广告

飞机的AOA传感器设计

2019-05-28 Steve Taranovich 阅读:
攻角(AOA)传感器分别位于飞机两侧,用于作为冗余和比较,测量机翼翼弦与相对气流之间的夹角。然而,波音公司却将第二个AOA传感器作为选配…

作为电子设计社群的一员,对于日前波音(Boeing) 737 MAX 8型客机设计导致346人死亡的空难意外,让我感到十分愤怒和失望。我总觉得,只要「追踪金流」(Follow the money)来源,就可能发现导致大多数问题发生的原因。无论是急于在竞争对手之前推出产品,还是试图在产品选项上赚更多钱,结局往往都不会太好。Uh8ednc

从技术面来看,我们有能力开发出能够可靠地侦测动作、指南针方向等功能的智能型手机,也开发出令人惊叹的MEMS技术,不仅坚固耐用还可用于改善许多创新电子系统。难道还不能开发出让基于MEMS动作的攻角(Angle of Attack;AOA)传感器更坚固可靠的技术吗?从现有的设计来看,其故障率仍相当高。Uh8ednc

当然,目前的飞机设计上搭载了两个AOA传感器,分别位于飞机两侧用于作为冗余和比较,应该算是理想的解决方案了。然而,波音公司却将第二个AOA传感器作为选配。当然在事故发生后,他们已经改变了这一设计。Uh8ednc

不过,根据美国有线电视新闻网(CNN)报导,在空难发生之前,美国联邦航空局(FAA)至少已经收到216次波音737 Max仅用单一传感器而导致故障的报告。(请参考CNN的报导:Boeing relied on single sensor for 737 Max that had been flagged 216 times to FAA.)Uh8ednc

什么是攻角(AoA)?Uh8ednc

飞机中的「攻角」(Angle of Attack;AoA)定义为飞机的机翼弦线与飞行间自由流之夹角。Uh8ednc

AOA为什么很重要?Uh8ednc

无论飞行速度快或慢,如果AOA太高超过了「临界攻角」(critical angle of attack),飞机就会失速。Uh8ednc

023ednc20190524Uh8ednc

图1:飞机的攻角(AOA)Uh8ednc

例如Safe Flight Instrument Corp.提供的多种AOA解决方案Uh8ednc

MEMS AOA传感器Uh8ednc

迄今为止,AOA设计中的MEMS装置似乎仅用于产生人造气流的「风洞」(Wind Tunnels )和无人机系统(UAS)。Uh8ednc

AOA的校准Uh8ednc

IEEE的一篇文章——《Wind identification via Kalman filter for Aircraft Flow Angles Calibration》中介绍如何使用卡尔曼(Kalman)滤波器进行AOA校准。为了进行AOA校准,需要有一些基准数据,用于与待校准传感器的实际输出测量值进行比较。Uh8ednc

为了确定气流的角度(参见图2),必须使用惯性导航系统和气流数据传感器的测量值,对AOA进行高精度的基准测量,同时使用校准空速测量和惯性数据以及采用MATLAB/Simulink建置的卡尔曼滤波器,对其进行分析重建。Uh8ednc

024ednc20190524Uh8ednc

图2:定义气流角度Uh8ednc

请与我们分享您对此主题的评论和专业知识。Uh8ednc

 (原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体Planet Analog,参考链接:Aircraft: Angle of Attack (A0A) Sensor design,by Steve Taranovich;编译:Susan Hong)Uh8ednc

