基于探空气球系统的高空高速飞行器空速校准方法研究

针对高空高速飞行器的空速系统校准,提出了一种基于高空气象探测气球系统的空速校准方法。通过探空气球系统获取飞行空域的大气数据,以此为基础完成对飞行器的空速系统校准。飞行试验结果表明,采用探空气球系统对高空高速飞行器进行空速系统校准,方法可行、结果可信。     

民用飞机拖锥部件测压特性高速风洞试验研究

民用飞机试飞中拖锥部件一般拖出于机体后部一定距离来测量大气的静压,得到的数据用以对飞机的静压系统(总静压管、静压源)测得的静压数据进行校准。了解拖锥的测压特性对提高静压校准,乃至空速校准都有着重要的意义。目前对拖锥系统的校准方法主要为塔校,该方法覆盖的飞行马赫数一般在0.4以下。为了得到拖锥高马赫数下的测压特性,创新性地在跨声速风洞中对其进行了研究。研究使用了真机使用的拖锥作为主要试验件,全面分析并设计了专门的试验方案,利用跨声速风洞试验技术,在0.3至0.82马赫数范围内对拖锥管路进行了固定角度以及全自由拖锥风洞试验,得到了有规律的压力测量数据。研究内容补足了拖锥校准的马赫数覆盖范围,完善了拖锥校准体系。     

机载激光测速技术在大气数据校准领域的应用研究

在分析准确大气数据重要性及传统校准方法局限性的基础上,本文研究建立了基于机载激光测速的大气数据校准方法,涵盖了静压、空速、马赫数、温度、迎角和侧滑角等参数;总结了国外相关研究项目与验证成果;研究了国内试验条件建设需求,展望了机载激光测速技术未来在飞行试验及航线运营等领域的应用及发展。本文对后续开展相关研究具有一定的参考价值。     

基于飞行试验的无人机空速系统误差修正研究

无人机系统的飞行控制逻辑和极限状态的限制程序都严重依赖于精确的大气数据系统,其准确性与飞行安全直接相关。文中针对现阶段无人机飞行特点,对空速系统误差产生机理进行分析,同时结合无人机空速系统发展现状,确定采用GPS速度法进行空速系统位置误差修正。通过分析总结数据处理流程,提出了正反航向和三边飞行2种飞行方法,利用飞行试验,对2种飞行方法的数据进行处理,发现在侧风较小时,2种飞行方法的数据处理结果基本一致;而在侧风较大时,三边飞行法得到的空速校准误差结果更为可信。     

超声速飞行器FADS系统实时解算设计与验证

针对典型超声速飞行器的头部外形,采用CFD数值模拟方法计算获得超声速飞行器头部测压点阵列的压力数据,设计了基于BP神经网络技术的求解算法和基于FPGA+DSP构架数字信号处理的解算机、飞行马赫数2.0~4.5的嵌入式大气数据传感系统实时解算方案。应用蒙特卡罗法分析测量总误差对算法模型的影响,并获得满足嵌入式大气数据传感系统设计目标要求的测量系统总误差。算法在解算机上完成1次计算所需时间1ms,完全可以满足嵌入式大气数据传感系统算法实时解算设计的要求。在1.2m×1.2m超声速风洞完成求解算法的实时解算试验,试验结果与风洞系统的测量结果基本吻合,系统在实时解算过程中未出现异常、能灵敏反映出来流参数变化、具有很好的鲁棒性和敏捷性。静压测量相对误差≤6.9%,马赫数测量误差0.1,迎角和侧滑角的测量误差均1°。最后还分析了试验误差影响因素,提出了试验改进的方法。     

飞行器飞行大气数据传感技术发展现状与展望

飞行器飞行大气数据传感技术是现代飞行器全包线飞行控制、通信导航和武器打击轨迹精确控制获取飞行大气参数测量的关键或重要途径。回顾了飞行器飞行大气数据传感技术发展历程,阐述了技术跨代发展的驱动因素和系统架构设计、压力受感与传递转换、参数解算模型设计、复杂气象环境适应性设计、系统校准与飞行验证五项关键技术解决情况,分析了现有技术的不足与缺陷,从现代飞行器发展与应用需要出发,结合工程技术研究成果,提出了飞行器飞行大气数据传感技术未来重点发展方向。     

