ITPI20120040A1 - METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE - Google Patents
METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- ITPI20120040A1 ITPI20120040A1 IT000040A ITPI20120040A ITPI20120040A1 IT PI20120040 A1 ITPI20120040 A1 IT PI20120040A1 IT 000040 A IT000040 A IT 000040A IT PI20120040 A ITPI20120040 A IT PI20120040A IT PI20120040 A1 ITPI20120040 A1 IT PI20120040A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- air
- speed
- relative
- instrument
- ugps
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 33
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
- G01P21/025—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers for measuring speed of fluids; for measuring speed of bodies relative to fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
- G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
"METODO E DISPOSITIVO PER CALIBRARE UN MISURATORE DI VELOCITA' PER UN OGGETTO VOLANTE, E MISURATORE DI VELOCITA' PROVVISTO DI TALE DISPOSITIVO" "METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING A SPEED METER FOR A FLYING OBJECT, AND A SPEED METER PROVIDED WITH SUCH A DEVICE"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Ambito dell'invenzione Scope of the invention
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per misurare la velocità rispetto all'aria di un velivolo o di un pilota impegnato in una sessione di volo da diporto, provvisto di una funzione di calibrazione, e a un metodo per eseguire una calibrazione di un siffatto dispositivo. The present invention refers to a device for measuring the airspeed of an aircraft or of a pilot engaged in a recreational flight session, provided with a calibration function, and to a method for performing a calibration of such a device. .
Brevi cenni alla tecnica nota Brief notes on the known art
Negli sport dell'aria, come volo in parapendio, deltaplano, aliante, conoscere la velocità con cui avviene il moto rispetto all'aria è un dato molto importante per l'ottimizzazione delle prestazioni e per la sicurezza del volo. In air sports, such as paragliding, hang gliding, gliding, knowing the speed with which the motion occurs with respect to the air is a very important data for optimizing performance and for flight safety.
Attualmente, tale velocità viene di solito valutata per mezzo di piccoli anemometri a elica, in particolare, idonei a produrre un segnale utilizzabile da un computer di volo. Nel caso del volo in parapendio, tali anemometri vengono disposti inferiormente all'imbracatura del pilota. Currently, this speed is usually evaluated by means of small propeller anemometers, in particular, suitable for producing a signal that can be used by a flight computer. In the case of paragliding flight, these anemometers are placed below the pilot's harness.
Strumenti di questo tipo sono meccanicamente poco affidabili poiché comprendono parti in movimento soggette a usura. Inoltre, data la posizione, sono esposti a rotture meccaniche di vario tipo. Infine, l'accuratezza della misura è subordinata alla validità di una preliminare calibrazione. Instruments of this type are mechanically unreliable as they include moving parts subject to wear. Moreover, given their position, they are exposed to mechanical breakages of various kinds. Finally, the accuracy of the measurement is subject to the validity of a preliminary calibration.
Per misurare la velocità relativa dell'aria, in campo aeronautico è molto diffuso l'impiego del tubo di Pitot. Si tratta notoriamente di un dispositivo privo di parti mobili, provvisto di una presa dinamica, esposta al moto relativo dell'aria in modo di risentire sia della pressione statica Psche della pressione dinamica PDdell'aria, cioè della pressione totale PT, e di almeno una presa statica, esposta invece in modo da risentire della sola pressione statica Ps. Un sistema di capillari permette di riportare e di confrontare le due pressioni in una camera differenziale a fluido, in modo da ricavare la pressione dinamica PDper differenza e, da questa, la velocità relativa dell'aria. To measure the relative air velocity, the use of the Pitot tube is widespread in the aeronautical field. It is known that this is a device without moving parts, equipped with a dynamic intake, exposed to the relative motion of the air so as to be affected by both the static pressure Ps and the dynamic pressure PD of the air, i.e. the total pressure PT, and at least one static socket, exposed instead in such a way as to be affected only by the static pressure Ps. A system of capillaries allows to report and compare the two pressures in a differential fluid chamber, in order to derive the dynamic pressure PD by difference and, from this, the relative air velocity.
Per usare correttamente il tubo di Pitot è necessario conoscere la densità dell'aria in moto relativo presso il tubo, nonché eventuali condizioni di flusso non ideale, circostanza che richiede una calibrazione per tenere conto, in particolare, dell'assetto del velivolo. To use the Pitot tube correctly, it is necessary to know the density of the air in relative motion near the tube, as well as any conditions of non-ideal flow, a circumstance that requires calibration to take into account, in particular, the attitude of the aircraft.
Più in dettaglio, nella calibrazione di un anemometro a tubo di Pitot, la velocità IAS (Indicated Air Speed) fornita tal quale dallo strumento viene corretta con un fattore di calibrazione che tiene conto della non idealità del flusso, e che dipende dall'assetto del velivolo. Si ottiene in tal modo una velocità calibrata CAS (calibrated air speed). Un'ulteriore correzione tiene conto della densità dell'aria, determinata con altra strumentazione, e permette di ottenere la velocità reale TAS (true air speed) More specifically, in the calibration of a Pitot tube anemometer, the IAS (Indicated Air Speed) supplied as it is by the instrument is corrected with a calibration factor that takes into account the non-ideality of the flow, and which depends on the attitude of the aircraft. This results in a calibrated air speed (CAS). A further correction takes into account the air density, determined with other instruments, and allows to obtain the real speed TAS (true air speed)
Nel caso degli sport dell'aria, essendo la CAS legata alla conformazione dell'oggetto volante in prossimità dello strumento di misura, che influenza la velocità dell'aria e quindi la pressione dinamica, il tubo di Pitot non è in grado di fornire valori attendibili della velocità dell'aria. Specialmente nel caso del volo in parapendio, o del deltaplano, non è infatti possibile predeterminare il fattore di calibrazione, come avviene invece per gli aeromobili, perché il pilota può posizionare il tubo di Pitot in modo diverso da un volo all'altro. Inoltre, le dimensioni e la forma molto diverse che può avere l'imbracatura rende del tutto imprevedibile il flusso dell'aria attorno al pilota. In the case of air sports, since the CAS is linked to the conformation of the flying object in the vicinity of the measuring instrument, which influences the speed of the air and therefore the dynamic pressure, the Pitot tube is not able to provide reliable values of the air velocity. Especially in the case of paragliding or hang gliding, it is not possible to predetermine the calibration factor, as is the case for aircraft, because the pilot can position the Pitot tube in a different way from one flight to another. Furthermore, the very different size and shape that the harness can have makes the flow of air around the rider completely unpredictable.
Sintesi dell'invenzione Summary of the invention
È quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo per calibrare uno strumento di misura della velocità relativa rispetto all'aria di un pilota o di un velivolo impegnato in una sessione di uno sport d'aria, che permetta una calibrazione affidabile di uno strumento di misura di tale velocità, in particolare di uno strumento comprendente un tubo di Pitot o comunque di uno strumento basato su una misura di pressione dinamica. It is therefore an object of the present invention to provide a method for calibrating an instrument for measuring the relative speed with respect to air of a pilot or of an aircraft engaged in an air sport session, which allows a reliable calibration of a measuring instrument. of this speed, in particular of an instrument comprising a Pitot tube or in any case of an instrument based on a dynamic pressure measurement.
