[发明专利]一种多功能大气数据探头及增材制造方法

说明书

本发明属于机载大气数据探测技术，具体涉及一种多功能大气数据探头及增材制造方法。本发明多功能大气数据探头整体为L形结构，采取扁平的异形气动感受外形设计，其由管头、中空的L形整体外壳和加温电路组成。所述管头为锥孔结构，套接在L形外壳上，并开设有总压孔。所述L形外壳将传统的管体和支臂整合为一个整体，表面开设有气路连通的静压孔，独立的上、下攻角孔，内部设计相互独立的总压腔、静压腔以及两路攻角腔，共四路压力。本发明采用新的3D打印工艺，满足了多路压力的内部气路传递和多功能探头的需求，解决了受感器内腔的多气路布局、压力管路细和动态响应之间的矛盾，提高了制造合格率和产品可靠性。

技术领域

本发明属于机载大气数据探测技术，具体涉及一种多功能大气数据探头及增材制造方法。

背景技术

常规大气数据探头感受总压、总压/静压，在大气数据系统中用于飞行高度、速度相关参数的解算。目前，大气数据探头向多功能和综合化方向发展，探头也在向小型化方向发展，从气动原理上大气数据探头能满足总压、静压、攻角、侧滑角等综合参数的感受功能，但受制造能力限制，往往最多能感受3路压力，有总压、上/下差压探头或者总压、双余度静压探头，综合化程度低。

然而现有技术大气数据探头其制造方法，一般采用机械加工。然而由于多功能大气数据探头内腔多气路布局复杂性，以及压力管路细和动态响应之间的矛盾，使得常规机械加工方法制造工艺难度大，无法满足要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能够实现总压、静压、攻角和侧滑角测量的多功能大气数据探头。

另外，还提供该多功能大气数据探头的增材制造方法。

本发明的技术方案是：一种多功能大气数据探头，其整体为L形结构，由管头、中空的L形整体外壳和加温电路组成。所述管头为锥孔结构，套接在L形外壳上，并开设有总压孔。所述L形外壳将传统的管体和支臂整合为一个整体，表面开设有气路连通的静压孔，独立的上、下攻角孔，内部设计相互独立的总压腔、静压腔以及两路攻角腔，共四路压力，其中，总压腔位于管体中央，并与总压孔连通，静压腔连通上、下静压孔，攻角腔分别连通上、下攻角孔。总压气路内腔布置防冰除冰加温电路。

所述静压腔和攻角腔围绕总压腔环绕布置，并相互错开，保持独立。

所述管体和支臂及内部总压腔、静压腔以及两路攻角腔均为一体成型，通过整体的壳体制造工艺自动保持气密封。四路压力不同于传统受感器的多零件焊接密封结构，通过整体的L形外壳实现了自密封，内部气路实现了流场的转换过渡，更有利于防水和防冰性能，同时四路气路的最小截面均不低于传统导管φ3导管的截面，具有更好的动态响应特性。

所述静压腔和攻角腔在管体与支臂的连接处腔体形状异形扁平化，具有低RCS的外形设计。

所述总压腔内设置有电加热器。

所述电加热器与总压腔内壁之间采用真空钎焊整体焊接为一体。

所述管头以及支臂前缘材料为导热良好的镍材，可以满足防冰除冰要求，所述管体以及支臂主体材料为镍基高温合金材料，具有良好的高温强度，能更好地适用于高速飞机。

所述多功能大气数据探头的增材制造方法，用高温合金材料增材制作L形壳体，包括支臂主体、管体以及内部总压腔、静压腔以及两路攻角腔，然后将镍材制造的管头和支臂前缘焊接在管体前端以及支臂主体前缘相应位置。

管头和支臂前缘通过熔焊与增材制造的管体和支臂主体焊接为一体。