HPS-1H 加熱型全-靜壓空速管
---適用于小型無人機（UAVS）
概述
瑞士史密泰克·伯格公司的HPS-1H是一種質(zhì)量輕的全-靜壓空速管。它集成了可調(diào)控加熱和排水系統(tǒng)，可以防止冰和水汽聚集。
當(dāng)無人飛行器（UAV）、遠程遙控飛機（RPA）及其他飛行器需要**的全壓和靜壓時，HPS-1就是*佳的方案。HPS-1H可以與PSS-8全-靜壓系統(tǒng)或其他大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)一起使用。
集成的加熱電子線路把探頭的溫度調(diào)控在很窄的溫度范圍內(nèi)，通常在+60℃和+80℃。 加熱器的*大功率為30W(@24VDC)。*大探頭溫度和*大功率都可以由工廠或用戶配置。
系統(tǒng)有狀態(tài)輸出信號顯示系統(tǒng)狀態(tài)工作。在飛行過程中，輸入一個信號就可以允許飛控 計算機（或自動駕駛儀）開啟和關(guān)閉加熱器。這樣可以在長時間的飛行中節(jié)省能源。
靜壓孔分布在空速管的不銹鋼部位，可以得到*高精度和*好的加熱性能。
主要特點
? 尺寸小、質(zhì)量輕。非常小的探頭直徑（僅9mm）
? 由不銹鋼，飛機級別的鋁和碳纖維管
? UAVs, RPAs和其他飛行器*好方案
? 9-32 VDC 供電電壓（*大30W@24VDC）
? 高精度
? 在風(fēng)洞里設(shè)計和測試
主要優(yōu)點
? 靜壓孔加熱
? 排水系統(tǒng)
? 很小的探頭直徑和可調(diào)控的溫度，達到*小功耗。
? 通過5V的邏輯電平，“開/關(guān)”的功能
? 通過5V的邏輯電平，狀態(tài)顯示
? 電氣插頭，容易安裝和拆卸
? 反極性保護
技術(shù)參數(shù)
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供電電壓
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9~32VDC,標(biāo)稱供電電壓24VDC，加熱器在高于
24VDC時，不能長時間工作。
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供電電流
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1.2A@24VDC
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加熱器溫度
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由電子線路和溫度傳感器調(diào)節(jié)溫度，標(biāo)準(zhǔn)的探頭溫
度是80℃，并通過狀態(tài)針配置探頭溫度。
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加熱器溫度
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*大的加熱器功率是30W@24VDC,*大功率可以
通過狀態(tài)針進行配置。
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電氣接頭
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Binder 711 Female 4-pole (09 0082 32 04)
-Ground
-9~32VDC
-5V狀態(tài)顯示
-5V on/off
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精度
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在風(fēng)洞里校準(zhǔn)，詳細參見空氣動力學(xué)特性
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材質(zhì)
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不銹鋼，航空級鋁，碳纖維管
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安裝
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2-4個M4螺釘
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質(zhì)量
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小于90g
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長度
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200mm,300mm,400mm或客戶指定
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功能
總壓孔在內(nèi)部用分隔板被保護，從使水和冰不能進入壓力管線。排水系統(tǒng)使水排出空速管外。靜壓孔嵌在不銹鋼空速管上，保證了**的靜壓。
集成的電子線路板上有微處理器，傳感器模塊和電源模塊。用一個小的溫度傳感器調(diào)節(jié)探頭頂端的溫度。加熱器的溫度由一個成熟的控制算法調(diào)節(jié)。提供精細的加熱器調(diào)節(jié)， 并且減少了功率波動對飛機的脈沖寬度調(diào)制（PWM）能源系統(tǒng)功率是用來調(diào)節(jié)所需功率。 工廠和用戶可以調(diào)節(jié)*大功率和*高溫度。因為*大功率被配置，系統(tǒng)可以被用在*大功率有限的小型飛機上。
HPS-1H加熱系統(tǒng)功能圖
總壓和靜壓
以下圖表描述了在大AOA和AOS角度下，與動壓Qc關(guān)系的空氣動力學(xué)誤差。
HPS-1H在風(fēng)洞中測試的空氣動力學(xué)特性(初步數(shù)據(jù)!)
