Hãy tưởng tượng một chiếc máy bay chạy qua bầu trời ở độ cao 30.000 feet hoặc một chiếc máy bay không người lái điều hướng trên địa hình phức tạp.Làm thế nào để những cỗ máy này nhận thức chính xác môi trường xung quanh và thu thập dữ liệu quan trọng như tốc độ và độ caoCâu trả lời nằm trong một thiết bị dường như không đáng chú ý, một máy bay có chức năng như mũi của một chiếc máy bay.nó phát hiện những thay đổi tinh tế trong áp suất không khí và cung cấp thông tin quan trọng cho an toàn bay và tối ưu hóa hiệu suất.

Máy phóng dữ liệu trên không, còn được gọi là đầu dò dữ liệu trên không hoặc đầu dò pitot-static, là một dụng cụ chính xác được gắn trên máy bay, máy bay không người lái, xe và thậm chí cả tàu hải quân.Chức năng chính của nó là thu thập dữ liệu khí quyển bao gồm áp suấtThông qua phân tích các phép đo này, máy tính bay có thể xác định vị trí, tốc độ,độ cao/nền sâu, và các thông số thiết yếu khác.

Ngoài việc thu thập dữ liệu cơ bản, các bom dữ liệu trên không đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và thử nghiệm máy bay.Chúng hoạt động như các tiêu chuẩn tham chiếu để hiệu chuẩn và xác minh độ chính xác của các cảm biến và dụng cụ khácVề cơ bản, chúng cung cấp các phép đo chuẩn để đảm bảo độ tin cậy của tất cả dữ liệu chuyến bay.

Máy phóng dữ liệu không khí hoạt động dựa trên các nguyên tắc khí động học cơ bản, tính tốc độ và định hướng máy bay bằng cách đo áp suất không khí khác biệt.Các đầu dò tiêu chuẩn thường đo các thông số chính này:

• góc tấn công (AoA):Cân giữa đường dây dây cánh của máy bay và dòng không khí đối diện.
• góc trượt bên (AoS):góc giữa trục dọc của máy bay và hướng gió tương đối, ảnh hưởng đến sự ổn định bên.
• Áp suất tĩnh (P):Áp suất không khí không bị ảnh hưởng bởi chuyển động của máy bay, được sử dụng để xác định độ cao.
• Tổng áp suất (Pt):Áp suất không khí được đưa vào trạng thái nghỉ ngơi hoàn toàn, được sử dụng với áp suất tĩnh để tính tốc độ không khí thông qua nguyên lý Bernoulli.
• Nhiệt độ không khí bên ngoài (OAT):Nhiệt độ không khí xung quanh ảnh hưởng đến mật độ không khí và hiệu suất máy bay.
• Tổng nhiệt độ không khí (TAT):Nhiệt độ của không khí được đưa đến nghỉ ngơi, được sử dụng để điều chỉnh tốc độ không khí.

Để có được các phép đo chính xác, các bộ sạc dữ liệu không khí phải được đặt ở vị trí mà dòng không khí vẫn tương đối không bị ảnh hưởng bởi chính máy bay.

• Vòng mũi:Vị trí ít bị xáo trộn khí động học nhất, lý tưởng cho các phép đo ban đầu.
• Bề phía trước cánh:Cung cấp dữ liệu tốt nhưng đòi hỏi phải bù đắp cho sự can thiệp của cánh.
• Máy ổn định ngang:Tránh sự xáo trộn thân máy bay nhưng phải tính đến tác động bề mặt đuôi.

Ngoài các phép đo tiêu chuẩn, các máy phóng dữ liệu không khí chuyên dụng có thể kết hợp các cảm biến bổ sung cho các nhiệm vụ cụ thể:

• Cảm biến độ ẩm:Đối với nghiên cứu khí tượng và giám sát môi trường.
• Máy dò băng:Quan trọng đối với an toàn bay trong điều kiện đông lạnh.
• Các máy đo tốc độ:Cung cấp dữ liệu chuyển động toàn diện.
• Máy đo độ căng:Kiểm tra tải trọng cấu trúc trên chính boom.

Các cấu hình khác nhau phục vụ các mục đích khác nhau:

• Cỗ máy thử nghiệm bay:Các dụng cụ chính xác cao cho phát triển máy bay.
• Cây thử xe:Phân tích khí động học ô tô.
• Cảm biến Yaw-and-pitch:Đầu chuyên dụng để đo thái độ.

Với sự tiến bộ nhanh chóng của các hệ thống không người lái, các vụ nổ dữ liệu trên không ngày càng trở nên quan trọng cho các hoạt động máy bay không người lái.

• An toàn tăng cường:Việc đo tốc độ chính xác không khí ngăn ngừa tình trạng trì trệ.
• Tăng hiệu suất:Kiểm soát thái độ tốt hơn làm tăng hiệu quả và sức chịu đựng.
• Định hướng chính xác:Đường bay chính xác để thực hiện nhiệm vụ.
• Nghiên cứu khí quyển:Các cảm biến chuyên dụng góp phần vào các nghiên cứu khí tượng học.

Các công nghệ mới nổi đang thúc đẩy sự phát triển bùng nổ dữ liệu trên không hướng tới:

• Thiết kế nhỏ gọn:Các hệ thống vi điện cơ học (MEMS) cho phép các đầu dò nhỏ hơn, nhẹ hơn cho máy bay không người lái.
• Hệ thống thông minh:Các bộ xử lý tích hợp sẽ thực hiện phân tích dữ liệu tiên tiến trên tàu.
• Tăng độ tin cậy:Vật liệu và chế tạo tiên tiến cải thiện độ bền.
• Tích hợp hệ thống:Kết nối chặt chẽ hơn với các cảm biến khác để nhận thức tình huống toàn diện.

Những thiết bị khiêm tốn này vẫn là điều không thể thiếu cho an toàn và hiệu suất hàng không.và đáng tin cậy hơn hỗ trợ thế hệ máy bay tiếp theo như những người bảo vệ an toàn bay.