È inoltre scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per misurare la velocità relativa rispetto all'aria di un pilota o di un velivolo impegnato in una sessione di uno sport d'aria, come volo in parapendio, deltaplano, aliante, che sia privo di parti in movimento e, quindi, sia meno soggetto ad usura meccanica rispetto ai dispositivi di tecnica nota. It is also an object of the present invention to provide a device for measuring the relative speed with respect to air of a pilot or an aircraft engaged in a session of an air sport, such as paragliding, hang gliding, gliding, which is without parts. in motion and, therefore, is less subject to mechanical wear than devices of the known art.
È altresì scopo della presente invenzione fornire un siffatto dispositivo che comprenda un tubo di Pitot e che sia in grado di fornire misure affidabili della velocità relativa dell'aria indipendentemente dal proprio assetto, ossia dal proprio orientamento rispetto alla direzione del movimento relativo dell'aria. It is also an object of the present invention to provide such a device which comprises a Pitot tube and which is capable of providing reliable measurements of the relative air velocity regardless of its attitude, ie its orientation with respect to the direction of the relative movement of the air.
Questi e altri scopi sono raggiunti da un metodo per calibrare uno strumento di misura della velocità relativa all'aria di un velivolo, tale misura prevedendo la rilevazione di una grandezza (F) associata alla velocità relativa all'aria, ad esempio di una pressione dinamica, per mezzo dello strumento, il metodo comprendendo le fasi di: These and other purposes are achieved by a method for calibrating an instrument for measuring the relative airspeed of an aircraft, this measurement by providing for the detection of a quantity (F) associated with the relative airspeed, for example of a dynamic pressure , by means of the tool, the method including the steps of:
- esecuzione, da parte del velivolo, di un elemento di traiettoria avente una forma geometrica curvilinea; - execution by the aircraft of a trajectory element having a curvilinear geometric shape;
- misurazione di velocità di riferimento del velivolo relative al suolo, in ciascun punto di una prima pluralità di punti dell'elemento di traiettoria; - measurement of the reference speed of the aircraft relative to the ground, at each point of a first plurality of points of the trajectory element;
- calcolo di una velocità media di riferimento rispetto all'aria a partire dalle velocità relative al suolo; - calculation of an average reference speed with respect to air starting from the relative speeds of the ground;
- acquisizione, mediante lo strumento di misura della velocità, di dati della grandezza (F) associata alla velocità relativa all'aria caratteristica dello strumento, ad esempio di un pluralità di dati di pressione dinamica come nel caso del tubo di Pitot, in una seconda pluralità di punti dell'elemento di traiettoria che il velivolo, ossia il sistema pilota/velivolo, sta percorrendo; - acquisition, by means of the speed measuring instrument, of data of the quantity (F) associated with the relative air velocity characteristic of the instrument, for example of a plurality of dynamic pressure data as in the case of the Pitot tube, in a second plurality of points of the trajectory element that the aircraft, ie the pilot / aircraft system, is traveling;
- per ciascun punto della seconda pluralità di punti, a partire dai suddetti dati della grandezza associata alla velocità relativa all'aria, calcolo di una quantità proporzionale alla velocità del velivolo rispetto all'aria, tramite un algoritmo predeterminato; - for each point of the second plurality of points, starting from the aforementioned data of the quantity associated with the relative airspeed, calculation of a quantity proportional to the speed of the aircraft with respect to the air, by means of a predetermined algorithm;
- calcolo di un valore medio della quantità proporzionale alla velocità del velivolo rispetto all'aria; - calculation of an average value of the quantity proportional to the speed of the aircraft with respect to the air;
- calcolo di un coefficiente di calibrazione a partire dal rapporto tra la velocità media di riferimento rispetto all'aria e il valore medio della quantità proporzionale alla velocità relativa all'aria. - calculation of a calibration coefficient starting from the ratio between the average reference speed with respect to air and the average value of the quantity proportional to the relative air speed.
Vantaggiosamente, è prevista una fase di calcolo del coefficiente di calibrazione come coefficiente istantaneo corrente, cioè riferito all'elemento di traiettoria in corso di esecuzione, ed è prevista anche una fase di aggiornamento del coefficiente di calibrazione, come coefficiente di calibrazione istantaneo, mediante una combinazione del coefficiente di calibrazione istantaneo corrente e di un coefficiente di calibrazione precedente, calcolato in base a dati delle velocità di riferimento relativa al suolo e a dati della grandezza associata alla velocità relativa all'aria riferiti a elementi di traiettoria precedentemente percorsi. Advantageously, a phase of calculating the calibration coefficient is provided as the current instantaneous coefficient, i.e. referred to the trajectory element being executed, and a phase of updating the calibration coefficient is also provided, as an instantaneous calibration coefficient, by means of a combination of the current instantaneous calibration coefficient and a previous calibration coefficient, calculated on the basis of data of the reference speed relative to the ground and data of the quantity associated to the relative airspeed referred to previously traveled trajectory elements.
In una forma realizzativa, la fase di calcolo di una velocità media comprende una fase di determinazione di una circonferenza che meglio approssima le velocità relative al suolo, in un piano di coordinate corrispondenti alle componenti della velocità relativa all'aria in una proiezione piana parallela al suolo dell'elemento di traiettoria, in cui la velocità media relativa all'aria è determinata come il raggio di tale circonferenza. In one embodiment, the step of calculating an average speed comprises a step of determining a circumference that best approximates the relative ground speeds, in a plane of coordinates corresponding to the components of the relative airspeed in a plane projection parallel to the ground of the trajectory element, where the average relative airspeed is determined as the radius of that circumference.
Vantaggiosamente, è prevista una fase di calcolo di uno scarto medio o distanza media tra i valori di velocità rispetto all'aria e la suddetta circonferenza nel piano di coordinate corrispondenti alle componenti della velocità relativa all'aria, ed è prevista anche una fase di calcolo di un peso (η) da attribuire alla velocità media relativa all'aria, dipendente da tale scarto medio o distanza media. Advantageously, a phase of calculating an average deviation or average distance between the air velocity values and the aforementioned circumference in the plane of coordinates corresponding to the components of the relative air velocity is provided, and a calculation phase is also provided. of a weight (η) to be attributed to the average speed relative to the air, depending on this average deviation or average distance.
In particolare, la fase di aggiornamento comprende una combinazione lineare del coefficiente di correzione istantaneo corrente e del coefficiente di calibrazione precedente, in cui sono rispettivamente previsti coefficienti pari al peso calcolato e ad un numero complementare all'unità del peso calcolato. In particular, the updating step comprises a linear combination of the current instantaneous correction coefficient and the previous calibration coefficient, in which coefficients equal to the calculated weight and a number complementary to the unit of the calculated weight are respectively provided.