探頭被設(shè)計成動壓Qc的誤差很小，在很大的攻角(AoA)和側(cè)滑角(AoS)，下，得到很小的空速誤差，這點很重要。對于慢速飛行器顯得尤為重要，因為陣風(fēng)和側(cè)風(fēng)對慢速飛行器有很強的影響。探頭在各個方向(AOA 和AOS)有一個對稱的性能。我們可以提供某一方向上有很小的誤 差（例如，在正的AOA）。加熱器溫度和功率探頭端的*大溫度可以由狀態(tài)針來配置。下列設(shè)置可以得到：5℃, 20℃, 35℃, 50℃, 65℃, 80℃, 110℃。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置是80℃。*大功率也可以由狀態(tài)針來配置。下列功率設(shè)置可以得到：標(biāo)稱功率的10%, 25%, 40%, 55%, 70%, 85%, 100% 。標(biāo)稱功率為30W@24VDC。在20VDC下，*大可得到的功率是21W； 在28VDC下，*大功率是41W( P=U2/19) 。*大功率和*大溫度可以通過狀態(tài)線來配置。用一個5VDC的TTL信號，1200波特率來設(shè) 置這兩個值。加熱器設(shè)計在低于24VDC下長時間工作。超過24VDC情況下，不能長時間工作。
在飛行中，平均功率消耗依賴于空速，外部大氣溫度和探頭端溫度。
舉例計算
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CAS
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30
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m/s
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UAV空速值
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OAT
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-15
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℃
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在特定高度下，外部空氣溫度
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Ttip
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20
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℃
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探頭端溫度（配置的值）
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p
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0.33
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W/℃
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根據(jù)圖表在30m/s下
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Ptot
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11.6
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W
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Ptot= p(Ttip-OAT)=0.33 x(20℃+15℃)=11.6W
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加熱型空速管在紅外相機下熱像圖
狀態(tài)顯示
狀態(tài)針提供以下信息
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LOW-TEMP
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5
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VDC
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探頭端溫度低于參考溫度，有3種原因LOW-TEMP可能
發(fā)生：
1-在上電過程中，直到加熱器達到正確的溫度
2-假如外部溫度非常低，飛機飛的非?？?/span>，以致于加熱 器沒有足夠的功率把探頭加熱到參考溫度。
3-加熱器工作不正常或有故障，探頭溫度根本達不到正 確的參考溫度。
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HIGH-TEMP
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0/5
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VDC
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探頭端溫度高于參考溫度，狀態(tài)顯示在0和5VDC以1Hz
交替顯示。有2種原因HIGH-TEMP可能發(fā)生：
1-在上電過程中或在一個快速溫度變化過程中，加熱器 過沖到參考溫度之上的一小段時間。
2-加熱器工作不正常。
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NORMAL-OP
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0
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VDC
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系統(tǒng)工作正常
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On/Off功能
通過on/off針可以關(guān)閉加熱器。
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ON
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5
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VDC
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如果on/off針不連接，加熱器工作
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OFF
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0
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VDC
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如果0VDC應(yīng)用到on/off針上，加熱器就被關(guān)閉
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如果不需要on/off功能，就保持on/off針開路。電壓一加載到電源針上，加熱器就開始工作。在干燥的空氣里，如果沒有結(jié)冰出現(xiàn)，飛控計算機（FCC）可能決定關(guān)閉加熱器，以便節(jié)省能量。只要飛控計算機加載5VDC到on/off針上，HPS-1H就關(guān)閉加熱器。在苛刻和惡劣的飛行環(huán)境下，強烈建議 保持加熱器在“ON”的狀態(tài)，阻止水汽和冰晶的聚集。
