一種小型直管電熱型空速管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于大氣傳感設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小型直管電熱型空速管。本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管，包括外殼、電加熱器，線纜、支架和引氣組件；其中所述外殼由圓筒狀外形的壓力感受段、拋物面狀外形的曲面過(guò)渡段和尾部支撐段依次連接構(gòu)成。壓力感受段內(nèi)部，圓筒形的電加熱器位于壓力感受段的前端，圓筒形的支架緊貼電加熱器安裝，起支撐電加熱器的作用，在所述支架的表面沿其軸向上設(shè)置有開(kāi)口槽，電加熱器的線纜沿所述開(kāi)口槽伸入到緊鄰支架的引氣組件內(nèi)。本發(fā)明的小型直管電熱型空速管具有小的體積和輕的質(zhì)量，擁有溫度自適應(yīng)能力和較低的能耗；并且具有少的零件數(shù)量，降低了空速管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和裝配難度。
【專利說(shuō)明】一種小型直管電熱型空速管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大氣傳感設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小型直管電熱型空速管。
【背景技術(shù)】
[0002]空速管又稱總、靜壓受感器，應(yīng)用于在大氣層內(nèi)飛行的飛行器上，一般安裝在機(jī)頭或者機(jī)翼翼梢上。基于空速管的探針式大氣傳感技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的大氣傳感技術(shù)，也是目前最成熟的大氣數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)。在飛行器飛行過(guò)程中，外界大氣通過(guò)前方的總壓進(jìn)氣口和側(cè)面的靜壓孔，分別進(jìn)入到總壓室和靜壓室中，總壓室和靜壓室之間是氣密隔絕的。取氣裝置將總壓氣室和靜壓氣室的大氣分別取出，送至氣壓表，繼而完成飛行速度、飛行馬赫數(shù)、高度等飛行參數(shù)的解算，從而參與飛行器的飛行姿態(tài)控制和高程控制。
[0003]空速管暴露于機(jī)體之外，因此在結(jié)冰氣象條件下飛行時(shí)，空速管結(jié)冰的可能性非常大。結(jié)冰氣象條件下，空速管經(jīng)過(guò)氣流變化劇烈的位置，更容易結(jié)冰。對(duì)于小型直管型空速管而言，亞音速飛行狀態(tài)下，總壓口位置處的氣流變化最為劇烈，結(jié)冰概率較大，因此需解決總壓口位置附近結(jié)冰的問(wèn)題。目前，針對(duì)飛行器的冰防護(hù)系統(tǒng)分為兩種，即防冰系統(tǒng)和除冰系統(tǒng)。防冰系統(tǒng)是不允許飛行器表面產(chǎn)生冰的系統(tǒng)，主要應(yīng)用在導(dǎo)彈，無(wú)人機(jī)等飛行器上，需在結(jié)冰前啟動(dòng)，通常采用化學(xué)或加熱原理；除冰系統(tǒng)是發(fā)現(xiàn)飛機(jī)部件結(jié)冰后將冰移除的系統(tǒng)，主要應(yīng)用在有人駕駛飛行器上，一般在結(jié)冰后進(jìn)行處理，通常采用機(jī)械或熱力原理。
[0004]標(biāo)準(zhǔn)GJB836-90《補(bǔ)償式總、靜壓受感器通用規(guī)范》對(duì)空速管的加熱器做了通用要求。《飛機(jī)的結(jié)冰與防(除)冰》的第3.3節(jié)和《飛機(jī)結(jié)冰對(duì)飛行安全的重大危害分析》的第4節(jié)，均提出目前空速管主要使用大功率電阻絲作為電熱器，用來(lái)防冰或者除冰。為防止器件燒壞，空速管的大功率電阻絲通常不能連續(xù)工作，其工作方式有兩種:一種為固定頻率周期間歇工作，使得空速管某些表面持續(xù)處于一定的溫度之上，以達(dá)到防冰目的；另一種為飛行器飛行過(guò)程中空速管已經(jīng)結(jié)冰時(shí)，電阻絲開(kāi)始工作，以達(dá)到除冰目的，這種方式需要增加結(jié)冰反饋裝置。這兩種工作方式都要求電阻絲短時(shí)間釋放大量熱量，要求功率很大。大功率電阻絲具有很大的體積，且一般安裝于總壓口附近，同時(shí)需考慮散熱、絕緣的問(wèn)題，導(dǎo)致其安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要空間大；此外，電熱器的線纜一般穿過(guò)總壓室和靜壓室，直接通過(guò)靜壓室前后兩個(gè)密封面后到達(dá)空速管的尾端，需要一定尺寸空間完成靜壓室兩個(gè)面的再次密封；再者，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的空速管，其取氣裝置由前總壓管、靜壓管等多個(gè)關(guān)鍵零件和若干配合零件共同組成，零件多，尺寸大。