Preferibilmente, è prevista una fase di verifica (85,87) di tale circonferenza, comprendente almeno una fase di verifica scelta tra: Preferably, a verification step (85,87) of this circumference is provided, comprising at least one verification step chosen from:
- confronto della velocità media determinata come raggio della circonferenza con un valore di velocità di stallo del velivolo o del sistema utilizzatore/velivolo; - comparison of the average speed determined as the radius of the circumference with a stall speed value of the aircraft or user / aircraft system;
- verifica di presenza di punti corrispondenti a valori delle velocità relative al suolo in un angolo superiore ad un angolo di ampiezza predeterminata sul piano di coordinate corrispondenti alle componenti della velocità relativa all'aria, in particolare un angolo di ampiezza 270°, ossia in una porzione corrispondente in ampiezza almeno a tre quadranti del suddetto piano; - verification of the presence of points corresponding to values of relative ground velocities in an angle greater than an angle of predetermined amplitude on the coordinate plane corresponding to the components of the relative velocity in the air, in particular an angle of 270 ° amplitude, i.e. in a portion corresponding in width to at least three quadrants of the aforesaid plane;
ed è prevista inoltre una fase di eliminazione dei valori delle velocità relative all'aria ricevute durante l'esecuzione dell'elemento di traiettoria corrente, in caso di esito negativo di almeno una delle suddette fasi di verifica. and a step is also provided for eliminating the values of the relative air velocities received during the execution of the current trajectory element, in the event of a negative outcome of at least one of the aforesaid verification steps.
In una forma realizzativa, la fase di calcolo di un coefficiente di calibrazione comprende fasi scelte tra: - correzione del valor medio dei valori della grandezza associata mediante il coefficiente di calibrazione e calcolo di un valore corrente di velocità reale rispetto all'aria a partire dalla grandezza associata corretta; In one embodiment, the step of calculating a calibration coefficient comprises steps chosen from: - correcting the average value of the values of the associated quantity by means of the calibration coefficient and calculating a current real velocity value with respect to the air starting from correct associated quantity;
- calcolo di valori di velocità reale rispetto all'aria a partire da valori della grandezza associata e calcolo del valore medio di valori di velocità reale rispetto all'aria. - calculation of real speed values with respect to air starting from values of the associated quantity and calculation of the average value of real speed values with respect to air.
Vantaggiosamente, l'elemento di traiettoria è una porzione di un percorso di guadagno di quota in una corrente ascensionale. Advantageously, the trajectory element is a portion of a height gain path in an updraft.
In una forma realizzativa, la grandezza associata all'aria è scelta tra: In one embodiment, the quantity associated with the air is chosen from:
- una pressione dinamica, determinata direttamente come pressione differenziale tra una pressione totale e una pressione statica, in particolare lo strumento comprende un tubo di Pitot, o indirettamente mediante il calcolo di una differenza di pressione tra una pressione dinamica e una pressione statica, almeno una delle quali è rilevata in corrispondenza dello strumento; - a dynamic pressure, determined directly as the differential pressure between a total pressure and a static pressure, in particular the instrument includes a Pitot tube, or indirectly by calculating a pressure difference between a dynamic pressure and a static pressure, at least one of which it is recognized in correspondence with the instrument;
- una velocità angolare di mezzi elica dello strumento, atti ad entrare in rotazione in caso di moto relativo deio strumento e dell'aria; - an angular velocity of helix means of the instrument, adapted to enter into rotation in the event of relative motion of the instrument and of the air;
- una velocità di un suono emesso dallo strumento in un precorso in prossimità dello strumento; - a speed of a sound emitted by the instrument in a path near the instrument;
- una differenza di temperatura dell'aria tra due punti in un percorso dell'aria in corrispondenza dello strumento, lo strumento essendo atto a cedere calore all'aria in uno di tali punti. - a difference in air temperature between two points in an air path at the instrument, the instrument being able to release heat to the air at one of these points.
La misurazione della velocità relativa al suolo è eseguita attraverso un sistema satellitare globale di posizionamento, in particolare mediante GPS. The measurement of relative ground speed is performed through a global positioning satellite system, in particular using GPS.
Gli scopi sopra indicati sono altresì raggiunti da un dispositivo per calibrare uno strumento di misura della velocità relativa all'aria di un velivolo, lo strumento essendo atto a rilevare una grandezza associata alla velocità relativa all'aria, il dispositivo comprendendo: - mezzi per acquisire misure di velocità relativa al suolo del velivolo, in ciascun punto di una prima pluralità di punti di un elemento di traiettoria percorso dal velivolo, in particolare mezzi di ricezione GPS; The aforementioned purposes are also achieved by a device for calibrating an instrument for measuring the relative airspeed of an aircraft, the instrument being able to detect a quantity associated with the relative airspeed, the device comprising: - means for acquiring measurements of the relative ground speed of the aircraft, at each point of a first plurality of points of a trajectory element traveled by the aircraft, in particular GPS reception means;
- mezzi di calcolo atti a calcolare una velocità media di riferimento rispetto all'aria a partire dalle velocità relative al suolo; - calculation means suitable for calculating an average reference speed with respect to the air starting from the relative speeds of the ground;
- mezzi per acquisire dallo strumento dati della grandezza associata alla velocità relativa all'aria, rilevato dallo strumento in una seconda pluralità di punti dell'elemento di traiettoria; - means for acquiring from the instrument data of the quantity associated with the relative air velocity, detected by the instrument in a second plurality of points of the trajectory element;
- mezzi di calcolo atti a calcolare per ciascun punto della seconda pluralità di punti, a partire dai dati della grandezza associata alla velocità relativa all'aria, una quantità proporzionale alla velocità del velivolo rispetto all'aria, tramite un algoritmo predeterminato; - calculation means able to calculate for each point of the second plurality of points, starting from the data of the quantity associated with the relative airspeed, a quantity proportional to the speed of the aircraft with respect to the air, by means of a predetermined algorithm;
- mezzi di calcolo atti a calcolare un valore medio della quantità proporzionale alla velocità del velivolo rispetto all'aria; - calculation means suitable for calculating an average value of the quantity proportional to the speed of the aircraft with respect to the air;
- mezzi di calcolo atti a calcolare di un coefficiente di calibrazione Yjcome rapporto tra la velocità media di riferimento rispetto all'aria e il valore medio della quantità proporzionale alla velocità relativa all'aria. - calculation means suitable for calculating a calibration coefficient Yj as the ratio between the average reference speed with respect to air and the average value of the quantity proportional to the relative speed of air.
Rientra nell'ambito dell'invenzione anche un dispositivo per misurare una velocità relativa all'aria comprendente un o strumento per rilevare una velocità relativa all'aria di un velivolo, o di un sistema velivolo/utilizzatore, e uno strumento per misurare una velocità relativa all'aria di tipo noto, in particolare uno strumento comprendente un tubo di Pitot o altro strumento basato sul calcolo di un pressione dinamica. Also within the scope of the invention is a device for measuring a relative airspeed comprising an instrument for detecting a relative airspeed of an aircraft, or of an aircraft / user system, and an instrument for measuring an airspeed known type of air, in particular an instrument comprising a Pitot tube or other instrument based on the calculation of a dynamic pressure.
In una forma realizzativa, i mezzi rilevatori di velocità sono mezzi di interazione con un sistema satellitare globale di posizionamento. In one embodiment, the speed detecting means are means for interacting with a global positioning satellite system.
