航空航天技术是国家科技、工业等综合实力的重要标尺。随着我国航空制造业的飞速发展，各类新兴飞行器对飞行参数的传感需求也越来越强烈，这也成为自主知识产权飞行参数传感器行业发展的巨大契机。
近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所、中国科学院大学研究人员许子颉、曹南颖等开发出一款新型自驱动飞行器失速传感监测系统，可原位实时监测固定翼飞行器翼面的气流分离程度，为飞行器操控者提供失速预警、失速程度分析和飞行状态修正提示数据。5月16日，相关研究在《自然-通讯》发表。
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DATSS系统。受访者供图
飞行参数是安全飞行的基础和保障，也是飞行员进行正确操作的依据。比如，飞机失速（机翼因倾角、气流等原因导致升力不足，出现颠簸、俯冲甚至操纵失控等）传感系统在飞行安全中就发挥着不可或缺的作用。航空史上，由于失速导致的飞行安全事故在所有飞行事故中占比最高。2018年和2019年，波音737-MAX8客机曾发生两起因失速传感系统故障导致的空难，事故共导致346名乘客丧生。
“失速传感系统的准确性问题一直备受航空业内关注。”中国科学院北京纳米能源与系统研究所许子颉博士告诉《中国科学报》，“现有商业化程度较高的失速传感方案中，风标攻角传感与压差传感仍存在着非直接原位监测，后端算法复杂的缺陷；当前用于观测翼面湍流程度的引线法（一种失速传感方法）也存在无法数字化量化湍流失速的缺点。同时，较大的体积与质量也使得其难以应用于新兴的多功能无人机等领域。”
为解决这些痛点问题，联合团队基于此前在自驱动传感、自驱动智能监测、智能输入设备等领域的积累，研发出一款自驱动轻质化，原位监测翼面气流分离程度的新型失速传感系统（DATSS）。
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DATSS系统工作原理示意。受访者供图
该论文评审者认为，该系统可实现对失速监测的数字化、可视化与阵列化感知。同时，研究者根据传感系统特征，自主研发了小型微处理系统，对传感数据进行无延时信号分析，能够实现直接法原位对飞行器失速的发生进行预警与解除。
“目前，DATSS系统已经通过风洞测试，计算流体力学（CFD）模拟仿真，小型无人机测试论证，并完成了载人塞斯纳C172S飞行器的实飞测试。在实飞测试中，成功完成对飞行器大攻角失速的预警与深度判断。”中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士说，“未来，该系统将在国产飞行器失速传感解决方案中发挥重要作用。”
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38486-6
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