[0005]綜上原因，目前的空速管整體體積較大，重量過(guò)重，不能滿足小型飛行器和無(wú)人機(jī)的小型化、輕質(zhì)化的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題為目前所使用的空速管整體體積較大，重量過(guò)重的問(wèn)題。[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0008]一種小型直管電熱型空速管，包括外殼、電加熱器，線纜、支架和引氣組件；其中所述外殼由圓筒狀外形的壓力受感段、拋物面狀外形的曲面過(guò)渡段和尾部支撐段依次連接構(gòu)成。壓力受感段內(nèi)部，圓筒形的電加熱器位于壓力受感段的前端，圓筒形的支架緊貼電加熱器安裝，起支撐電加熱器的作用，在所述支架的表面沿其軸向上設(shè)置有開(kāi)口槽，電加熱器的線纜沿所述開(kāi)口槽伸入到緊鄰支架的引氣組件內(nèi)。其特征在于:所述引氣組件由基座、總壓引氣管和靜壓引氣管構(gòu)成。其中，所述基座具有圓柱狀外形，其外表面設(shè)置有兩個(gè)密封圈溝槽，兩密封圈溝槽之間還另設(shè)有一環(huán)形槽，兩密封圈溝槽內(nèi)均設(shè)置有密封圈，以使環(huán)形槽密封。在基座一側(cè)的端面上，沿其軸向開(kāi)設(shè)有一盲孔，盲孔內(nèi)設(shè)置有螺紋，構(gòu)成裝配孔，用于裝配時(shí)使用。在基座另一側(cè)的端面上，延其軸向開(kāi)設(shè)有兩個(gè)偏心盲孔，分別構(gòu)成總壓引氣孔和靜壓引氣孔。所述總壓引氣孔一端與裝配孔連通，另一端與總壓引氣管固定連接，共同構(gòu)成總壓氣路；靜壓引氣孔與總壓引氣孔平行設(shè)置，且不與裝配孔連通，靜壓引氣孔的一端通過(guò)通氣孔與環(huán)形槽表面連通，另一端與靜壓引氣管固定連接，共同構(gòu)成靜壓氣路；壓力受感段外表面相應(yīng)于環(huán)形槽位置處還開(kāi)設(shè)有小孔，以便靜壓氣路與外界大氣連通。在基座安裝兩引氣管一側(cè)的外表面還設(shè)置有一小平面，小平面上配置有與總壓導(dǎo)氣管相連通的引線孔，線纜穿過(guò)裝配孔進(jìn)入總壓引氣孔后從引線孔穿出連接至電源。小平面上還放置有密封膠用以密封引線孔和線纜間的空隙。在基座的表面靠近兩引氣管一側(cè)還設(shè)置有定位孔，所述定位孔與設(shè)置于環(huán)形槽表面上的所述通氣孔在空間內(nèi)彼此垂直。
[0009]優(yōu)選的，所述電加熱器為陶瓷自恒溫加熱器。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011](I)本發(fā)明的小型直管電熱型空速管具有小的體積和輕的質(zhì)量；
[0012](2)本發(fā)明的小型直管電熱型空速管具有溫度自適應(yīng)能力和較低的能耗；
[0013](3)本發(fā)明的小型直管電熱型空速管具有少的零件數(shù)量，降低了空速管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和裝配難度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為是空速管的基本結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管的電加熱器示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管的支架示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管的引氣組件示意圖；
