具有低正面投影区的总气温探测器制造技术

总气温(TAT)探测器的除冰性能可以通过在TAT探测器的惯性弯管的上游减低正面投影区的大小而得以改进。根据不同实施例，TAT探测器可以包括气流入口，该气流入口具有基本上平行于进入气流的第一表面；穿过TAT探测器从气流入口到主要气流出口的主要气流通道；以及布置在传感器流通道内的总气温传感器组件。在不同实施例中，传感器流通道可以垂直于TAT探测器的安装表面而定向。而且，第一表面可以垂直于传感器流通道。在不同实施例中，气流入口可以具有第二表面，该第二表面相对于第一表面倾斜以便帮助促进期望的压力梯度和边界泄放通道功能。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种总气温探测器，并且更具体地涉及减低总气温探测器的正面投影区用以改善在降水环境中的性能。
技术介绍
常规的总气温(TAT)探测器，尽管作为TAT传感器通常是非常高效的，但是有时候会面临在结冰条件下进行工作的困难。在结冰条件下进行飞行期间，水滴和/或冰晶被吸入到TAT探测器中，其中在温和至恶劣的诸条件下，它们可以附着在TAT探测器表面上。如果在恶劣天气下持续运行，那么内部堆积可能会在内部传感元件周围引起拥塞和堵塞。进而，内部TAT拥塞可以导致暂时错误的TAT读数。为了解决这个问题，常规的TAT探测器可以进行电加热，并且在到达传感元件之前还包括有弯头和曲管，以便惯性地分离气流中的颗粒。图1示出了在元件通道的上游带有倾斜表面的典型TAT探测器设计，其通常被称为空气缓冲(air bump)。空气缓冲有助于惯性过滤并且还提供了边界层泄放控制的手段。该空气缓冲提供了暴露于颗粒冲击的显效投影区(projected area)。颗粒冲击在经过加热的空气缓冲上可能会产生表面液体，该表面液体可能会在雨、冰和冰晶的环境下限制令人满意的性能。对一些常规TAT探测器设计带来困难的另外现象与低质量流处的边界层分离或“溢出”的问题有关。流分离给TAT的准确测量造成两个问题。第一个问题与紊流和造成不可恢复损失有关，其减少TAT的测量值。第二个问题牵涉到为了在结冰的条件期间防止形成冰而不得不加热探测器的必要性。防结冰性能通过嵌入在壳体壁中的加热元件而得以促成。不幸地是，探测器表面加热还加热了空气的内部边界层，如果控制不当的话它会在TAT的测量中提供外来热源。通常被称之为除冰加热器误差(DHE)的这种类型的误差可以会造成无法校正的温度误差。内部温度元件典型地从主受热探测器热得以绝缘，以使得DHE最小化。在某种结冰条件下，内部堆积可能形成并且生长在热绝缘温度元件上面。这可能会发生探测器的快速并且有时为完全堵塞，因此导致错误的温度测量。引入更加严厉的航空结冰要求对于常规的TAT探测器愈发成为问题。
技术实现思路
总气温(TAT)探测器的除冰性能可以通过在TAT探测器的惯性弯管(inertialbend)的上游减低正面投影区的大小而得以改进。根据不同实施例，TAT探测器可以包括气流入口，该气流入口具有基本上平行于进入气流的第一表面；穿过TAT探测器从气流入口到主要气流出口的主要气流通道；以及布置在传感器流通道内的总气温传感器组件。在不同实施例中，传感器流通道可以垂直于TAT探测器的安装表面而定向。而且，第一表面可以垂直于传感器流通道。在不同实施例中，气流入口可以具有第二表面，该第二表面相对于第一表面倾斜以便帮助促进期望的压力梯度和边界泄放通道功能。【附图说明】在说明书的结论部分特别地指出并清楚地主张本公开的主题。然而，在连同附图来进行考虑时，通过参照详细说明和权利要求方可能最佳地获得本公开更加完整的理解，其中，类似标号表示类似元件: 图1示出了带有倾斜正面投影区的TAT探测器的现有技术的实施例； 图2A示出了根据不同实施例的TAT探测器的侧视图； 图2B示出了根据不同实施例的TAT探测器的正视图； 图2C示出了根据不同实施例的TAT探测器的剖视图； 图3示出了根据不同实施例的带有示出气流的TAT探测器的剖视图和正视图； 图4A-4C示出了根据不同实施例的在气流入口下面带有气流出口的TAT探测器的多种变型；以及 图5A-5B示出了根据不同实施例的带有拐角泄放孔和具有不同拐角半径的各种示例性TAT探测器。