在直—9直升机上传感器的应用和发展探微

权新胜

摘 要：在近年来，直升机被广泛的应用到军事、搜索、救援等各个领域，直-9直升机是我国引进的法国“海豚”直升机升级后，经过自主开发与研究而迅速投入生产的中型多用型直升机。在该直升机上通过应用各类传感器，来对飞行中的各类数据信息进行收集、整理与分析，对驾驶员调整和控制系统有积极的引导作用。文章就是对直-9直升机上的传感器的种类、应用特点以及未来发展趋势做出分析。

关键词：直-9直升机；传感器；应用

直-9直升机的整体结构较轻，能够承载较大负荷，巡航速度优于同类型的直升机，在飞行的时候噪音较小，操作较为灵活，维修起来比较简单。因此，直-9直升机的应用范围越来越广泛。

1 直-9直升机上传感器的应用

随着航空事业的不断发展，为了满足更多需求，直升机的结构越来越复杂，这就要求直升机的性能精度更高，可靠性更强，稳定性更好以及安全性不断提高，要求对其各个系统的数据实现实时在线监控。为了满足直升机性能发展的需求，一般会应用传感器来对各项数据与参数进行收集与测试[1]。就目前传感器在直升机的使用情况来看，一般会对飞行过程中的压力、温度、位置、位移、角度、速度、转速、高度、油量、载荷、振动频率和振幅、金属以及当前环境的空气流场等数据进行实时收集、测量与分析。应用较为广泛的是测量压力和温度参数的传感器。

1.1 直升机传感器的分类

直-9是一种比较典型的中型直升机，在其集体中应用的传感器种类较多，分布范围较广。安全传感器不仅在动力装置的发动机中的操作系统、燃油系统导航系统中安装，在防火装置、液压系统等其他系统中有广泛的安装。从传感器在整个直升机的机体分布范围来看，传感器分布在直升机的机头、机尾，并从其底部的燃油箱穿过到顶部的旋翼。如图1所示，直升机的各个部分都安装了传感器，用以收集直升机飞行时的各类数据与信息，为驾驶员调整和控制机载装置和系统提供依据。

1.2 直升机传感器的使用特点

1.2.1 工作介质较为复杂

就一般测量情况来看，直升机在进行压力测量的过程中，其测量的工作环境与工作介质都较为复杂，呈现一种多样化的面貌。直升机压力工作测量的介质包括液体和气体两部分，除了一般的工作介质外还包括高温介质和强腐蚀介质[2]。具体来说，包括：煤油及油蒸气、滑油及油蒸气、液压油及油蒸气、汽油及油蒸气、常压空气及低压空气、高温高压空气、高速气流以及飞行中的各类振动源。在进行测量的过程中，工作介质的温差变化较大，一般情况下可以控制在-55℃-450℃之间，但是动力装置发动机的温度最高可达2000℃，且测量中的工作介质的压力范围一般在100Pa-30MPa之间，最高压力值可达到100Ma。

1.2.2 工作环境复杂

在直升机飞行使用的过程中，传感器要承受内外部的压力与压强、温差冲击、电磁干扰等不同的工作环境的干扰，暴露在外部的部分还要承受来自外界自然环境改变带来的湿热、砂尘、淋雨、太阳辐射等不同的外界环境影响。一些装载了火箭炮等武器装置的直升机上，传感器还要承受瞬间的炮击振动；直升机在一些海洋性的高温气候条件下工作的时候，还要避免传感器受到湿热环境的影响，要不断提高其耐腐蚀能力。传感器遍布在直升机的各个部位和元件，所处的工作环境多样而复杂，对传感器的影响较为广泛。

1.2.3 工作性能稳定，使用时间较长

直升机是一种可以长期使用的安全性较高的飞行器。因此，要求其装载的传感器的一般使用时间可以达到10000小时以上，即使传感器在使用的过程中出现故障，也要求传感器的平均故障时间MTBF最少不得少于2000小时。随着直升机的使用范围越来越广泛，人们对传感器的工作性能要求也越来越高，要求传感器能够准确、及时的反应发动机工作状态、火控和武器系统、导航系统信息，并能不断加强传感器的稳定性，要求传感器的总和精度要高于0.1%FS。

