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传感器在直升机上的应用

      直-9 系列直升机是中航工业哈飞引进法国“海豚”直升机生产专利并经国产化的快速4吨级中型多用途直升机,先后走过了小批组装、国产化、改进改型的研发过程,使我国的直升机制造技术水平向前跨越了二十年。直-9系列直升机已成为我国保有量最多的直升机型号。该直升机具有结构重量轻、有效载荷大、巡航速度快、飞行噪声低、性能先进、操纵灵活、安全可靠、维护简单、翻修寿命长、经济性好等特点。全机结构采用复合材料,双发动机动力系统,主减速器传动装置,旋翼由4 片复合材料桨叶和星型柔性桨毂组成,采用先进涵道尾桨和不对称翼型的大垂尾。能用于多种用途,当装有适当设备时,就可用于近海支援、人员运送、救护、空中摄影、海上巡逻、外部吊挂、海上救援、缉私、护林防火等任务。
      直-9 直升机是一种典型的中型直升机。直-9 直升机上传感器应用繁多,从分布范围上来看,从直升机机头到机尾、从直升机底部的燃油箱到顶部旋翼、从机体左侧到右侧的的整个结构空间内所涉及的各系统都分布有传感器。从空间结构来看,安装传感器的区域主要涉及驾驶舱、座舱、行李舱、发动机舱、主减速器舱、电子设备舱、起落架舱和燃油箱等空间。从涉及的系统来看,主要包括发动机和发动机操纵、主减速器和传动系统、燃油系统、滑油系统、液压系统、环控系统、防火系统、飞行操纵、电源系统、导航系统、控制增稳系统、大气数据系统、大气航姿基准系统、起落架系统、旋翼系统和任务选装设备等。直-9 直升机上具体使用的传感器主要包括压力传感器、温度传感器、转速传感器、位置传感器、磁传感器、油量传感器、载荷传感器、金属屑传感器、空速传感器、速度矢量传感器、位移传感器和流量传感器等。
      随着航空技术的快速发展,直升机结构和功能日益复杂,直升机上各系统的工作更趋于高精度、高可靠性、高稳定性、高安全性方向的发展,对于各系统的在线实时数据监控越来越重要。在航空领域上,直升机的设计、试验和生产制造三大技术中,利用机载设备传感器进行各参数和对象测量已经是一项必不可少的工作内容,其传感器正越来越得到极大的应用。 直-9直升机上机载设备传感器监控的参数和对象主要包括压力、温度、位置、位移、角度、速度、转速、高度、油量、载荷、振动频率和振幅、金属屑和空气流场等,其中测量压力和温度参数的传感器得到了最广泛的应用。在直-9直升机使用过程中,其应用的机载设备传感器一般具有如下特点: 工作介质复杂    在直升机上需要压力测量的工作介质复杂、种类多。工作介质有液体和气体之分,有一般工作介质,有高温高压介质,也有强腐蚀介质,主要包括煤油及油蒸气、滑油及油蒸气、液压油及油蒸气、汽油及油蒸气、常压空气及低压空气、高温高压空气、高速气流、各种振动源;工作介质温度变化大,一般为-55℃~ 450℃,对于发动机甚至温度高达2000℃多;工作介质压力范围大,一般为100Pa ~ 30MPa,甚至压力高达100Ma多。 工作环境复杂    在直升机使用过程中的,传感器要长时间承受振动、加速度、温度冲击、电磁干扰等环境影响,暴漏在机体外部的会长时间承受盐雾、霉菌、湿热、砂尘、淋雨、太阳辐射等环境影响。对于带有火箭炮之类武器装备的直升机,传感器将会承受瞬时高强度的炮击振动。经验表明,长时间处于海洋性气候和高温地域工作的直升机,对其机载设备传感器耐湿度和腐蚀能力要求更高。
      寿命和可靠性高 直升机是一种能够长期、可靠和安全使用的飞行器,其机载设备压力传感器的使用寿命一般要求能够达到10000 小时以上,传感器平均故障间隔时间MTBF 一般要求不低于 2000小时。
      体积小、重量轻    早期直升机研制过程中,机载设备传感器一般体积较大、重量较重。随着传感器技术的发展,机载设备呈现小型化趋势。

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