【具体实施方式】本文中示例性实施例的详细说明会参照到附图，这些附图以图示方式来示出这些示例性实施例和它们的最佳模式。虽然这些示例性实施例充分详细地得以描述以使本领域技术人员能够实施本专利技术，但是应该理解成还可以实现其它实施例并且做出合乎逻辑的化学与机械上的改变而不脱离本专利技术的精神和范围。因此，本文中的详细说明只是出于示例的目的而并非限制的目的而呈现。例如，在任何方法或过程描述中所陈述的步骤均可以以任何的次序来执行而无需限制于所呈现的次序。此外，任何对单数的引用都包括复数实施例，并且任何对多于一个部件或步骤的引用都可以包括单数实施例或步骤。同样，任何对附装、固定、连接或者类似的引用均可以包括永久的、可移除的、临时的、局部的、全部的和/或任何其它可能的联接选择(attachment opt1n)。另外，任何对非接触(或类似短语)的引用还可以包括简化接触或者最小接触。现代喷气式动力飞行器要求非常准确地测量外部气温(OAT)，用于输入到空气数据计算机、发动机推力管理计算机和其它机载系统。通常情况下对于这些飞行器类型、它们的相关联飞行条件以及总气温探测器的使用，由以下四个气温更好地定义了气温:(I)静态气温(SAT)或者(Ts)、(2)总气温(TAT)或者(Tt)、(3)恢复温度(Tr)以及(4)测量温度(Tm)。静态气温(SAT)或者(Ts)为未受干扰空气的温度，即将起飞的飞机会穿过该空气。总气温(TAT)或者(Tt)是可以通过飞行动能100%的转换而获得的最大气温。TAT的测量值来源于恢复温度(Tr)，其为飞机表面每一部分上由于动能的不完全恢复所引起的局域性气温绝热值。温度(Tr)又从测量温度(Tm)而获得，该测量温度(Tm)为所测得的实际温度并且不同于因为源于所强加环境的热传递效应所得到的恢复温度。为了测量TAT可以使用TAT探测器。图2A-2C示出了示范性总气温(TAT)探测器，其中，气流入口的下表面基本上平行于气流。在不同实施例中，基本上平行可以包括气流入口的下表面是在气流的平行面的4°内或者更少。在其它不同实施例中，基本上平行可以包括气流入口的下表面是在气流的平行面的2°内或者更少。另外，气流入口的下表面可以低于气流的平行面，诸如平行面的-10°或更少。在不同实施例中，TAT探测器200包括气流入口 210，该气流入口 210具有:基本上平行于进入气流的第一表面211 ;穿过TAT探测器200从气流入口 210到主要气流出口 220的主要气流通道215 ;以及与主要气流通道215流体连通并且垂直于TAT探测器200的安装表面201而定向的传感器流通道230。TAT传感器组件231可以布置在传感器流通道230内。而且，第一表面211可以垂直于传感器流通道230。在不同实施例中，第一表面211可以邻接于传感器流通道230并且呈弧形方式在气流入口和传感器通道之间过渡。另外，其中气流入口 210具有可以相对于第一表面211倾斜的第二表面212。气流入口 210的第一表面211和第二表面212可以朝向主要气流出口 220相会聚(converging)。此外，在不同实施例中，可以加热气流入口 210的第当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种总气温探测器，包括：气流入口，所述气流入口具有基本上平行于进入气流的第一表面；主要气流通道，所述主要气流通道穿过所述总气温探测器从所述气流入口到主要气流出口；以及总气温传感器组件，所述总气温传感器组件被布置在传感器流通道内，其中所述传感器流通道被连接到所述主要气流通道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SD艾斯布兰德，
申请(专利权)人：罗斯蒙特航天公司，
类型：发明
国别省市：美国;US