 Uh8ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Steve Taranovich
EDN资深技术编辑。Steve Taranovich是EE Time姊妹网站Planet Analog的主编,也是EDN的高级技术编辑。 Steve在电子行业拥有40年的从业经验。 他在纽约布鲁克林理工大学获得电子工程硕士学位,在纽约布朗克斯纽约大学获得BEEE学位。 他还是IEEE长岛教育活动委员会主席。 他在Burr-Brown和德州仪器公司工作多年,在模拟设计方面有丰富的经验,并有着嵌入式处理的教育背景。 Steve做了16年的电路设计工程师,随后他成为Burr-Brown Corp的首批现场应用工程师之一,并成为他们首批前往欧洲、印度和中国的全球客户经理之一。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 全电动飞机和火车会是下一步吗? 毫无疑问,过去几年中,电动汽车(EV)从基本元器件到系统级架构的方方面面都得到了极大改善。虽说全电动汽车没有成为消费者首选得到广泛使用,但也可以利用了,不妨合理思考它们的一些技术能否适用于其他交通运输方式,如飞机、火车和汽车中的任意一种?
  • Microchip宣布业界唯一的标准非混合型宇航级电源转换 这款混合型转换器的替代品提高了设计灵活性,同时减少了系统体积、成本和开发时间
  • 西门子Xcelerator的Capital软件助力Airbus实现下一代 西门子今日宣布,世界领先的飞机制造商Airbus采用西门子Xcelerator解决方案组合中的Capital电子电气(E/E)系统开发软件,加快其商用飞机开发流程。
  • 哈佛大学:中国这些科技领域全球第一! 据EDN电子技术设计报道,美国哈佛大学肯尼迪学院Belfer科学和国际事务中心(下文简称哈佛)日前发表最新研究报告显示,未来10年,即使不会超过美国,中国在包括量子计算、半导体、生物技术和清洁能源等领域将逼近美国,此外,尽管美国政府不甘于在一些领域被中国超越,但是中国在5G通讯、人工智能等领域已经开始领先美国。
  • NASA工程师详解:“毅力号”火星车机械臂如何与钻头对接 毅力号在火星上采集岩石样本时,要用它的机械臂、取心钻和自适应缓存组件进行一套长达数小时的精心编排的操作。这项对接是如何实现的呢?近日,NASA/JPL的对接系统工程师Sawyer Brooks发文详细解析了对接过程。
  • 耐辐射FPGA具备高可靠性和可重构性,助力解决航天器设计 本文重点介绍航天应用可以采用的不同FPGA技术以及组件的开发过程。
  • 细数我国首颗探日卫星“羲和号”用了哪些“黑科技” 10月14日18时51分,由中国航天科技集团八院抓总研制的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射。实现了我国太阳探测零的突破,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白,标志着我国正式步入“探日”时代,提高我国在太阳物理领域研究能力,对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义。这颗卫星搭载了哪些“黑科技”?
  • 一件宇航服的开发成本是多少?都有哪些组件和供应商? 航天服这么贵,里面都有啥?
  • 如何为航天级开关稳压器选择无源元件 随着航天器的航空电子设备中越来越多地使用低电压、大电流负载(例如FPGA),工程师越来越需要设计开关式稳压器来产生电源轨。这时,无源元件的选择就变得非常重要,因为它们决定了转换的质量。
  • Microchip推出首款通过航空航天认证的无基座电源模块 Microchip与Clean Sky联盟共同开发的BL1、BL2和BL3系列器件符合严苛的航空航天标准,适用于交流到直流以及直流到交流的电源转换
  • 哈勃太空望远镜切换到备份硬件修复故障 据cnet报道称,美国航天局已于7月15日成功切换了哈勃太空望远镜上的备份硬件,哈勃将于未来几天重新工作。EDN此前报道,这台拥有 30 年历史的太空望远镜,因一个技术故障使它处于安全模式一个多月。本周, 美国宇航局表示,它终于找到 了问题的根源,并尝试了新的修复方法,似乎奏效了……
  • 中国天链 PK 美国星链,哪个更快更牛? 从技术和实际表现来看,中国天链的速度应该介于4G(100Mbps)和目前的5G(1Gbps)之间,下行速度可能达到了300Mbps,由于天地距离过远,而时延则要比现在的5G(5G理论最小时延1ms,目前一般5-10ms)大很多。星链是通过近地轨道的卫星实现星地通信……
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了