民机首飞空速校准问题研究

中国商飞试飞中心，上海 201323) ： 民机首飞空速校准问题直接影响首飞安全，得到了相关从业者的普遍重视，然而系统性的研究多局限于各公司内部。通过对首飞空速校准的意义进行总结，对拖锥法、伴飞法和GPS四边法等常见的首飞空速校准的方法进行系统性介绍，并基于实际工作经验给出了针对空速校准，在首飞准备、首飞任务设计、首飞安全保障以及首飞机组训练等方面的建议。此外，针对国内民机首飞的实际特点，提出了一种改进的GPS空速校准方法，给出了改进的GPS空速校准法的具体试飞方法、数据处理方法，对该方法的误差来源进行了分析，并将该方法与其他传统方法进行了对比。结果表明，该方法不需要专门的试飞动作和测试改装，可以节省宝贵的首飞时间，同时大大降低实施的难度，可供其它民机型号首飞工作参考。     

基于GPS的飞机侧滑角校准试飞方法研究

针对飞机侧滑角不能够精确测量的问题,提出了一种基于GPS的飞机侧滑角校准试飞方法。先在稳定风场空域以垂直三边飞行,得出飞机的真实空速和准确的空域风场数据,再利用在此空域作协调侧滑试飞动作进行侧滑角校准。试验结果证明此校准试飞方法可行有效。     

先进战斗机过失速机动大气数据融合估计方法

可控的过失速机动是先进战斗机超机动性能的重要标志,飞机飞行包线的扩大已超出传统的大气数据系统测量范围,可靠的迎角、侧滑角、总压、静压等飞行大气数据是制约先进战斗机过失速机动中飞行控制的关键因素。以中国推力矢量验证机为对象,基于过失速机动飞行试验的数据,开展大气参数估计与验证研究。结合过失速机动的时间与空间特性,研究了基于风速、地速、空速矢量和惯性姿态、导航参数的大气参数融合计算方法;针对过失速大迎角状态下飞机周围气流非定常、模型非线性导致的融合大气参数误差的复杂特性,进一步构建深度神经网络,对机动状态融合迎角、侧滑角的强非线性误差进行拟合。仿真和飞行试验表明：该方法可在大迎角飞行状态下实现主要大气参数的融合估计,过失速机动过程中融合迎角误差优于2.3°,融合得到的大气参数可为过失速大迎角机动飞行控制提供可靠的大气参数状态反馈。     

大气数据-惯性组合导航系统

大气数据-惯性组合导航系统的原理框图如图1所示。该系统包含低精度惯导系统、大气数据计算机、磁感应式航向传感器、卡尔曼滤波器及控制器等部分。系统有两种工作方式。第一种工作方式中,开关S_1和S_2均闭合。第二种工作方式中,仅S_1闭合,磁航向只用于惯导系统的方位粗对准,惯性平台航向用于分解真空速向量。本文研究系统在第二种工作方式中的性能。     

3 孔探针的校准及在平面叶栅试验状态控制中的应用

3孔探针作为一种有效的二元流场测量工具，多配合位移机构用于叶栅性能的扫略采集，较少参与试验状态的控制。为 评估3孔探针在平面叶栅试验状态控制中应用的准确性、稳定性，对栅前3孔探针进行了吹风校准，并通过其控制试验状态完成了 平面叶栅试验，结合试验数据详细论证分析了其校准与使用方法以及不同控制方法对试验结果的影响，获得了提高栅前3孔探针 试验状态控制稳定性的方法，并进行了试验验证。结果表明：在Ma>0.3时可通过静压拟合曲线的方法减小探针校准数据使用误 差；探针校准时应以当地大气压作为探针静压参考值；使用栅前探针控制试验状态时，机械零点影响试验状态稳定性，可采用镜像 曲线法修正以减小马赫数计算误差，进而提高控制精度。     

