CN105467158B - 直升机机动飞行的空速修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于直升机大气系统领域，具体涉及一种直升机机动飞行的空速修正方法，解决了直升机在急速下滑转迅速爬升大机动动作时空速反向变化的问题。机上惯性传感器测量得垂直加速度，垂直加速度开辟移动积分窗进行低通滤波处理，滤波处理后的垂直加速度进行修正得与真实空速相差不大的修正空速。本发明修正这个局部失真的空速有利于自动平稳系统对飞行稳定性的控制，降低了飞行员的操纵负担，改善了飞行舒适度。

Description

直升机机动飞行的空速修正方法
技术领域
本发明属于直升机大气系统领域，具体涉及一种直升机机动飞行的空速修正方法。
背景技术
通常直升机空速是由大气系统总静压空速管测量飞行时的迎面总压和机身静压计算获得，由于直升机在飞行时，整个机身均处于旋翼下洗流的裹挟之中，很难找到一个不受旋翼影响的总静压测量位置，总静压测量受旋翼干扰在所难免。在正常的直升机稳定飞行中，总静压源可以通过测量的前飞空速进行修正，但在直升机进行急速下滑转迅速爬升大机动动作时，由于下洗流场的剧烈变化，下洗流对总压的影响瞬时增大，导致计算的空速与真实空速呈现反向变化的现象，这个失真的空速使得自动平稳系统控制直升机“低头”，飞行员为维持希望的姿态而进行相应的操纵调整，增加了飞行员的操纵负担，如何修正此时的空速，提高飞行舒适度成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明为了解决直升机在急速下滑转迅速爬升大机动动作时空速反向变化的问题。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种直升机机动飞行的空速修正方法，其特征在于步骤如下：
机上惯性传感器测量得垂直加速度，垂直加速度开辟移动积分窗按公式（1）进行低通滤波处理，按公式（1）滤波处理后的垂直加速度（），按公式（2）进行修正得与真实空速相差不大的修正空速，
……………………………………………….………公式（1）
……………………………公式（2）
…………………………公式（3）
其中n为积分初始值，N为积分长度，VV为修正空速，VV0为进入修正前的空速，，为修正门限阈值，为加速度修正空速的关系函数，为关于加速度的一次函数，见公式（3），k为一次函数系数。
从飞行原理来看，直升机为阻止急速下滑的高度转而迅速拉升，必然会拉总矩提升力且大角度调整机头方向，但旋翼的响应与机身的动作不可能同步完成，因此旋翼下洗流大小会急剧增大且下洗流场方向与总静压空速管夹角变小，对气流大小和方向敏感的空速管必然受其影响。同时对某型直升机的飞行数据进行分析后我们注意到，在这个大姿态调整的过程中，垂直升力为整个飞行过程中最大位置且变化过程与空速反向变化过程相吻合，借助能很好反应垂直升力的惯性垂直加速度，为修正这个失真的空速提供很好的依据和可操作性。惯性传感器直接测量的垂直加速度是一个高频震荡的含重力加速度的值，为寻求垂直加速度和空速反向变化的规律，需对测量的垂直加速度开辟合适的移动积分窗进行低通滤波处理，滤波处理后的垂直加速度可以很好的定位空速反向变化的起始和结束位置且中间变化过程与空速反向变化趋势相一致。
本发明具有如下有益效果：解决了直升机急速下滑转迅速爬升大机动动作时空速反向变化的问题，修正这个局部失真的空速有利于自动平稳系统对飞行稳定性的控制，降低了飞行员的操纵负担，改善了飞行舒适度。
附图说明
图1为未经修正处理的反向变化的空速图，
图2为经滤波处理后的加速度与高度关系图，
图3修正处理后的空速图。
具体实施方式
一种直升机机动飞行的空速修正方法，其特征在于步骤如下：
测量的垂直加速度开辟移动积分窗进行低通滤波处理，按公式（1）滤波处理后的垂直加速度（）可以很好的定位空速反向变化的起始和结束位置且中间变化过程与空速反向变化趋势相一致，按公式（2）进行修正可得与真实空速相差不大的修正空速，
……………………………………………….………公式（1）
……………………………公式（2）
…………………………公式（3）
其中n为积分初始值，N为积分长度，VV为修正空速，VV0为进入修正前的空速，，为修正门限阈值，为加速度修正空速的关系函数，为关于加速度的一次函数，见公式（3），k为一次函数系数，有关参数本领域技术人员可根据现有技术据经验确定。
实施例： 某型直升机当飞行高度由1200m急速下滑至最低620m后再转迅速爬升的时，从记录数据可以看出，测量的空速有明显的反向变化过程，最大反向速度达30km/h（见图1），这个反向的空速足以让自动平稳系统控制升降舵舵面反向动作，导致机体不稳，显然不是飞行员所希望的。
为了解决空速反向变化问题，将惯性传感器测量的惯性垂直加速度按公式（1）开辟移动积分窗进行滤波处理，处理后的加速度见图2，由图2可知在每次高度变化到最低位置时，加速度值达到峰值，可以很好的定位空速反向变化的位置。在识别到空速反向变化位置后，按公式（2）、（3）进行修正处理，反向的空速变化得到明显的抑制（见图3），飞行舒适度得到了明显改善，提高了飞行品质。

Claims (1)

1.一种直升机机动飞行的空速修正方法，其特征在于步骤如下：
机上惯性传感器测量得垂直加速度，垂直加速度开辟移动积分窗按公式（1）进行低通滤波处理，按公式（1）滤波处理后得垂直加速度，按公式（2）进行修正得与真实空速相差不大的修正空速，
……………………………………………….………公式（1）
……………………………公式（2）
…………………………公式（3）
其中n为积分初始值，N为积分长度，VV为修正空速，VV0为进入修正前的空速，，为修正门限阈值，为加速度修正空速的关系函数，为关于加速度的一次函数，见公式（3），k为一次函数系数。
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