迎角指示器

迎角指示器

迎角指示器是一類駕駛艙儀表,指示航空器機翼弦線與迎面氣流間的夾角(迎角)大小,可為飛行員提供一種目視輔助功能,以防止飛機在飛行關鍵階段發生操控失靈。

中文名稱迎角指示器
英文名稱angle of attack indicator
定  義指示航空器機翼弦線與迎面氣流間的夾角(迎角)大小的儀表。
套用學科航空科技(一級學科),飛行控制、導航、顯示、控制和記錄系統(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:迎角指示器
  • 外文名:Angle of Attack Indicator
  • 功能:指示迎角大小
定義,迎角,迎角指示器,分類,旋轉風標式,壓差歸零式,套用,

定義

迎角

迎角(AOA)是指,機翼的前進方向(相當於氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾角,也稱為攻角。迎角過大會引起失速,使得機翼喪失升力,如果駕駛員未能及時感知到迎角過大,失速將導致飛機失控,高度大幅下降。25%的通用航空事故在飛行操縱階段產生,其中一半涉及到失速或尾旋

迎角指示器

迎角指示器是一類駕駛艙儀表,指示航空器迎角大小,可為飛行員提供一種目視輔助功能,以防止飛機在飛行關鍵階段發生操控失靈。迎角指示器可以幫助避免失速,因為失速可以發生在任何速度下,僅靠速度判斷失速是不可靠的。對於一個確定的飛機構型,飛機總是在臨界迎角發生失速。沒有迎角指示器,迎角對飛行員是很難感知的。迎角指示器可以與空速和失速警告系統關聯。它可以通過音頻、視頻和/或振動的方式提供告警,以引起飛行員的注意。

分類

根據工作原理的不同,迎角指示器有兩種類型:旋轉風標式和壓差歸零式。

旋轉風標式

旋轉風標式是由一個具有對稱剖面的翼型葉片和角度變換器組成。這種形式的迎角指示器具有構造簡單、體積小的優點。但是,風標易受微小擾動的影響,安裝位置的影響也很大,在高速飛機上要找到氣流比較平穩的部位是非常困難的。

壓差歸零式

壓差歸零式迎角指示器探頭上有對稱的兩對進氣槽迎著氣流。當飛機迎角不變時,每對氣槽感受到的氣流氣壓是相等的。當飛機迎角發生變化時,使其中一對氣槽感受到的氣壓增加,另一對的氣壓減小,這兩個氣壓通過互不相同的氣道作用到槳葉的正反葉面上,其合力產生一個與迎角變化反向相反的氣動反饋力矩,使探頭組件轉動,直至兩對氣槽的對稱平面與氣流方向平行,兩對氣槽的壓力重新相等為止。同時,探頭組件的電刷相對於電位計有一個相應的角位移,從而輸出與迎角變化成比例的電壓信號。目前廣泛運用於各種飛機,優點是誤差小、工作穩定。

套用

迎角指示器是有助於防止小型飛機失控。之前,由於費用和技術複雜等原因,迎角指示器僅限于軍用和商業飛機使用。儘管迎角指示器已經在大型飛機上套用一段時間了,但是獲得適航批准的工作量和成本限制了其在通用航空領域的使用。
在2014年2月,美國聯邦航空管理局簡化了迎角指示器的設計批准規定。根據FAR 21.8條,機載設備的批准方式有四類,分別是按照技術標準規定(TSO)批准、頒發零部件製造人批准書(PMA)進行批准、隨機審定批准或FAA認可的其它方式。目前,FAA對迎角指示器的批准採取了最後一類,FAA在2014年2月頒布的備忘錄AIR100-14-110-PM01《非必須的迎角指示器的適航批准》指出,製造商必須根據美國材料與試驗協會(ATSM)標準設計迎角指示器,並申請美國聯邦航空管理局批准。申請人需要證明該設備符合ATSM標準的設計,並具有滿足要求的質量控制系統。
FAA簡化迎角指示器的設計和生產批准要求,在幫助小型飛機改善飛行安全方面邁出了重要一步。AOA指示器可為飛行員提供一種目視輔助功能,以防止飛機在飛行關鍵階段發生操控失靈。根據FAA新的指導原則,小飛機可以加裝AOA指示器,作為空速指示器和失速告警系統的補充。這使飛行員又多了一種輔助工具,以避免危險的空氣動力失速和隨後的飛機操控失靈。
美國FAA提倡安裝的迎角指示器,對通用航空安全是非常有益的。FAA對迎角指示器的適航批准方式,既降低了產品研發生產和適航審定的成本,又提升了通用航空安全水平,是值得國內參考的。我國通用航空研發製造企業與美國相比,在整機降落傘、迎角指示器等有利於航空器安全水平提升的技術上是存在差距的,通航研發製造企業也應密切關注美國通用航空技術的發展。

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