[发明专利]大气数据探头支臂及大气数据探测系统

说明书

本发明公开一种大气数据探头支臂及大气数据探测系统，属于航空航天领域。通过安装接口安装大气数据探头，并通过双稳态结构与稳态转变驱动机构相互配合的方式，实现双稳态结构在各个稳态结构之间的转换，从而驱动安装接口连通大气数据探头进行往复移动，达到破冰、除冰的效果。该大气数据探头支臂结构新颖合理，相比传统在大气数据探头内焊接加热丝的防除冰方法，该支臂在外部支撑大气数据探头，不会影响大气数据探头本身结构和性能，具有加工制造简单、使用方便、支臂破冰能力强、绝缘性好等优点。大气数据探头支臂的防除冰能力可通过飞行员或大气数据计算机根据实际情况而调节，保证了大气数据探头的使用寿命，同时降低了双稳态结构的能耗。

技术领域

本发明属于航空航天领域，涉及大气数据探测技术，特别是涉及一种大气数据探头支臂及大气数据探测系统

背景技术

飞行器依靠自身和周围气流的实时相对运动完成飞行动作。在飞行器离地起飞、爬升、巡航及降落等的各个阶段，由大气数据系统提供大量的精确信息，如气压高度、上升速度、修正空速、真空速、马赫数、攻角、侧滑角、大气静温和大气密度比等，对保证飞行安全至关重要，也是保证飞行员执行飞行任务的许多关键航电分系统所需的信息。因此，在现代民用和军用飞机上，大气数据系统本身是关键航电系统之一，也是其他航电分系统不可或缺的核心要素。

比如飞机在温度低于冰点且含有过冷水滴的云层中飞行时，过冷水滴与飞机部件表面撞击后会发生结冰现象，严重影响飞机的飞行安全。机身外部安装的大气数据探头是大气数据系统极其重要的核心部件。以空速管为例，由于空速管裸露在飞机外部且相对机身位置固定，在结冰飞行条件下，空速管探头唇口和外部支撑管套极易结冰，严重时甚至会堵塞皮托管。空速管结冰将直接影响飞机内飞行数据的指示，可能会导致灾难性后果，因此，针对空速管开展防冰工作至关重要。

现有的大气数据探头主要采用加热丝加热的方法防除冰，该方法需要在大气数据探头内部焊接加热丝。然而，现有的大气数据探头直径小，内部空间狭小，除了布置加热丝，还需布置总压、静压、上表面压力、下表面压力管路及腔体隔离盖板等器件，这使得原本就狭小的空间更加紧张。即使采用加热丝贴壁特种焊接工艺和夹具，也容易造成加热丝开裂、探头绝缘性差、探头合格率低等现象。另外，由于加热丝本身具有一定的体积，将其安装在探头内部会反影响探头气路管路及腔体的大小、气动特性等，造成探头体积较大、气动特性较差等问题。而且，加热丝加热方法只能通过对加热丝电流进行通断来控制，不能根据实际情况对大气数据探头防除冰能力进行调节，使大气数据探头一直处于加温状态，不仅能耗高，而且会降低探头的使用寿命。

综上所述，大气数据探头是十分重要的航空设备，但是现有的探头防除冰方法存在导致探头绝缘性差、合格率低、使用寿命短、防除冰能耗高的问题，因此，提出一种新的大气数据探头防除冰方案十分迫切且有意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种大气数据探头支臂及大气数据探测系统，以解决上述现有探头防除冰方法需要在探头内部安装加热丝，从而导致探头绝缘性差、合格率低、使用寿命短、防除冰能耗高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种大气数据探头支臂，包括：

支撑件；

多稳态结构，所述多稳态结构包括多个双稳态单胞模型，任意一所述双稳态单胞模型均包括平行四边形框架和设置于所述平行四边形框架内的“Y”型支架，所述“Y”型支架的第一端部与所述平行四边形框架一组对角中的顶角相连，所述“Y”型支架的第二端部和第三端部分别与所述一组对角中底角的两边相连，所述平行四边形框架的所述顶角能够在外力作用下靠近或远离所述底角，以实现所述双稳态单胞模型在第一稳态结构和第二稳态结构之间的转换；所有所述双稳态单胞模型自上至下堆叠且首尾顺序相接，以形成多稳态平行四边形框架，位于所述多稳态平行四边形框架最顶部的所述双稳态单胞模型的所述顶角为外力施加点，位于所述多稳态平行四边形框架最底部的所述双稳态单胞模型的底边与所述支撑件相连；