In una forma realizzativa, il dispositivo comprende un dispositivo altimetrico ad esempio atto a rilevare una pressione dell'aria ed a produrre un segnale di altimetria dipendente dalla pressione. In one embodiment, the device comprises an altimetric device for example adapted to detect an air pressure and to produce a pressure-dependent altitude signal.
In una forma realizzativa, il dispositivo comprende un dispositivo per acquisire dati di temperatura dell'aria, detto dispositivo essendo scelto tra: In one embodiment, the device comprises a device for acquiring air temperature data, said device being selected from:
- un dispositivo termometrico atto a produrre un segnale di temperatura dell'aria. - a thermometric device capable of producing an air temperature signal.
- un dispositivo ricevitore di dati meteorologici, in particolare di dati emessi da una stazione di terra, detto dispositivo acquisitore di dati di temperatura essendo atto a produrre un segnale di temperatura dell'aria . - a device for receiving meteorological data, in particular for data emitted by a ground station, said device for acquiring temperature data being able to produce an air temperature signal.
In una forma realizzativa, il dispositivo comprende un dispositivo acquisitore di dati di umidità dell'aria, scelto tra: In one embodiment, the device comprises an air humidity data acquisition device, selected from:
- un dispositivo igrometrico; - a hygrometric device;
— un dispositivo ricevitore di dati meteorologici, in particolare dati emessi da una stazione di terra, detto dispositivo acquisitore di dati di umidità essendo atto a produrre un segnale di umidità dell'aria. - a meteorological data receiver device, in particular data emitted by a ground station, said humidity data acquisition device being able to produce an air humidity signal.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
L'invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui: The invention will be illustrated below with the following description of an embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la figura 1 mostra schematicamente un utilizzatore nel corso di un volo parapendio provvisto di un dispositivo di misura della velocità secondo l'invenzione; Figure 1 schematically shows a user during a paragliding flight provided with a speed measuring device according to the invention;
- la figura 2 mostra schematicamente una corrente ascensionale e un tipico percorso di guadagno di quota in tale corrente ascensionale; Figure 2 schematically shows an updraft and a typical altitude gain path in this updraft;
- la figura 3 mostra schematicamente una porzione di traiettoria curvilinea di un percorso ascensionale analogo a quello di figura 2, e una pluralità di punti di misura di velocità in tale porzione di traiettoria; Figure 3 schematically shows a portion of a curvilinear trajectory of an upward path similar to that of Figure 2, and a plurality of speed measurement points in this trajectory portion;
- la figura 4 mostra uno schema di flusso di un possibile metodo di calibrazione secondo l'invenzione; Figure 4 shows a flow chart of a possible calibration method according to the invention;
- la figura 5 mostra uno schema di tracciatura GPS della posizione di un corpo volante lungo un percorso di guadagno in quota, analogo a quello di figura 2, in un dispositivo di calibrazione secondo l'invenzione; Figure 5 shows a GPS tracking scheme of the position of a flying body along an altitude gain path, similar to that of Figure 2, in a calibration device according to the invention;
- la figura 6 mostra schematicamente un processo di trattamento di dati GPS secondo il metodo e per mezzo del dispositivo di calibrazione secondo l'invenzione; Figure 6 schematically shows a process for processing GPS data according to the method and by means of the calibration device according to the invention;
- la figura 7 mostra schematicamente un dispositivo di calibrazione e/per uno strumento di misura di velocità relativa all'aria di un velivolo. Figure 7 schematically shows a calibration device and / for an instrument for measuring the relative airspeed of an aircraft.
Descrizione di forme realizzative preferite Description of preferred embodiments
Viene ora descritto un possibile metodo di calibrazione di uno strumento per misurare la velocità rispetto all'aria di un oggetto volante, e un metodo di misura di tale velocità, in una possibile realizzazione della presente invenzione. Inoltre, viene decritto un metodo di misura di tale velocità in particolari condizioni di volo. A possible method of calibration of an instrument for measuring the velocity with respect to air of a flying object, and a method of measuring such velocity, is now described in a possible embodiment of the present invention. Furthermore, a method for measuring this speed in particular flight conditions is described.
Con riferimento alla figura 1, un sistema utilizzatore/velivolo 10 comprende uno strumento 30 di misura della velocità rispetto all'aria montato sull'imbragatura 11 di un utilizzatore 12 un velivolo 10, atto ad ospitare un passeggero 12, in una posizione visibile per 1'utilizzatore, nel corso di un volo parapendio mediante un paracadute parapendio 13. Lo strumento 30 di misura della velocità rispetto all'aria può comprendere, ad esempio, un tubo di Pitot, di tipo noto, o altri mezzi sensori della velocità relativa dell'aria basato su una determinazione di pressione dinamica. With reference to Figure 1, a user / aircraft system 10 comprises an instrument 30 for measuring the speed with respect to air mounted on the harness 11 of a user 12 an aircraft 10, adapted to accommodate a passenger 12, in a position visible for 1 the user, during a paragliding flight using a paragliding parachute 13. The instrument 30 for measuring the airspeed can comprise, for example, a Pitot tube, of a known type, or other means for sensing the relative speed of the air based on a dynamic pressure determination.
In alternativa, lo strumento 30 può comprendere uno strumento noto di altro tipo, basato sul movimento di un elemento meccanico per effetto della misura di aria in movimento in prossimità del dispositivo 30, ad esempio mezzi ad elica. In alternativa, lo strumento 30 può comprendere uno strumento provvisto di mezzi sensori della velocità del suono, o di mezzi sensori di temperatura dell'aria associati a mezzi di determinazione di uno scambio termico. Alternatively, the instrument 30 can comprise a known instrument of another type, based on the movement of a mechanical element due to the measurement of air moving near the device 30, for example helix means. Alternatively, the instrument 30 can comprise an instrument provided with sound velocity sensing means, or with air temperature sensing means associated with means for determining a heat exchange.
Il sistema 10 può comprendere un velivolo da diporto provvisto di un'ala 13, come mostrato in figura 1, ad esempio un parapendio, ma anche un aliante, un deltaplano o un altro tipo di velivolo da diporto. The system 10 can comprise a pleasure aircraft provided with a wing 13, as shown in Figure 1, for example a paraglider, but also a glider, a hang glider or another type of pleasure aircraft.
In figura 2 viene mostrato schematicamente un percorso 24 di guadagno di quota in un tragitto 27 di un velivolo da diporto. Il percorso di guadagno di quota 24 sfrutta correnti ascensionali 22 dovute in primo luogo ai normali movimenti convettivi dell'aria, che si manifestano a partire dal suolo 21 in regioni limitate d'aria 23. Il percorso di guadagno di quota 24 ha una forma assimilabile a quella di una spirale comprendente spire sovrapposte, come in figura 2, in caso di calma di vento. Nel caso, non rappresentato, di presenza di vento, le spire sarebbero sfalsate nello spazio secondo la direzione del vento, essendovi la composizione delle velocità della corrente ascensionale e della corrente principale del vento. In figura 3 viene idealmente isolata elemento di traiettoria 24jcomprendente una spira o una porzione di questa, del percorso ascensionale o di guadagno di quota 24. Sull'elemento di traiettoria è individuata una pluralità di punti di misura Pi. Figure 2 schematically shows an altitude gain path 24 in a path 27 of a pleasure aircraft. The altitude gain path 24 exploits updrafts 22 due in the first place to the normal convective movements of the air, which occur starting from the ground 21 in limited air regions 23. The altitude gain path 24 has a similar shape to that of a spiral comprising superimposed coils, as in figure 2, in case of calm wind. In the case, not shown, of the presence of wind, the coils would be staggered in space according to the direction of the wind, since there is the composition of the speeds of the updraft and of the main current of the wind. In Figure 3 a trajectory element 24j is ideally isolated comprising a loop or a portion thereof, of the upward or height gain path 24. A plurality of measurement points Pi are identified on the trajectory element.