[0019]其中，01-總壓口，02-靜壓口，03-總壓管路，04-靜壓管路，05-總壓室，06-靜壓室，1-壓力受感段，2-曲面過(guò)渡段，3-尾部支撐段，4-電加熱器，5-線纜，6-支架，7-引氣組件，8-基座，9-密封圈溝槽，10-環(huán)形槽，11-密封圈，12-裝配孔，13-總壓引氣孔，14-總壓引氣管，15-靜壓引氣孔，16-靜壓引氣管，17-小平面，18-引線孔，19-定位孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種小型直管電熱型空速管進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1[0022]空速管的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，飛行器在飛行過(guò)程中，外界大氣通過(guò)總壓口01和靜壓口 02，分別進(jìn)入到總壓室05和靜壓室06中，再分別通過(guò)總壓管路03和靜壓管路04將壓力傳送至測(cè)壓裝置。
[0023]圖2所示為本發(fā)明的小型直管電熱型空速管的結(jié)構(gòu)示意圖，包括外殼、電加熱器4，線纜5、支架6和引氣組件7。其中所述外殼由圓筒狀外形的壓力受感段1、拋物面狀外形的曲面過(guò)渡段2和尾部支撐段3依次連接構(gòu)成。壓力受感段I內(nèi)部，如圖3所示的圓筒形的電加熱器4位于壓力受感段I的前端，如圖4所示的圓筒形的支架6緊貼電加熱器4安裝，起支撐電加熱器4的作用，在所述支架6的表面沿其軸向上設(shè)置有開(kāi)口槽，電加熱器4的線纜5沿所述開(kāi)口槽伸入到緊鄰支架6的引氣組件7內(nèi)。其中，引氣組件7如圖5所示，由基座8、總壓引氣管14和靜壓引氣管17構(gòu)成。其中，所述基座8具有圓柱狀外形，其外表面設(shè)置有兩個(gè)密封圈溝槽9,兩密封圈溝槽9之間還另設(shè)有一環(huán)形槽10,兩密封圈溝槽9內(nèi)均設(shè)置有密封圈11，以使環(huán)形槽10密封。在基座8 一側(cè)的端面上，延其軸向開(kāi)設(shè)有一盲孔，盲孔內(nèi)設(shè)置有螺紋，構(gòu)成裝配孔12，用于裝配時(shí)使用。在基座8另一側(cè)的端面上，延其軸向開(kāi)設(shè)有兩個(gè)偏心盲孔，分別構(gòu)成總壓引氣孔13和靜壓引氣孔16。所述總壓引氣孔13一端與裝配孔12連通，另一端與總壓引氣管14固定連接，共同構(gòu)成總壓氣路。靜壓引氣孔15與總壓引氣孔13平行設(shè)置，且不與裝配孔12連通，靜壓引氣孔15的一端通過(guò)通氣孔與環(huán)形槽10表面連通，另一端與靜壓引氣管16固定連接，共同構(gòu)成靜壓氣路。壓力受感段I外表面相應(yīng)于環(huán)形槽10位置處還開(kāi)設(shè)有小孔，以便靜壓氣路與外界大氣連通。在基座8安裝兩引氣管一側(cè)的外表面還設(shè)置有一小平面17，小平面17上配置有與總壓導(dǎo)氣管14相連通的引線孔18，線纜5穿過(guò)裝配孔12進(jìn)入總壓引氣孔13后從引線孔18穿出連接至電源。小平面17上還放置有密封膠用以密封引線孔18和線纜5間的空隙。在基座8的表面靠近兩引氣管一側(cè)還設(shè)置有定位孔19，所述定位孔與設(shè)置于環(huán)形槽10表面上的所述通氣孔在空間內(nèi)彼此垂直。
[0024]實(shí)施例2
[0025]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述電加熱器4為圓筒狀陶瓷加熱器，如圖3所示。所述陶瓷加熱器體積小，工作時(shí)功耗低，可根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)整發(fā)熱功率。該特種陶瓷材料的電阻率在某一定的溫度范圍內(nèi)時(shí)基本保持不變或僅有很小的變化，而當(dāng)溫度達(dá)到材料的居里溫度附近時(shí)，材料的電阻率會(huì)在較窄的溫度范圍內(nèi)迅速增大，接近絕緣體。因此陶瓷加熱器，在通電后短時(shí)間內(nèi)電流很大，當(dāng)溫度上升到某一溫度后，電流變得非常小，以后隨外界環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)整發(fā)熱功率，使空速管表面始終保持在一定溫度之上。使用陶瓷加熱器，相對(duì)于電阻絲，安裝所需的體積小、工作功耗低、可實(shí)現(xiàn)自恒溫調(diào)節(jié)發(fā)熱功率。
[0026]小型電熱型空速管的工作過(guò)程:飛行器起飛時(shí)，電熱器即通電，并在飛行器飛行的全過(guò)程中一直處于通電狀態(tài)，使空速管總壓進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)部和外部金屬管始終維持在某一個(gè)溫度之上，防止結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生；在飛行器的飛行過(guò)程中，空速管前方的外界大氣通過(guò)圓筒狀陶瓷加熱器的中間圓孔，進(jìn)入由金屬管、引氣組件和一組密封圈構(gòu)成的總壓氣室，由引氣組件將大氣引入后面的總壓管路中；空速管側(cè)壁附近的外界大氣通過(guò)金屬管管壁上的若干小孔(靜壓孔)，進(jìn)入到環(huán)狀的由金屬管、引氣組件和兩組密封圈構(gòu)成靜壓氣室中，由引氣組件將大氣引入后面的靜壓管路中。密封圈實(shí)現(xiàn)了總壓氣路和靜壓氣路的氣密隔離。
[0027]所提出的小型直管電熱型空速管的設(shè)計(jì)方案，針對(duì)限制電熱空速管體積、重量的制約因素，采取了三種措施:使用特種陶瓷替代大功率電阻絲，以減少體積、降低功耗；提出將電熱器線纜通過(guò)取氣裝置的總壓氣路再引出的方式，替代線纜直接穿過(guò)靜壓室的方式，以消除靜壓室的兩個(gè)密封面因線纜通過(guò)而導(dǎo)致的空間需求；提出一種引氣組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，作為取氣裝置的核心零件，替代了過(guò)去多個(gè)核心零件，實(shí)現(xiàn)了由一個(gè)核心零件與三個(gè)配合零件即可組成取氣裝置，在滿足了電熱器線纜通過(guò)再引出需求的同時(shí)，減少了零件數(shù)量，減小了體積。最終，達(dá)到了電熱防冰型空速管小型化、輕質(zhì)化的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種小型直管電熱型空速管,包括外殼、電加熱器(4),線纜(5)、支架(6)和引氣組件(7);其中所述外殼由圓筒狀外形的壓力受感段(I)、拋物面狀外形的曲面過(guò)渡段(2)和尾部支撐段(3)依次連接構(gòu)成；壓力受感段(I)內(nèi)部，圓筒形的電加熱器(4)位于壓力受感段(I)的前端，圓筒形的支架(6)緊貼電加熱器(4)安裝，起支撐電加熱器(4)的作用，在所述支架(6)的表面沿其軸向上設(shè)置有開(kāi)口槽，電加熱器(4)的線纜(5)沿所述開(kāi)口槽伸入到緊鄰支架(6)的引氣組件(7)內(nèi)；其特征在于:所述引氣組件(7)由基座(8)、總壓引氣管(14)和靜壓引氣管(17)構(gòu)成；其中，所述基座(8)具有圓柱狀外形，其外表面設(shè)置有兩個(gè)密封圈溝槽(9)，兩密封圈溝槽(9)之間還另設(shè)有一環(huán)形槽(10)，兩密封圈溝槽(9)內(nèi)均設(shè)置有密封圈(11)，以使環(huán)形槽(10)密封；在基座(8)—側(cè)的端面上，沿其軸向開(kāi)設(shè)有一盲孔，盲孔內(nèi)設(shè)置有螺紋，構(gòu)成裝配孔(12)，用于裝配時(shí)使用；在基座(8)另一側(cè)的端面上，延其軸向開(kāi)設(shè)有兩個(gè)偏心盲孔，分別構(gòu)成總壓引氣孔(13)和靜壓引氣孔(16);所述總壓引氣孔(13)—端與裝配孔(12)連通，另一端與總壓引氣管(14)固定連接，共同構(gòu)成總壓氣路；靜壓引氣孔(15)與總壓引氣孔(13)平行設(shè)置，且不與裝配孔(12)連通，靜壓引氣孔(15)的一端通過(guò)通氣孔與環(huán)形槽(10)表面連通，另一端與靜壓引氣管(16)固定連接，共同構(gòu)成靜壓氣路；壓力受感段(I)外表面相應(yīng)于環(huán)形槽(10)位置處還開(kāi)設(shè)有小孔，以便靜壓氣路與外界大氣連通；在基座(8)安裝兩引氣管一側(cè)的外表面還設(shè)置有一小平面(17)，小平面(17)上配置有與總壓導(dǎo)氣管(14)相連通的引線孔(18)，線纜(5)穿過(guò)裝配孔(12)進(jìn)入總壓引氣孔(13)后從引線孔(18)穿出連接至電源；小平面(17)上還放置有密封膠用以密封引線孔(18)和線纜(5)間的空隙。
2.如權(quán)利要求1所述的小型直管電熱型空速管，其特征在于:所述電加熱器(4)為陶瓷加熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的小型電熱型空速管，其特征在于:在基座(8)的表面靠近兩引氣管一側(cè)還設(shè)置有定位孔(19)，所述定位孔(19)與設(shè)置于環(huán)形槽(10)表面上的所述通氣孔在空間內(nèi)相互垂直。
【文檔編號(hào)】G01L19/06GK103913267SQ201410125894
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】管青春, 柏楠, 時(shí)兆峰, 苑景春, 王希洋 申請(qǐng)人:北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所