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大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)以大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)為核心。具有多種輸入/輸出接口，用來測量、計(jì)算并指示飛機(jī)的多個(gè)飛行參數(shù)。大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過伸在氣流中的空速管感受壓力和溫度信息，壓力和溫度信息通過引氣管路被壓力傳感器和溫度傳感器感知與測量，測量信號被傳送到大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算處理，輸出并顯示大氣參數(shù)數(shù)據(jù)。溫特納科技今天帶大家一起看一下空速管研發(fā)中大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的特性分析。

下圖為大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)中，壓力測量單元（Pressure MeasureUnit，PMU）采用霍尼韋爾公司的精密壓力傳感器（Precision Pressure Transducer，PPT）作為大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的壓力傳感器。選擇高精度、穩(wěn)定可靠的壓力傳感器是大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要步驟，采用的PPT由硅壓阻式壓力傳感器、微處理器和其他電路組成，經(jīng)過數(shù)字補(bǔ)償后，PPT在整個(gè)工作溫度范圍（一40～十85°C）內(nèi)全量程的精度可達(dá)到0.05%。大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)是一種寬溫、體積小、接口豐富的小型單板計(jì)算機(jī)，具有浮點(diǎn)計(jì)算能力，適合在捷聯(lián)慣導(dǎo)和大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)等計(jì)算量較大的情況下使用，在大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)中計(jì)算氣壓高度、空速和馬赫數(shù)等飛機(jī)飛行參數(shù)。最后大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)將計(jì)算得到的飛行參數(shù)通過串口傳給彩色顯示器以及飛行控制系統(tǒng)。

大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的主要功能如下：

(1) 溫度傳感器是通過測量物質(zhì)的某些物理參數(shù)隨溫度的變化而間接地測量溫度的裝置。大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的溫度傳感器主要測量飛行器周圍氣流的溫度，并提供給大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。

(2) 壓力傳感器是一種將壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號的傳感器，主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力傳感器兩種。大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的壓力傳感器主要負(fù)責(zé)感知測量飛行器周圍氣流的總壓與靜壓，作為大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的主要數(shù)據(jù)來源，并據(jù)此計(jì)算出其他關(guān)鍵的飛行參數(shù)。

(3) 大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)（ADC）是計(jì)算飛行參數(shù)，進(jìn)行飛行管理的主要電子設(shè)備之一。其利用原始參數(shù)傳感器測量的大氣總壓、靜壓、總溫等參數(shù)，根據(jù)特定的大氣數(shù)據(jù)方程，計(jì)算并輸出高度、速度、升降速度、馬赫數(shù)等飛行參數(shù)，而且可以生成多種一次性指令的裝置。同時(shí)它還把

這些參數(shù)和指令信號供給機(jī)上其他系統(tǒng)（飛控系統(tǒng)、火控系統(tǒng)等）。

早期的飛機(jī)對大氣數(shù)據(jù)的測量都是由膜片式傳感器來完成的，這種類型的傳感器測量精度和可靠性都比較低。隨著飛行器的現(xiàn)代化，對飛行品質(zhì)提出了更高的要求，大氣數(shù)據(jù)的測量精度也有了新的標(biāo)準(zhǔn)，膜片式傳感器已不能滿足現(xiàn)代飛行器的性能要求，因此，采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)的大氣測量設(shè)備以其卓越的性能指標(biāo)和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于各種現(xiàn)代飛行器中。

大氣數(shù)據(jù)測量的工作原理是：接收從空速管來的大氣靜壓壓力、總壓壓力和大氣溫度傳感器的溫度電阻信號，通過壓力傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號，通過數(shù)學(xué)計(jì)算得到氣壓高度及速度等一系列數(shù)據(jù)，如下圖所示。

大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)測量原理圖

大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)是通過感知機(jī)身周圍氣流的壓力、溫度等信息來解算獲得豐富的導(dǎo)航數(shù)據(jù)信息，因此機(jī)身周圍的氣流狀況直接決定了大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的測量精度和誤差特性。在機(jī)載大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，飛行速度和狀態(tài)對機(jī)身周圍氣流影響最為直接。

在航空航天領(lǐng)域，通常以飛行的馬赫數(shù)來表示飛行器的速度，馬赫數(shù)是指飛機(jī)的飛行速度v與當(dāng)?shù)卮髿猓匆欢ǖ母叨取囟群痛髿饷芏龋┲械穆曀賏之比，表示為Ma=u/a。根據(jù)馬赫數(shù)的大小可以把飛行速度分為四類：1亞聲速（Ma≤0.8）;2跨聲速（0.8<Ma<1.2）;3超聲速（Ma≥1.2）;4高超聲速（Ma≥5.0）。這樣的馬赫數(shù)劃分只是一種典型的劃分方式，具體的飛行階段劃分方式還要根據(jù)實(shí)際的飛行情況進(jìn)行調(diào)整。

伴隨著現(xiàn)代飛行器對精準(zhǔn)飛行和安全性的要求越來越高，大氣數(shù)據(jù)測量技術(shù)也在不斷進(jìn)步。溫特納科技研制的五孔差壓式空速管，配合大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和高精度傳感器，可以精準(zhǔn)獲取飛行器周圍的總壓、靜壓和溫度信息，并計(jì)算空速、飛行高度、升降速度以及馬赫數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)，為飛行安全和性能優(yōu)化提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。這一成果顯示了我們民營企業(yè)在航空測控領(lǐng)域的自主研發(fā)能力，也反映了科研團(tuán)隊(duì)在技術(shù)攻關(guān)中持續(xù)追求創(chuàng)新的精神。