Con riferimento alla figura 4, viene descritto un metodo di calibrazione e di misura secondo una forma realizzativa vantaggiosa dell'invenzione. With reference to Figure 4, a calibration and measurement method is described according to an advantageous embodiment of the invention.
Il metodo prevede una fase di esecuzione di un elemento di traiettoria curvilineo 24j, cioè una fase durante la quale il velivolo percorre un elemento di traiettoria 24j, che può vantaggiosamente far parte di un percorso di guadagno di quota 24 del tipo mostrato nella figura 2. Ad esempio, l'elemento di traiettoria curvilineo può essere una spira 24jdel percorso di guadagno di quota. La traiettoria curvilinea 24 comprende una pluralità di elementi di traiettoria preferibilmente consecutivi 24j, come l'elemento mostrato in figura 2. The method provides for a step in the execution of a curvilinear trajectory element 24j, i.e. a step during which the aircraft travels along a trajectory element 24j, which can advantageously be part of an altitude gain path 24 of the type shown in Figure 2. For example, the curvilinear trajectory element may be a loop 24j of the elevation gain path. The curvilinear trajectory 24 comprises a plurality of preferably consecutive trajectory elements 24j, such as the element shown in Figure 2.
Mentre viene percorso l'elemento di traiettoria curvilineo 24j, un sistema satellitare globale, ad esempio il GPS, rileva la presenza del velivolo 10 ed esegue una serie di misurazioni di una velocità uGps,jidel velivolo 10 rispetto al suolo, in una pluralità di punti Pj±scelti lungo l'elemento di traiettoria 24jcome i punti Pi di figura 3. Corrispondentemente, viene eseguita una fase 82 di acquisizione, a bordo del velivolo 10, di tali misure di velocità remote uGps,ji- I dati di velocità uGPS,jirispetto al suolo vengono sottoposti ad una fase di elaborazione 83 che ha lo scopo di calcolare un valore di velocità medio, rispetto all'aria, del velivolo 10 lungo l'elemento di traiettoria 24j. Nella forma realizzativa di figura 4, la fase di elaborazione 83 comprende una fase 84 di determinazione di una circonferenza 29 che meglio approssima i dati di velocità uGPS,ji (vx,vy), in un piano coordinato cartesiano avente assi vx, vy, in cui vxe vysono le componenti della velocità vettoriale v del velivolo 10 rispetto al suolo, lungo l'elemento di traiettoria 24j. La circonferenza 29 è mostrata in figura 6. La circonferenza 29 è definita, nel piano vx,vy, dalla posizione 25 del centro C e dal raggio 26, di lunghezza R. La posizione 25 del centro C indica la velocità media del vento durante l'esecuzione della fase di misura mediante GPS e di acquisizione 82 dei dati GPS, e costituisce un dato rilevante per la conduzione del volo. While the curved trajectory element 24j is traveled, a global satellite system, for example GPS, detects the presence of the aircraft 10 and performs a series of measurements of a uGps speed, j of the aircraft 10 with respect to the ground, at a plurality of points Pj ± selected along the trajectory element 24j as the points Pi of Figure 3. Correspondingly, a step 82 is performed for the acquisition, on board the aircraft 10, of these remote uGps speed measurements, ji- the uGPS speed data, j on the ground they are subjected to a processing step 83 which has the purpose of calculating an average speed value, with respect to the air, of the aircraft 10 along the trajectory element 24j. In the embodiment of Figure 4, the processing step 83 comprises a step 84 for determining a circumference 29 which best approximates the speed data uGPS, ji (vx, vy), in a Cartesian coordinate plane having axes vx, vy, in where vxe vys are the components of the vector velocity v of the aircraft 10 with respect to the ground, along the trajectory element 24j. The circumference 29 is shown in figure 6. The circumference 29 is defined, in the vx, vy plane, by the position 25 of the center C and by the radius 26, of length R. The position 25 of the center C indicates the average wind speed during l execution of the measurement step by means of GPS and acquisition 82 of the GPS data, and constitutes a relevant datum for the conduction of the flight.
Il valore della lunghezza R del raggio 26 della circonferenza 29 indica invece il valor medio uGps,jdel modulo della velocità rispetto all'aria del velivolo 10, per cui la fase di elaborazione 83 comprende una fase di calcolo 84' del valor medio uGps,jdel modulo della velocità rispetto all'aria attraverso il valore R del raggio 26. The value of the length R of the radius 26 of the circumference 29 indicates instead the average value uGps, j of the modulus of the speed with respect to the air of the aircraft 10, for which the processing step 83 includes a calculation step 84 'of the average value uGps, j of the modulus of velocity with respect to air through the R value of radius 26.
Per determinare la circonferenza 29 sono necessari almeno tre punti Qj±del piano (vx,vy), corrispondenti a tre punti di misura Pj± dell'elemento di traiettoria 24j, tuttavia il procedimento di determinazione della velocità rispetto all'aria è tanto più preciso quanto maggiore è il numero dei punti di misura Pj±definiti sull'elemento di traiettoria 24j, e quindi dei corrispondenti punti Qj± del piano 28 (figura 6). To determine the circumference 29, at least three points Qj ± of the plane (vx, vy) are required, corresponding to three measurement points Pj ± of the trajectory element 24j, however the procedure for determining the speed with respect to air is all the more precise the greater the number of measurement points Pj ± defined on the trajectory element 24j, and therefore of the corresponding points Qj ± of the plane 28 (Figure 6).
La fase di elaborazione 83 può comprendere inoltre una fase 85 di verifica del fatto che la velocità uGps,jsia maggiore o meno di un determinato valore di velocità di stallo u*. In caso negativo, viene eseguita una fase di scarto 86 del dato di velocità media uGps,jassieme ai valori di velocità uGps,jiin base ai quali uGps,jè stato determinato, e il metodo procede con una nuova fase di misura 82 su un nuovo elemento di traiettoria co, 24j+ifino a verificare la relazione uGps,j>u*. The processing step 83 may further comprise a step 85 for verifying whether the speed uGps, j is greater or less than a certain value of the stall speed u *. If not, a rejection phase 86 of the uGps average speed data is performed, together with the uGps speed values, ji on the basis of which uGps, j has been determined, and the method proceeds with a new measurement phase 82 on a new element of trajectory co, 24j + up to verify the uGps relationship, j> u *.