嵌入式大气数据传感系统研究进展

大气数据的精确测量对飞行器的导航与控制至关重要。相较于传统的探针式大气数据测量系统,嵌入式大气数据传感系统更适用于隐身性能要求、大迎角飞行要求的飞行器或高超声速飞行器。回顾了嵌入式大气数据传感系统的发展历程,介绍了该系统完整的组成部分及其工作原理,并指出该系统在应用时的四项关键技术(测压孔布局、气动模型及求解算法、校正算法、故障检测及管理技术),结合国外多种飞行器上该系统不同的应用方案,分别对比分析四项关键技术不同应用方式的优缺点;指出了该系统的四项关键技术均会影响系统精度及可靠性,实际应用中需综合考虑选择其应用方式;最后展望了该系统在未来航空航天领域的应用。     

试验机空速校准试飞结果分析与处理

对某型试验机进行空速校准,并通过编队飞行对其校准结果进行了验证。本文分别对空速校准和对比验证试飞数据进行处理,得到相应的试飞结果,重点分析空速校准结果与对比验证结果两者之间的差异,阐明了其产生的原因,并最终给出此次空速校准合理有效的结果。     

大气数据自动测控系统设计

阐述了大气数据自动测控系统的硬件和软件设计方法,介绍了该系统的硬件和软件结构及关键技术,分析了系统的特点和功能的实现。可对各种飞行器、导弹全／静压系统以及各种大气参数仪表、显示器和传感器进行测试和校验。该系统测试精度和智能化程度高,具有较高的军事和经济效益。     

嵌入式大气数据传感系统的改进算法

简要介绍了嵌入式大气数据传感系统及其空气动力学模型,提出了求解动、静压和修正参数的改进算法.改进算法首先应用Moore-Penrose广义逆矩阵对非线性方程组进行简化.然后采用改进迭代算法和BP神经网络求解动、静压和修正系数.改进算法在精度、可靠性和实时性上都能满足系统的要求.应用BP神经网络,达到系统要求的精度所需要的计算时间只相当于原有算法的5%,具有更大的实时性优势.     

基于GPS的侧风影响下的空速校准方法研究

对试飞中遇到侧风对空速校准结果影响的情况提出2种新方法。对基于GPS的正反航向稳定平飞法进行空速校准作出改进,采用惯性导航给出的航向角和GPS得到的轨迹角来消除正侧风分量的影响,试飞结果证明该方法合理有效。     

高性能飞行器大气数据传感技术研究进展

大气数据是飞行器导航和控制的重要参数，大气数据传感技术是实现飞行器飞行安全及性能发挥的重要保障。针对高性能飞行器对大气数据传感技术的发展需求进行分析，重点介绍了传统大气数据传感技术、嵌入式大气数据传感技术、光学大气数据传感技术及虚拟大气数据传感技术的发展和特点，并对推动嵌入式大气数据传感技术发展的相关技术问题进行了分析和总结，最后对大气数据传感技术的发展进行展望。     

静压孔堵塞后的空速显示研究

针对一起由静压孔堵塞造成的空难事故,对飞机全静压系统静压孔堵塞后,座舱仪表显示的空速九进行了分析,讨论了静压孔堵后仪表显示和马赫数的特点,给忆堵塞后不准确的座舱仪表显示数值估算起初空速和马赫数的近似公式,以及判断静压孔堵塞的方法和静压孔堵塞后应采取的措施,可供飞行训练部门和飞行人员参考。     

小型无人机大气数据采集系统的设计与实现

大气数据采集是小型无人机自动飞行控制系统的关键技术之一。根据小型无人机的飞行任务需求,设计了基于大气数据采集的高度、空速检测系统。该系统以TMS320F2812为核心,采用高精度A/D转换器(12位)提高测量精度,对于提高无人机大气数据检测的动态性能具有较高的应用价值。     

小扰动线性化分析法在嵌入式大气传感系统中的应用

介绍了嵌入式大气数据传感系统三点法计算大气数据的方法,提出采用小扰动线性化分析法解决多变量叠代算法的收敛性分析,最后应用Matlab软件进行了计算验证。研究结果表明,在一般的超声速状态下(马赫数小于4.5),该算法是收敛的。