攻角传感器的应用与分析

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1、第４３卷第６期航空计算技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３攻角传感器的应用与分析居后鸿，曾庆化，陆辰，万骏炜（南京航空航天大学自动化学院导航研究中心，江苏南京２１００１６）摘要：攻角是一种重要的机载大气数据信息，对攻角信息进行高精度的测量具有重要的意义。在介绍攻角传感器的基础上，重点介绍了四种常用的攻角传感器的结构、工作原理和应用情况，并在分析各种传感器的优点以及局限后，对攻角传感器进行说明和总结，最后展望了今后攻角传感器的发展方向。关键词：攻角；风标式攻角传感器；

2、归零压差式攻角传感器；压差比传感器中图分类号：Ｖ２４１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘０１１８桘０４ApplicationandAnalysisofAngle桘of桘AttackSensorsＪＵＨｏｕ桘ｈｏｎｇ，ＺＥＮＧＱｉｎｇ桘ｈｕａ，ＬＵＣｈｅｎ，ＷＡＮＪｕｎ桘ｗｅｉ（CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１００１６，China）Abstract：Ａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｉｓｏｎ

3、ｅｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔａｉｒｂｏｒｎｅａｉｒｄａｔａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉ-ｃａｎｃｅｔｏｍｅａｓｕｒｅａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒｓ，ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｆｏｕｒｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ桘ｕｓｅｄａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒｓ，ｇｉｖｅｓｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄｓｕｍｍａｒｙｏｆａｎｇｌｅｏ

4、ｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆａｎｇｌｅｏｆａｔ-ｔａｃｋｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄｔａｋｅｓａｆｏｒｅｃａｓｔｏｆａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｔｌａｓｔ．Keywords：ａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ；ｖａｎｅｔｙｐｅａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒ；ｎｕｌｌ桘ｓｅｅｋｉｎｇａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒ；ｄｉｆｆｅｒ-ｅｎｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｓｅｎｓｏｒ引言定依赖于专门测量攻

5、角的传感器。比如：采用虚拟大气数据系统结合ＩＮＳ、ＧＰＳ和飞控系统等提供的信息，攻角被定义为飞机翼弦与相对风速之间的夹［１］通过空速、姿态角以及其他飞行参数也可以获得攻角角，是重要的大气数据之一，对其进行有效地测量十［７－８］［２－３］信息。在风洞实验中获得攻角的方法除了通常的分重要，飞机的火力控制系统、巡航控制系统以及风标攻角传感器之外，还可以利用伺服加速度传感器、失速警告系统都离不开飞机的攻角信息。攻角可以校［９－１０］电子倾角传感器、光学设备等测量攻角。与攻角正静压和动压，而静压和动压进一步可以计算气压高［４］紧密相关的大气数据系统以及专

6、门应用于风洞试验的度和空速，因此获得精确的攻角对于飞机的大气数攻角传感器的内容可参见相应参考文献，这里不再赘述。据系统具有十分重要的意义。现代高性能飞机既有“飞空速”的要求，又有“飞攻角”的要求［５］，例如美国Ｆ－２２战斗机可以进行不１应用广泛的四种攻角传感器低于６０°的大攻角飞行。飞机进行大攻角飞行时，气目前应用广泛的攻角传感器从工作原理上可以分流分离现象随着攻角的增大逐渐增强，飞行运动会逐为机械式与气动式两类，机械式攻角传感器主要利用［６］探头转动的角度获得攻角大小，包括风标式攻角传感渐显现出非线性，为了更好地操作飞机保持飞行稳定，此时更加

7、需要实时精确跟踪攻角大小。器和归零压差式攻角传感器；气动式攻角传感器通过本文从实际应用出发，针对广泛使用攻角传感器飞行过程中测量到的压力信息得到攻角信息，包括压的原理、结构和应用领域等方面进行介绍，分析总结攻差比传感器。角传感器的特点与优缺点，并对攻角传感器的发展进下面重点分析几种应用比较广泛、在飞机的飞行行归纳总结和展望。获得攻角信息的方式很多，不一测试或者任务飞行条件下测量攻角的传感器。收稿日期：２０１３－０８－２４修订日期：２０１３－１１－０９基金项目：国家自然科学基金项目资助（６１１０４１１８；６１３７４１１５；６１３２８３０１）作者简

8、介：居后鸿（１９８９－），男，安徽和县人，硕士研究生，主要研究方向为大气数据系统与组合导航。２０１３年１１月居后鸿等：攻角传感器的应用与分析·１１９·