Successivamente, può essere vantaggiosamente eseguita una fase 87 di verifica della distribuzione dei punti Q±in corrispondenza della circonferenza 29 in un angolo di ampiezza cp sufficientemente ampio attorno al centro C della circonferenza 29. In particolare, viene verificata la presenza di punti Q±di misura della velocità in almeno tre dei quadranti 28a,28b,28c,28d del piano 28(vx,vy). Ciò corrisponde a un'ampiezza minima cp* di 270°. In caso negativo, la popolazione di dati non è considerata sufficiente per determinare correttamente la velocità media rispetto all'aria, e viene anche in questo caso eseguita una fase di scarto 86 del dato di velocità uGps,jassieme ai valori di velocità uGps,jiin base ai quali uGPS,jè stato determinato, il metodo procede allora anche in questo con una nuova fase di misura 82 su un nuovo elemento di traiettoria co, 24j+i, fino a verificare la relazione cp>cp*. Subsequently, a step 87 of checking the distribution of the Q ± points at the circumference 29 can be advantageously carried out in a sufficiently wide angle of amplitude cp around the center C of the circumference 29. In particular, the presence of Q ± di points is checked. measurement of the velocity in at least three of the quadrants 28a, 28b, 28c, 28d of the plane 28 (vx, vy). This corresponds to a minimum width cp * of 270 °. If not, the data population is not considered sufficient to correctly determine the average speed with respect to air, and also in this case a phase of rejecting 86 of the uGps speed data is performed, together with the uGps speed values, ji in base to which uGPS, j has been determined, the method then proceeds also in this with a new measurement phase 82 on a new trajectory element co, 24j + i, until the relationship cp> cp * is verified.
Successivamente, viene eseguita una fase 88 di verifica dello scarto medio o distanza media dei punti Qj±rispetto alla circonferenza approssimante 29, e di calcolo di un peso pjda attribuire al valore di velocità media Subsequently, a step 88 is performed to verify the average deviation or average distance of the points Qj ± with respect to the approximating circumference 29, and to calculate a weight pj to be attributed to the average speed value
Ucps,jcalcolato in base ai punti Qj±. Tale peso pjdipende dal valore dello scarto, ed è un indicazione di quanto sia affidabile l'approssimazione fatta durante la fase 84 di determinazione della circonferenza 29 e di calcolo della velocità media uGPS,j. Ucps, j calculated based on the points Qj ±. This weight pjdepends on the value of the deviation, and is an indication of how reliable is the approximation made during the step 84 of determining the circumference 29 and calculating the average speed uGPS, j.
Mentre viene percorso l'elemento di traiettoria 24j, lo strumento 30 esegue una fase 91 di misura, producendo in generale una serie di misure non calibrate della velocità Us,jiin corrispondenza di una pluralità di punti di misura dell'elemento di traiettoria 24j. Senza nuocere alla generalità, tali punti di misura possono sostanzialmente coincidere con i punti Pj±in corrispondenza dei quali è stata determinata la velocità del sistema o velivolo 10 rispetto al suolo. Viene inoltre eseguita una fase 92 di calcolo di una velocità media us,jnon calibrata in base ai valori di velocità non calibrati While the trajectory element 24j is traveled, the instrument 30 carries out a measurement step 91, generally producing a series of uncalibrated measurements of the velocity Us, ji at a plurality of measuring points of the trajectory element 24j. Without affecting the generality, these measurement points can substantially coincide with the points Pj ± at which the speed of the system or aircraft 10 with respect to the ground has been determined. A step 92 of calculating an average speed us, j not calibrated on the basis of the uncalibrated speed values is also performed
US,ji. US, ji.
La forma realizzativa del metodo secondo lo schema di figura 4 fa riferimento ad uno strumento 30 atto a rilevare una grandezza F associata alla velocità relativa rispetto all'aria, ed atto anche a creare un segnale di velocità relativa all'aria e a fornire direttamente tale valori di velocità relative all'aria. In altre parole, lo strumento 30, secondo tale forma realizzativa, comprende mezzi di conversione, ad esempio mezzi di calcolo, per convertire il valore della grandezza effettivamente misurata, associata alla velocità relativa all'aria, in un valore di velocità relativa all'aria dello strumento 30, secondo un algoritmo predefinito dal costruttore dello strumento 30. Ad esempio, In una forma realizzativa, vantaggiosa, lo strumento è un tubo di Pitot cui sono associati mezzi di calcolo per convertire il valore della pressione dinamica come pressione differenziale rilevata dal tubo di Pitot in un valore di velocità relativa all'aria, secondo un predefinito coefficiente di proporzionalità tra la velocità e la radice quadrata della pressione dinamica. The embodiment of the method according to the diagram of Figure 4 refers to an instrument 30 able to detect a quantity F associated with the relative speed with respect to air, and also able to create a signal of relative speed to the air and to directly supply said values. speed relative to air. In other words, the instrument 30, according to this embodiment, comprises conversion means, for example calculation means, for converting the value of the quantity actually measured, associated with the relative air velocity, into a relative air velocity value. of the instrument 30, according to an algorithm predefined by the manufacturer of the instrument 30. For example, in an advantageous embodiment, the instrument is a Pitot tube associated with calculation means for converting the value of the dynamic pressure as the differential pressure detected by the tube of Pitot in a value of relative velocity to the air, according to a predefined coefficient of proportionality between the velocity and the square root of the dynamic pressure.
Secondo una forma realizzativa non rappresentata, il metodo può prevedere anche la rilevazione di grandezze ausiliarie, in particolare di grandezze che descrivono le condizioni dell'aria attraversata durante il volo, per correggere opportunamente il valore di velocità rilevata dallo strumento 30. Tali grandezze sono pertinenti con la correlazione tra la grandezza ausiliaria e la velocità relativa all'aria. Ad esempio, il metodo può prevedere fasi di misurazione di una o più grandezze scelte tra la temperatura dell'aria, l'umidità relativa dell'aria in corrispondenza dello strumento 30 e l'altitudine, che vengono utilizzati nel suddetto algoritmo predefinito. Possono altresì essere ricevuti dati di tale grandezza o tali grandezza provenienti da una stazione meteo remota. According to an embodiment not shown, the method can also provide for the detection of auxiliary quantities, in particular of quantities that describe the conditions of the air crossed during the flight, to suitably correct the speed value detected by the instrument 30. These quantities are pertinent with the correlation between the auxiliary quantity and the relative air velocity. For example, the method can provide steps for measuring one or more quantities chosen between the air temperature, the relative humidity of the air at the instrument 30 and the altitude, which are used in the aforementioned predefined algorithm. Data of this magnitude or such magnitude from a remote weather station can also be received.
Il metodo prevede inoltre una fase di calcolo di un coefficiente di calibrazione. The method also includes a step of calculating a calibration coefficient.
