本发明涉及飞行试验领域,具体涉及一种用于失速与抖振飞行试验的实时监控方法和设备。
背景技术:
1、ccar-25《运输类飞机适航标准》中规定运输类飞机在适航取证过程中必须开展失速与抖振飞行试验。由于试验状态处于飞机飞行边界,试验动作复杂,失速与抖振飞行试验完成难度大,试验风险高。型号研制实践表明,实时监控是判断飞行试验是否完成、预警危险状态的有效手段。失速与抖振飞行试验重点监控的关键参数(如升力系数、抖振强度、减速率等)需进行二次计算设计。
2、目前,常规实时监控方法较为成熟,通常会设计性能、操稳、动力等专业的通用监控画面,主要展示常规参数的时间历程曲线,但无专门针对失速与抖振飞行试验的监控方法。升力系数、抖振强度、减速率等关键参数的现有计算方法只适用于事后完整的时间历程数据,而实时监控计算只能逐点计算或基于当前时刻以前的数据计算,现有计算方法无法应用于实时监控。
3、因此,亟需一种对现有技术进行改进的系统和方法。
技术实现思路
1、提供本
技术实现要素:
来以简化形式介绍将在以下具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
2、针对现有技术中的问题,需要一种能够实时计算针对失速与抖振飞行试验的升力系数、抖振强度、减速率等关键参数的方法与设备,从而提供对这些关键参数的实时监控。
3、本发明为了解决上述问题而作。本发明设计了一种用于失速与抖振飞行试验中的实时监控的方法与设备。在该方法中,首先访问飞机上的传感器在一时间段内生成的传感器数据,然后基于所获取的传感器数据来实时计算包括升力系数、抖振强度、减速率在内的关键参数数据集,并且还同时在显示设备上显示该关键参数数据集。
4、在本发明的一个实施例中,公开了一种用于失速与抖振飞行试验中的实时监控的方法,该方法包括:
5、通过遥测链路获取飞机上的传感器采集到的传感器数据以作为遥测数据;
6、基于该遥测数据来实时计算包括升力系数、抖振强度、减速率在内的关键参数数据集;以及
7、在显示设备上显示该关键参数数据集。
8、在本发明的一个实施例中,通过遥测链路获取飞机上的传感器采集到的传感器数据进一步包括:经由地面接收器通过遥测链路接收来自机上测试采集设备的遥测数据。
9、在本发明的一个实施例中,该遥测数据包括:静压、空速、马赫数、迎角、纵向和法向过载、以及振动加速度。
10、在本发明的一个实施例中,该方法进一步包括通过以下操作来实时计算该升力系数:
11、对该遥测数据进行实时滤波以获取经平滑的纵向和法向过载;
12、对该经平滑的纵向和法向过载进行转换以计算飞机稳定轴的法向过载;
13、根据该飞机稳定轴的法向过载、静压、空速、马赫数、飞机重量、飞机气动数据来计算飞机的升力系数;以及
14、对该升力系数进行重心修正以获取飞机的实时升力系数。
15、在本发明的上述实施例中,对该遥测数据进行实时滤波进一步包括应用时域局部平滑算法来对该遥测数据中的该纵向和法向过载进行在线数据处理以剔除其中的噪声。
16、在本发明的一个实施例中,该方法进一步包括通过以下操作来实时计算该抖振强度:
17、获取当前时刻前的一时间段内的振动加速度;
18、确定该振动加速度在该时间段内的最大值和最小值;
19、将该最大值减去该最小值得到峰-峰值;以及
20、将该峰-峰值除以二以获取该抖振强度。
21、在本发明的一个实施例中,该方法进一步包括通过以下操作来实时计算该减速率:
22、获取当前时刻的空速;
23、获取当前时刻前的一时间段内空速大于该当前时刻的空速达到阈值的最晚时刻;以及
24、根据该最晚时刻和该空速来计算与该当前时刻相对应的减速率。
25、在本发明的上述实施例中,实时计算该减速率进一步包括在未找到该最晚时刻的情况下将该减速率置零。
26、在本发明的一个实施例中,在显示设备上显示该关键参数数据集进一步包括:
27、通过绘制迎角和该升力系数的关系曲线来显示该升力系数;
28、采用时间历程曲线的方式来显示该抖振强度,同时绘制抖振强度限制线以预警飞机振动达到危险状态;以及
29、采用时间历程曲线的方式来显示该减速率。
30、在本发明的另一个实施例中,公开了一种用于失速与抖振飞行试验中的实时监控的设备,该设备包括:
31、网络接口,其被配置成通过遥测链路获取飞机上的传感器采集到的传感器数据以作为遥测数据;
32、处理器,其被配置成:
33、基于该遥测数据来实时计算包括升力系数、抖振强度、减速率在内的关键参数数据集;以及
34、在显示设备上显示该关键参数数据集;
35、存储器,其被配置成存储该遥测数据以及计算该关键参数数据集所需的其他飞机特征数据。
36、在本发明的一个实施例中,该网络接口被进一步配置成通过以下操作来通过遥测链路获取飞机上的传感器采集到的传感器数据:经由地面接收器通过遥测链路接收来自机上测试采集设备的遥测数据。
