空速管简介及误差修正PPT课件.ppt

空速管简介与优化设计 2020 2 6 空速管的作用简介 空速管也叫皮托管 总压管 总 静压管 它是感受气流的总压 也称全压 和静压 并将测得的压力数据传送给大气数据计算机 飞行仪表的装置 这种航空装置主要是用来测量飞行速度的 是精准测量飞行器速度的重要手段 同时还兼具其它多种功能 比如在空速管上加装翼片以测量侧滑角和迎角 2 2020 2 6 空速管有多种形式 空速管的作用简介 3 2020 2 6 空速管的基础原理 空速管由两个测压管组成 内圆管为总压管 外套管为静压管 空速管测量飞机速度的原理是这样的 当飞机向前飞行时 气流便冲进空速管 在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量 即动压 飞机飞得越快 动压就越大 如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快 也就是飞机飞得有多快 图中侧方开口即为静压管开口 当气流平行于空速管轴线时 其内部压强为周围大气静止压强 4 2020 2 6 空速管的基础原理 Ps为静压 StaticPressure Pt为总压 TotalPressure r为空气密度 Density 总压 静压 动压总压需要由动 静压相加计算才可得出 对于翼龙M1的飞行条件 其马赫数 音速倍数 一般不会超过0 1 在此条件下 流体可认为不可压缩 即r为常量 根据下方公式可知 通过测量静压和动压可间接得到飞行空速 论文指出 此条件下运用此公式 理想精度可达到0 25 5 2020 2 6 空速管的误差及修正方法 一 位置误差 位置误差是指与空速管在流体中的位置有关的误差 误差的大小同静压孔距机头的距离成反比 距离越大 被探测的空气受扰动情况越小 否则相反 与飞机机身的头部和机身的最大直径有关 静压孔确定后 机身最大直径越大 则对误差影响越大 由此可见 静压误差就是被测静压孔处的扰动压力值 这种误差从形成机理上是无法避免的 要使探测精度满足要求 就必须采取必要措施对必要误差进行修正 6 2020 2 6 空速管的误差及修正方法 减小静压探测的误差的方法有两种 气动补偿 在安装位置已确定的情况下 设计合适的气动外形并在形面上选择静压孔位置 利用补偿面在静压孔处产生负压来补偿机身正压场在此处产生的影响 补偿形式 前体补偿空速管 利用头部曲面的静压孔处产生的负压来补偿机头正压 后体补偿空速管 利用静压孔后面的收缩段在静压孔处产生的负压补偿机头正压 加补偿环的空速管 利用加在平直段的特殊设计的环 并在环特定的位置开静压孔在亚音速同样可以得到补偿量 此方法的优点是把误差消除在了静压源 但制造工艺和计算的难度较高 计算补偿 在空速管已确定的情况下 通过试飞测出并计算出静压源误差与马赫数 攻角等因素的关系曲线 通过关系曲线 利用计算机的计算功能对位置误差进行滤波消除 来补偿静压源误差 滤波消隐曲线 7 2020 2 6 空速管的误差及修正方法 二 攻角误差 实际飞行时 由于气流不可能始终与空速管平行使得两者形成攻角 造成管下方与上方的气压变化使得测量值不准确 所以静压孔一般采用多孔而不是单孔 用多孔的平均值以尽量减少攻角 的的影响 三 制造及安装误差 制造时的加工误差和安装时的角度 位置