為飛機(jī)飛行指示系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)等提供飛機(jī)攻角數(shù)據(jù)，更為重要地，還要為飛機(jī)失速保護(hù)系統(tǒng)或者高攻角保護(hù)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、可靠、即時(shí)的飛機(jī)攻角數(shù)據(jù)。如果攻角傳感器不能為失速保護(hù)系統(tǒng)或高攻角保護(hù)系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的攻角信息，將可能使飛機(jī)由于失速而發(fā)生災(zāi)難性后果。由此可見(jiàn)攻角傳感器所提供飛機(jī)攻角數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性將直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行安全。攻角與垂尾抖振間的關(guān)系現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)在做超機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，要求能在較長(zhǎng)時(shí)間里處于大攻角狀態(tài)。大攻角性能可通過(guò)三角翼前緣、外鈑、機(jī)翼前緣擴(kuò)展部分、鴨翼等部件提供的渦升力和最大攻角的增大而顯著的提高,而且當(dāng)這些分離渦帶著氣流掠過(guò)垂尾時(shí)還可維持飛機(jī)的穩(wěn)定性。然而，在有些情況下，分離渦在未到達(dá)垂尾之前就發(fā)生破裂,形成高度紊亂、旋轉(zhuǎn)的非定常尾渦流,使垂尾浸泡在尾渦流中。如果這種尾渦流的頻帶覆蓋了垂尾的某一階或幾階模態(tài)的固有頻率會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的垂尾抖振現(xiàn)象。70年代，一些高性能雙垂尾飛機(jī)在服役不久（不足3個(gè)月），就發(fā)現(xiàn)在多次大攻角飛行后，垂尾發(fā)生了疲勞斷裂,究其原因是垂尾抖振引起的。駕駛中抖振攻角的測(cè)量與預(yù)防措施所謂深失速，就是飛機(jī)失速后，迎角自動(dòng)增大，到遠(yuǎn)超過(guò)臨界迎角的某一迎角被緊鎖，前進(jìn)速度急劇減少，下沉速度急劇增大的一種失速狀態(tài)。被緊鎖的迎角，稱(chēng)為深失速迎角，該角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于臨界迎角。由于深失速狀態(tài)是危險(xiǎn)、失控的，可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡，造成非常嚴(yán)重的后果。因此，為了預(yù)防進(jìn)入深失速，許多飛機(jī)上都有防止措施。一些飛機(jī)安裝有皮托管和攻角傳感器的裝置，當(dāng)飛機(jī)攻角達(dá)到或接近抖振攻角時(shí)，就會(huì)通過(guò)燈光和聲響來(lái)警告駕駛員。還有不少飛機(jī)裝有“抖桿器二當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入抖振狀態(tài)時(shí)，駕駛桿會(huì)自動(dòng)抖動(dòng)，提醒駕駛員調(diào)整飛行姿態(tài)以避免進(jìn)入深失速，駕駛員感知到機(jī)翼自然抖動(dòng)后，需要盡快采取措施，推桿低頭。如果駕駛員收到警告后仍然沒(méi)有采取措施防止進(jìn)入深失速，飛機(jī)上還裝備有自動(dòng)推桿器”。即使在抖振后