2 直9-直升機上传感器的未来发展

随着科学技术手段的不断完善，以及未来作战环境的日益复杂化和多样化，直9-直升机上传感器需要不断进行完善与改进。

2.1 外观更加微型化，精细化

直升机传感器设计如果可以实现微型化、精细化的设计，就可以在很大程度上降低重量，减少功耗，且使得安装更为简单方便；而且由于其整体体积较小，对其他直升机器件造成的影响较小，还可以配套使用相关的微型的器件，可以有效地控制直升机的整体重量与能耗。这是未来直升机传感器发展的必经之路。

2.2 数据集中化

直升机传感器所显示的数据，在很大程度上会影响驾驶员对直升机的飞行状态的判断，从而影响对机体的装载设置和其他系统的控制与调整。因此，在传感器未来的发展中，就有必要加强传感器数据处理的准确性与集中化。可以在传感器的硅片上安置不同的敏感元器件，使其具备更加多样的功能，同时还要保证其整体体积较小，这样就很容易对元件中的数据进行检验与校正。

2.3数字智能化

直-9系列直升机是目前我国现存量最多的直升机，在近年来，我国的直-9直升机已经被广泛出口到国外。但是，随着用户对其使用功能需求的不断增加，要求对现有的直升机的设计平台，尤其是操作系统、显示系统等，希望其能够同当今的数字信息化科技结合起来，实现数字化、智能化[3]。而传统的直-9直升机中的传感器中压力式传感器已经不能满足用户的需求，这也就要求在未来的发展中，传感器要加强对其数字智能化的探索。

与传统的传感器相比，数字智能传感器具有以下的优势：首先，数字智能传感器使用先进的信息技术软件对收集的数据进行处理，可以有效地提高数据的精确性，并能及时的发现系统中存在的定性误差，适当的补偿误差；其次，数字智能传感器在收集数据后可以实现自行诊断、自行校准以及数据存储的功能，可以满足现代直升机的智能化结构的需求；再次，因为数字智能传感器可以自行对数据进行诊断与处理，在直升机飞行的过程中就可以根据实际情况的变化，及时的改变数据输出的形式，使驾驶员对各种机载装置和系统进行及时的调整与控制，还可以通过远程的计算机程序对其进行监控与调整；最后，数字智能传感器的功能更加全面，不仅可以将多个传感器信息进行汇总，还可以根据对象条件的变化，智能改变其输出形式。

直升机传感器实现数字智能化，对压力传感器进行开发，能够使直升机的控制系统在记忆、处理数据时更加智能化与精确化。且在航空控制系统中应用智能压力传感器不仅可以实现接收和发送信号的功能，还可以对传感器已经收集到的信息进行分析，对存在的故障进行诊断，并能及时将故障隔离，减少对飞行的影响。除此之外，直升机传感器实现数字智能化，还可以分担一部分飞行中 FADEC系统需要处理的低级任务，有效地缓解FADEC系统的工作压力，腾出大量的空间，可以对一些相对复杂，并要求进行精确计算的数据进行计算与实时监控，从而提高对直升机飞行动态的判断与控制能力。

3 结束语

总而言之，随着科学技术的不断发展和直升机上机载传感器技术的渐渐成熟，直-9直升机上的传感器功能将更加完善。我国的相关科研技术工作者要加大对其研究，不仅可以研制出红外、激光、图像、雷达探测等机载光电等直升机传感系统，还能研制出在压力、位移等条件下的传感器，能够更加准确的测量出直升机在飞行过程中的飞行状态、动力装置以及机体上的武器控制系统的参数，使驾驶员能够及时获得相关的信息，从而对直升机的飞行状态进行调整。

参考文献

[1]风从翼下掠过.直-9系列直升机，脱胎换骨式的改装变革[J].工业设计，2011（4）：54-57.

[2]陆洋，顾仲权，凌爱民，等.直升机结构响应主动控制中传感器优选问题研究[J].振动与冲击，2011，30（6）：58-61+73.

[3]陈涛，井云鹏.传感器在直-9直升机上的应用和发展[J].电子技术与软件工程，2014（9）.