Nieuwe sensor meet de snelheid van vliegtuigen door laserstralen van luchtmoleculen te stuiteren

Anonim

Nieuwe sensor meet de snelheid van vliegtuigen door laserstralen van luchtmoleculen te stuiteren

vliegtuig

Chris Wood

16 juli 2016

Bekend als het Laser Air Speed ​​Sensing Instrument (LASSI), werd het nieuwe systeem ontwikkeld door wetenschappers in Chelmsford in het Verenigd Koninkrijk (Credit: BAE Systems)

Het Britse defensie- en ruimtevaartbedrijf BAE Systems heeft in de loop der jaren een aantal interessante technologieën bedacht, waaronder gepantserde voertuigen die Formula 1 suspension-technologie gebruikten, en legerhelmen die beengeleiding gebruiken voor communicatie. Het is nu op zoek naar manieren om luchtsnelheid te meten en conventionele, op luchtdruk gebaseerde systemen te vervangen door technologie die rondvliegt met ultraviolette lasers om de klus te klaren.

Conventionele luchtsnelheidssensoren nemen de vorm aan van kleine buizen, bekend als pitot-buizen, die uit vliegtuigen steken. Deze worden gecombineerd met kleine gaten die haaks op de vluchtrichting zijn gepositioneerd, ofwel ergens op de pitotbuizen zelf of ergens anders op het vliegtuig.

De omstandigheden binnen de haakse gaten beschrijven de normale omstandigheden buiten het vliegtuig, iets dat bekend staat als "statische " luchtdruk, terwijl die binnen de pitotbuizen, die in de richting van de vlucht zijn geplaatst, de druk beschrijven gecreëerd door de voorwaartse beweging van het vliegtuig. Het verschil tussen de twee waargenomen drukken wordt gebruikt om luchtsnelheid aan te geven.

Pitot-buizen hebben meestal een ingebouwd verwarmingsapparaat, maar ze zijn nog steeds vatbaar voor ijsvorming onder extreem koude omstandigheden. Door hun aard zijn ze ook kwetsbaar voor botsingen met vogels, en ze zijn niet bijzonder nauwkeurig bij lage snelheden.

Het nieuwe systeem, bekend als het Laser Air Speed ​​Sensing Instrument (LASSI), is ontwikkeld door BAE Systems-wetenschappers die in Chelmsford in het Verenigd Koninkrijk werken. In plaats van te vertrouwen op luchtdruk, maakt de nieuwe technologie gebruik van een ultraviolette laser.

De laser wordt gebruikt om licht van de omringende luchtmoleculen af ​​te kaatsen en de verandering in de kleur van de gereflecteerde straal, zoals veroorzaakt door het Doppler-effect, wordt gemeten.

Dit kan op een vergelijkbare manier worden beschouwd als het klassieke voorbeeld van de politie-sirene van het Doppler-effect. Net zoals het geluid van het naderende voorwerp wordt veranderd naarmate de frequentie van de golf verandert wanneer het voorwerp dichterbij komt en dan verder weg, wordt de frequentie van het laserlicht (en dus de kleur) ook veranderd, afhankelijk van de relatieve snelheid van de lucht moleculen die het licht weerkaatsen naar de detector.

Het ultraviolette licht is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar kleine veranderingen in de kleur kunnen worden opgepikt door de detector van het systeem. In wezen, hoe groter de mate van kleurverandering in het gereflecteerde licht, hoe sneller luchtmoleculen ten opzichte van het vaartuig bewegen, en dus hoe sneller het voertuig beweegt.

BAE heeft al testen uitgevoerd op grondvoertuigen en windtunnels van LASSI, en het team is nu aan het kijken om het systeem te verkleinen, gericht op gebruik in vliegtuigen binnen de komende vijf jaar. Over het algemeen zou het een grote upgrade kunnen bieden ten opzichte van de huidige methoden.

"LASSI kan volledig in het vliegtuig worden geplaatst en is nauwkeurig bij lage luchtsnelheden. ", Aldus Dr Leslie Laycock van BAE Systems. "Deze functies moeten ervoor zorgen dat de apparatuur robuust is tegen beschadiging, minder onderhoud vereist en gemakkelijker te bedienen is met lagere luchtsnelheden. "

Bron: BAE Systems

Bekend als het Laser Air Speed ​​Sensing Instrument (LASSI), werd het nieuwe systeem ontwikkeld door wetenschappers in Chelmsford in het Verenigd Koninkrijk (Credit: BAE Systems)