In particolare, il metodo prevede una fase 93 di calcolo di un coefficiente di calibrazione istantaneo Yj, cioè riferito alle misure in base ai valori di velocità media rispetto all'aria uGps,je us,j, entrambe eseguite mentre il velivolo o sistema 10 percorre l'elemento di traiettoria 24j. Il valore di Yjpuò essere calcolato, mnella presente forma realizzativa, in cui lo strumento 30 mette a disposizione un segnale cionvenrtito in velocità rispetto all'aria, attraverso la formula Yj= uGps,j/us,j. In tal caso, il metodo può inoltre prevedere una fase 94 di calcolo di un coefficiente di calibrazione aggiornato Yjche tiene conto dell'affidabilità dei valori di velocità misurati attraverso il GPS nell'elemento di traiettoria 24j, al attraverso il peso r|jattribuito alla velocità media uGPS,j.Ciò può avvenire, in particolare, calcolando j_ con la formula Yj= Yj-i (1-pj)+YjPj, se j>0, cioè per elementi di traiettoria 24jsuccessivi al primo, ovvero assumendo Yj= Yjper j=0, cioè il primo elemento di traiettoria di una sequenza. In particular, the method provides for a step 93 for calculating an instantaneous calibration coefficient Yj, i.e. referred to measurements based on the values of average speed with respect to air uGps, je us, j, both carried out while the aircraft or system 10 is traveling the trajectory element 24j. The value of Yj can be calculated, in the present embodiment, in which the instrument 30 provides a signal reached in speed with respect to air, through the formula Yj = uGps, j / us, j. In this case, the method can also provide a step 94 for calculating an updated calibration coefficient Yj which takes into account the reliability of the speed values measured through the GPS in the trajectory element 24j, through the weight r | j attributed to the speed uGPS average, j. This can be done, in particular, by calculating j_ with the formula Yj = Yj-i (1-pj) + YjPj, if j> 0, i.e. for elements of trajectory 24j following the first, or assuming Yj = Yj for j = 0, i.e. the first trajectory element of a sequence.
Esaurito un ciclo di misura e di calcolo, come definito dalle fasi 81-88 e 91-94, tali fasi possono essere ripetute con mentre il sistema o velivolo 10 percorre un nuovo elemento di traiettoria 24j+isuccessivo a 24jsulla traiettoria 24, ad esempio consecutivo a 24j. Once a measurement and calculation cycle has been completed, as defined by phases 81-88 and 91-94, these phases can be repeated with while the system or aircraft 10 travels along a new trajectory element 24j + next to 24j on trajectory 24, for example consecutive to 24j.
In base al coefficiente di calibrazione aggiornato corrente, può essere calcolata la velocità v corrente del velivolo o sistema 10 rispetto all'aria, attraverso la formula v = γ v*TAS, in cui v*TASè un valore non calibrato della velocità del velivolo 10 rispetto all'aria, come istantaneamente misurato dallo strumento 30, e γ è un valore di coefficiente di calibrazione via via pari all'ultimo valore di coefficiente di calibrazione aggiornato Yj. Based on the current updated calibration coefficient, the current speed v of the aircraft or system 10 with respect to air can be calculated by using the formula v = γ v * TAS, where v * TAS is an uncalibrated value of the speed of the aircraft 10 with respect to air, as instantaneously measured by the instrument 30, and γ is a calibration coefficient value gradually equal to the last updated calibration coefficient value Yj.
In particolare, una volta esaurita la fase di guadagno di quota, il coefficiente di calibrazione si mantiene costante sull'ultimo calcolato. In particolare, in caso di traiettoria rettilinea, il calcolo del valore aggiornato del coefficiente di calibrazione non produce variazioni del coefficiente di calibrazione aggiornato stesso, poiché i valori di velocità misurati in una traiettoria di bassa curvatura, in particolare in una traiettoria sostanzialmente rettilinea, possono essere scartati attraverso la fase di scarto 86. In particular, once the height gain phase is exhausted, the calibration coefficient remains constant on the last one calculated. In particular, in the case of a straight path, the calculation of the updated value of the calibration coefficient does not produce changes in the updated calibration coefficient itself, since the speed values measured in a low curvature path, in particular in a substantially straight path, can be discarded through the reject phase 86.
Lo strumento 30 continuerà a fornire valori calibrati della velocità rispetto all'aria, v, basandosi sull'ultimo valore calcolato. Instrument 30 will continue to provide calibrated airspeed values, v, based on the last calculated value.
Ovviamente, la misura del valore di velocità v non è necessariamente successiva a un'esecuzione di una determinata traiettoria 24j. In altre parole lo strumento 30 è in grado di fornire misure consecutive di velocità rispetto all'aria ad intervalli inferiori al tempo necessario per eseguire il ciclo di calibrazione definito dalle fasi 81-88 e 91-94. Obviously, the measurement of the speed value v does not necessarily follow an execution of a given trajectory 24j. In other words, the instrument 30 is capable of providing consecutive measurements of velocity with respect to air at intervals less than the time necessary to carry out the calibration cycle defined by steps 81-88 and 91-94.
In un'altra forma realizzativa, non rappresentata, il metodo può prevedere una fase di calcolo di un coefficiente di calibrazione istantaneo γj, corrispondente alla fase 93 del metodo di figura 4, a partire dai valori della grandezza associata alla velocità relativa all'aria, misurata nei punti Pj±, come forniti dallo strumento 30, e il loro impiego in un algoritmo corrispondente alla formula sopra riportata comprendente il calcolo di una quantità proporzionale alla velocità del velivolo rispetto all'aria, diversa dalla velocità stessa. In another embodiment, not shown, the method can provide for a calculation step of an instantaneous calibration coefficient γj, corresponding to step 93 of the method of figure 4, starting from the values of the quantity associated with the relative air velocity, measured at the points Pj ±, as supplied by the instrument 30, and their use in an algorithm corresponding to the above formula comprising the calculation of a quantity proportional to the speed of the aircraft with respect to the air, different from the speed itself.
Con riferimento alla figura 7, un dispositivo di misura 40 autocalibrato o autocalibrante, secondo l'invenzione, comprende, in una forma realizzativa di base, uno strumento di misura 30 della velocità relativa all'aria, che può essere di uno dei tipi sopra indicati, in particolare uno strumento comprendente un tubo di Pitot o altro strumento atto a fornire un dato di pressione dinamica. Il dispositivo 40 comprende poi mezzi di ricezione 32 di un segnale proveniente da un sistema remoto come un sistema satellitare globale, ad esempio mezzi di ricezione GPS . Il dispositivo 40 comprende inoltre mezzi di calcolo 34, ad esempio nella forma di un computer di volo, atti ad eseguire il metodo secondo l'invenzione, ad esempio nella forma realizzativa precedentemente descritta con riferimento alle figure 1-6, nonché mezzi di visualizzazione 35 di parametri calcolati dai mezzi di calcolo 34, tra cui il valore della velocità calibrata v. Il dispositivo comprende inoltre mezzi di alimentazione 36, in particolare mezzi a batteria. With reference to Figure 7, a self-calibrating or self-calibrating measuring device 40, according to the invention, comprises, in a basic embodiment, an airspeed measuring instrument 30, which can be of one of the types indicated above. , in particular an instrument comprising a Pitot tube or other instrument suitable for providing a dynamic pressure datum. The device 40 further comprises means 32 for receiving a signal coming from a remote system such as a global satellite system, for example GPS reception means. The device 40 also comprises calculation means 34, for example in the form of a flight computer, suitable for carrying out the method according to the invention, for example in the embodiment previously described with reference to Figures 1-6, as well as display means 35 of parameters calculated by the calculation means 34, including the value of the calibrated speed v. The device further comprises power supply means 36, in particular battery means.
