全時數字化失速傳感系統更好護航飛行安全

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航空航天技術是國家科技、工業等綜合實力的重要標尺。隨著我國航空制造業的飛速發展，各類新興飛行器對飛行參數的傳感需求也越來越強烈，這也成為自主知識產權飛行參數傳感器行業發展的巨大契機。

近日，中國科學院北京納米能源與系統研究所、中國科學院大學研究人員許子頡、曹南穎等開發出一款新型自驅動飛行器失速傳感監測系統，可原位實時監測固定翼飛行器翼面的氣流分離程度，為飛行器操控者提供失速預警、失速程度分析和飛行狀態修正提示數據。5月16日，相關研究在《自然-通訊》發表。

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DATSS系統。受訪者供圖

飛行參數是安全飛行的基礎和保障，也是飛行員進行正確操作的依據。比如，飛機失速（機翼因傾角、氣流等原因導致升力不足，出現顛簸、俯沖甚至操縱失控等）傳感系統在飛行安全中就發揮著不可或缺的作用。航空史上，由于失速導致的飛行安全事故在所有飛行事故中占比最高。2018年和2019年，波音737-MAX8客機曾發生兩起因失速傳感系統故障導致的空難，事故共導致346名乘客喪生。

“失速傳感系統的準確性問題一直備受航空業內關注。”中國科學院北京納米能源與系統研究所許子頡博士告訴《中國科學報》，“現有商業化程度較高的失速傳感方案中，風標攻角傳感與壓差傳感仍存在著非直接原位監測，后端算法復雜的缺陷；當前用于觀測翼面湍流程度的引線法（一種失速傳感方法）也存在無法數字化量化湍流失速的缺點。同時，較大的體積與質量也使得其難以應用于新興的多功能無人機等領域。”

為解決這些痛點問題，聯合團隊基于此前在自驅動傳感、自驅動智能監測、智能輸入設備等領域的積累，研發出一款自驅動輕質化，原位監測翼面氣流分離程度的新型失速傳感系統（DATSS）。

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DATSS系統工作原理示意。受訪者供圖

該論文評審者認為，該系統可實現對失速監測的數字化、可視化與陣列化感知。同時，研究者根據傳感系統特征，自主研發了小型微處理系統，對傳感數據進行無延時信號分析，能夠實現直接法原位對飛行器失速的發生進行預警與解除。

“目前，DATSS系統已經通過風洞測試，計算流體力學（CFD）模擬仿真，小型無人機測試論證，并完成了載人塞斯納C172S飛行器的實飛測試。在實飛測試中，成功完成對飛行器大攻角失速的預警與深度判斷。”中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士說，“未來，該系統將在國產飛行器失速傳感解決方案中發揮重要作用。”