37、在本发明的一个实施例中,该遥测数据包括:静压、空速、马赫数、迎角、纵向和法向过载、以及振动加速度。
38、在本发明的一个实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算该升力系数:
39、对该遥测数据进行实时滤波以获取经平滑的纵向和法向过载;
40、对该经平滑的纵向和法向过载进行转换以计算飞机稳定轴的法向过载;
41、根据该飞机稳定轴的法向过载、静压、空速、马赫数、飞机重量、飞机气动数据来计算飞机的升力系数;以及
42、对该升力系数进行重心修正以获取飞机的实时升力系数。
43、在本发明的上述实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来对该遥测数据进行实时滤波:应用时域局部平滑算法来对该遥测数据中的该纵向和法向过载进行在线数据处理以剔除其中的噪声。
44、在本发明的一个实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算该抖振强度:
45、获取当前时刻前的一时间段内的振动加速度;
46、确定该振动加速度在该时间段内的最大值和最小值;
47、将该最大值减去该最小值得到峰-峰值;以及
48、将该峰-峰值除以二以获取该抖振强度。
49、在本发明的一个实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算该减速率:
50、获取当前时刻的空速;
51、获取当前时刻前的一时间段内空速大于该当前时刻的空速达到阈值的最晚时刻;以及
52、根据该最晚时刻和该空速来计算与该当前时刻相对应的减速率。
53、在本发明的上述实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算该减速率:在未找到该最晚时刻的情况下将该减速率置零。
54、在本发明的一个实施例中,该处理器被进一步配置成通过以下操作来在显示设备上显示该关键参数数据集:
55、通过绘制迎角和该升力系数的关系曲线来显示该升力系数;
56、采用时间历程曲线的方式来显示该抖振强度,同时绘制抖振强度限制线以预警飞机振动达到危险状态;以及
57、采用时间历程曲线的方式来显示该减速率。
58、在本发明的又一个实施例中,提供了一种存储指令的计算机可读存储介质,这些指令用于失速与抖振飞行试验中的实时监控,包括:
59、用于通过遥测链路获取飞机上的传感器采集到的传感器数据以作为遥测数据的指令;
60、用于基于该遥测数据来实时计算包括升力系数、抖振强度、减速率在内的关键参数数据集的指令;以及
61、用于在显示设备上显示该关键参数数据集的指令。
62、在结合附图研读了下文对本发明的具体示例性实施例的描述之后,本发明的其他方面、特征和实施例对于本领域普通技术人员将是明显的。尽管本发明的特征在以下可能是针对某些实施例和附图来讨论的,但本发明的全部实施例可包括本文所讨论的有利特征中的一个或多个。换言之,尽管可能讨论了一个或多个实施例具有某些有利特征,但也可以根据本文讨论的本发明的各种实施例使用此类特征中的一个或多个特征。以类似方式,尽管示例性实施例在下文可能是作为设备、系统或方法实施例进行讨论的,但是应当领会,此类示例性实施例可以在各种设备、系统、和方法中实现。
1.一种用于失速与抖振飞行试验中的实时监控的方法,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的方法,其中所述遥测数据包括:静压、空速、马赫数、迎角、纵向和法向过载、以及振动加速度。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述方法进一步包括通过以下操作来实时计算所述升力系数:
4.如权利要求2所述的方法,其中所述方法进一步包括通过以下操作来实时计算所述抖振强度:
5.如权利要求2所述的方法,其中所述方法进一步包括通过以下操作来实时计算所述减速率:
6.一种用于失速与抖振飞行试验中的实时监控的设备,所述设备包括:
7.如权利要求6所述的设备,其中所述遥测数据包括:静压、空速、马赫数、迎角、纵向和法向过载、以及振动加速度。
8.如权利要求7所述的设备,其中所述处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算所述升力系数:
9.如权利要求7所述的设备,其中所述处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算所述抖振强度:
10.如权利要求7所述的设备,其中所述处理器被进一步配置成通过以下操作来实时计算所述减速率:
