在近期82集团军某陆航旅高原演习的画面中,我们看到其所属的直-9WZ、直-19、武直-10武装直升机在起飞时,侧面都有一个伸出的长杆,上面还有一个带两个圆环的针状物随风摆动。这个不起眼的小仪器却关系到了武装直升机的飞行安全,这就是空速/角度传感器。
空速/角度传感器听起来和战斗机用的空速管有点相似。空速管也叫皮托管、总压管、总-静压管。它是通过正中央总压孔感受气流的总压和静压,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,数据计算机再通过伯努利全静压方程等计算式来换算得飞行控制所需的飞行速度、升降速度和大气压力等数据。这个小东西在飞机上用是没问题的,因为很少有飞机能够往后飞——当然做眼镜蛇机动的苏-27一类的除外。所以早期武直比如米-24就在机头前方安装了类似飞机的空速管。
但是直升机不光可以向前飞,还能够慢速飞、悬停、垂直起降、倒飞、向后飞,这就让传统测量高速的空速管难办了。而且直升机提供飞行动力的是主旋翼,靠的是旋转产生的升力和拉力而不是发动机尾喷口的推力,通过控制旋翼椎体向前后左右各方向的倾斜改变旋翼拉力的方向,从而实现直升机向不同方向的飞行。因此想要测量直升机状态,必须要测量水平速度、垂直速度,桨叶与空气的相对速度等数据,因此必须离机体较远,离主旋翼较近,通过测量旋翼与空气交互作用后的气流来判断飞行状态。这也是为什么我们会看到空速/角度传感器几乎都安装在远离机体的支架上,还安装在万向头上,可以向各种角度进行转动和俯仰。
空速/角度传感器是属于三轴全向大气数据系统的一部分,在获取空速和攻角、侧滑角、大气密度、温度等数据后传送给飞行管理计算机,可辅助飞行员进行各种复杂机动,简化武装直升机飞行员的操作负担,让飞直升机像战斗机一样轻松,还可用于矫正机炮、火箭弹、导弹的射击参数,因此先进的武装直升机上都有安装。
有趣的是欧美直升机和中俄直升机的空速/角度传感器外形也不同。欧美系的直升机如长弓阿帕奇、AH-1Z等安装的AADS是采用单管尾部带十字型的圆环设计,比如长弓阿帕奇在发动机舱两侧都各自安装了一个,AH-1Z就只安装了一个。中俄武装直升机空速和角度传感器被叫做全向定向大气数据系统即OADS,安装有两个文氏管测量空速的大小和方向,两个传感器之间的压差用于计算空速和侧滑角。所以我们会看到带两个圆环的针状物这种外形随风摆动。这样一个小东西可是价值不菲,AH-1Z的一个AADS造价就高达11万美元,掰坏了你绝对赔不起!
阿帕奇武装直升机
AH-1Z武装直升机
武直-10武装直升机
直-9WZ武装直升机
米-28N武装直升机
当然,前伸出的的支架很大程度上影响了飞机的外形、维护复杂,集成度不高,以后应该向基于光学测量原理的光学大气数据系统和多孔测量原理的嵌入式大气数据系统、受损后能数据融合和重构方向发展,更好地支撑未来直升机作战!
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