Lo strumento 30 comprende vantaggiosamente mezzi trasduttori del valore di una grandezza misurata in un segnale elettrico, non rappresentati, in modo da produrne segnale elettrico 31 corrispondete ad una grandezza rappresentativa della velocità rispetto all'aria, ad esempio, nel caso di un tubo d Pitot, una pressione dinamica rilevata come pressione differenziale, oppure mezzi trasduttori di pressioni statica e totale rilevati separatamente, o mezzi trasduttori di una velocità angolare nel caso di strumenti 30 basati su un elica azionata dal moto relativo dell'aria e dello strumento. The instrument 30 advantageously comprises transducer means of the value of a measured quantity in an electric signal, not shown, so as to produce an electric signal 31 corresponding to a quantity representative of the velocity with respect to air, for example, in the case of a Pitot tube , a dynamic pressure detected as differential pressure, or transducer means of static and total pressure detected separately, or transducer means of an angular velocity in the case of instruments 30 based on a propeller driven by the relative motion of the air and of the instrument.
In una forma realizzativa, un dispositivo 40' può comprendere i mezzi 32,34,35,36 sopra indicati, nonché mezzi di interfaccia 30', atti a ricevere un segnale elettrico o di altro tipo, secondo un protocollo definito dal costruttore dello strumento 40', compatibile con un segnale 31, elettrico o di altro tipo, reso disponibile dallo strumento 30. In one embodiment, a device 40 'can comprise the means 32,34,35,36 indicated above, as well as interface means 30', suitable for receiving an electrical or other type of signal, according to a protocol defined by the manufacturer of the instrument 40 ', compatible with a signal 31, electrical or other, made available by the instrument 30.
In un'altra forma realizzativa, il dispositivo di misura autocalibrato, o lo strumento 30, può comprendere mezzi di acquisizione di grandezze ausiliarie, come l'umidità relativa dell'aria e/o la temperatura dell'aria e/o l'altitudine, ossia un igrometro e/o un misuratore di temperatura e/o un altimetro, e mezzi per creare segnali, in particolare elettrici, riferiti a tali grandezze ausiliarie, nonché mezzi per combinare tali segnali riferiti alle grandezze ausiliarie, per correggere il valore di velocità o della grandezza associata alla velocità fornito dallo strumento (30). In another embodiment, the self-calibrated measuring device, or the instrument 30, can comprise means for acquiring auxiliary quantities, such as the relative humidity of the air and / or the temperature of the air and / or the altitude, i.e. a hygrometer and / or a temperature meter and / or an altimeter, and means for creating signals, in particular electrical, referring to these auxiliary quantities, as well as means for combining these signals referring to the auxiliary quantities, to correct the speed value or of the quantity associated with the speed supplied by the instrument (30).
La descrizione di cui sopra di varie forme esecutive specifiche è in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme esecutive specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme esecutive specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo. The above description of various specific embodiments is capable of showing the invention from a conceptual point of view so that others, using the prior art, will be able to modify and / or adapt these specific embodiments in various applications without further research and without departing from the inventive concept, and, therefore, it is understood that such adaptations and modifications will be considered as equivalent to the specific embodiments. The means and materials for carrying out the various functions described may be of various nature without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used have a purely descriptive purpose and therefore not limitative.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000040A ITPI20120040A1 (en) | 2012-04-07 | 2012-04-07 | METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000040A ITPI20120040A1 (en) | 2012-04-07 | 2012-04-07 | METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITPI20120040A1 true ITPI20120040A1 (en) | 2013-10-08 |
Family
ID=46321312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000040A ITPI20120040A1 (en) | 2012-04-07 | 2012-04-07 | METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITPI20120040A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4829441A (en) * | 1987-03-26 | 1989-05-09 | Crouzet - A French "Societe Anonyme" | Method for determining the air speed of a helicopter, system for carrying on this method and method for calibrating such air speed determining method and system |
| US20090299554A1 (en) * | 2007-01-19 | 2009-12-03 | Airbus | Method and device for monitoring the speed of an aircraft |
| US20110238373A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-09-29 | United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics and | In-Flight Pitot-Static Calibration |
-
2012
- 2012-04-07 IT IT000040A patent/ITPI20120040A1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4829441A (en) * | 1987-03-26 | 1989-05-09 | Crouzet - A French "Societe Anonyme" | Method for determining the air speed of a helicopter, system for carrying on this method and method for calibrating such air speed determining method and system |
| US20090299554A1 (en) * | 2007-01-19 | 2009-12-03 | Airbus | Method and device for monitoring the speed of an aircraft |
| US20110238373A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-09-29 | United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics and | In-Flight Pitot-Static Calibration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8718971B2 (en) | System for determining the airspeed of an aircraft | |
| US11008118B2 (en) | Airspeed measurement system | |
| CN106248139B (en) | Atmospheric data measuring probe | |
| CN110346605B (en) | Method and system for aircraft airspeed calibration based on static pressure error correction | |
| US20060178790A1 (en) | High-altitude capable wide velocity range flight velocity vector measurement probe and measurement system | |
| JP6488645B2 (en) | Running resistance calculation method, running resistance measurement method, and running resistance calculation device | |
| CN109710961A (en) | A kind of High Altitude UAV ceiling data processing method based on GPS data | |
| US20180299314A1 (en) | Integrated sensor unit for fuel gauging | |
| Rodi et al. | Correction of static pressure on a research aircraft in accelerated flight using differential pressure measurements | |
| Popowski et al. | Measurement and estimation of the angle of attack and the angle of sideslip | |
| CN113342053A (en) | Aircraft airspeed calibration method | |
| US9815565B1 (en) | Tracker and vibration analysis system | |
| BR102015017185A2 (en) | method of estimating the speed of an aircraft relative to the surrounding air, and associated system | |
| EP3685170B1 (en) | An airflow measurement device | |
| US20120265453A1 (en) | Air Data Sensor Device | |
| CN109583067B (en) | Design method of high-speed aircraft transition position measurement sensor based on temperature balance | |
| ES2651369T3 (en) | System and process for measurement and evaluation of aerial and inertial data | |
| CN110954138B (en) | Air pressure altimeter detection method based on portable detection equipment | |
| CN107764477A (en) | The scaling method and system of a kind of wind pressure sensor | |
| ITPI20120040A1 (en) | METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE A SPEED GAUGE FOR A FLYING OBJECT, AND SPEED METER PROVIDED WITH THIS DEVICE | |
| CN114778887A (en) | Unmanned aerial vehicle wind measurement method and device based on improved triangular vector model | |
| CN206311128U (en) | Semi-cylindrical atmosphere parameter measurement is popped one's head in | |
| CN102662078B (en) | Multi-shaft type omni-directional airspeed sensor of helicopter | |
| Pačes et al. | A combined angle of attack and angle of sideslip smart probe with twin differential sensor modules and doubled output signal | |
| CN111413992B (en) | Unmanned aerial vehicle safety control equipment and method |