CN109592076A - 飞机操纵品质评估方法及操纵性能试验参数选定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种飞机操纵品质评估方法,包括以下步骤:‑建立操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型;‑根据飞行包线、大气扰动和系统状态的概率与操纵品质等级之间的矩阵关系求解关系模型。本发明还提供了一种使用所述评估方法选定操纵性能试验参数的方法。本发明提供的飞机操纵品质评估方法的优点在于:直接用于选定飞行试验清单中需要考虑的故障状态,并可以确定该状态下飞机应满足的最低操纵品质等级。
Description
技术领域
本发明涉及飞行状态评估技术领域,尤其涉及一种飞机操纵品质评估方法及操纵性能试验参数选定方法。
背景技术
飞机的操纵品质是指在执行规定飞行任务时,飞行员任务影响到完成任务的难易程度的特点,它涉及到飞行安全和驾驶员操纵难易程度的飞机的各种特性,包括操纵性、机动性、横向和纵向稳定等,是衡量飞机性能好坏的一个重要因素,对飞机的操纵品质进行评估是十分必要的。美国联邦航空管理局基于库珀-哈珀方法和美军标中操纵品质的主观评价方法,制定了操纵品质等级评估方法,并于2018年更新咨询通告AC25-7D,其内容过于简要,没有在实际操作层面对适航实践提供具体指导和要求(AC-25-7D Flight Test Guidefor Certi-fication of Transport Category Airplanes[S].Federal Aviation Admin-istration,2018.)。张彤分析总结了采用HQRM方法评估的演示失效清单确定流程,从理论上提出了失效对操纵品质影响需考虑的因素、试验手段的选取原则和评估流程,该流程需要跨专业合作,且缺乏具体试验案例(张彤.HQRM方法在适航审定实践中的应用[J].飞行力学,2013,31(6):553-557.)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种飞机操纵品质评估方法,从而为评估飞行安全时所需考虑的各项因素提供依据;并提供以该方法为依据选定飞机操纵性能试验参数的方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:
一种飞机操纵品质评估方法,包括以下步骤:
-建立操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型;
-根据飞行包线、大气扰动和系统状态的概率与操纵品质等级之间的矩阵关系求解关系模型。
优选地,构建的操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型为:
Q=m·lg Xa+n·lg Xe+q·lg Xc
其中,Xa为某个大气扰动等级的概率,Xe为飞机处于飞行包线中某一特定位置的概率,Xc为飞机系统状态的概率。
优选地,概率状态矩阵X满足以下条件:
S1<[m n q]·X≤S2
其中,S1和S2分别为对应的等级矩阵的上下限。
优选地,Q值与飞机应满足的最低操纵品质等级的关系如表1所示:
表1最低操纵品质等级与Q之间的关系
Q | 0≤Q<3 | 3≤Q<6 | 6≤Q<8 | 8≤Q |
最低操纵品质等级 | 满意(S) | 可接受(A) | 可控(C) | - |
飞行状态与最低操纵品质等级的关系如表2所示:
表2飞行状态与最低操纵品质等级关系表
其中,NFE表示飞行包线正常状态的集合,OFE表示飞行包线使用状态的集合,LFE表示飞行包线限制状态的集合;
对于飞行包线,正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5;轻微、中等、严重大气扰动三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5;飞行状态概率(Xc*Xe)同时考虑飞行包线和系统状态,在可能、不可能状态的边界概率为100、10-5、10-9,结合飞行包线处的边界条件,考虑的系统状态边界为:
表3根据飞行状态边界选定系统状态概率边界
删除重复项,加入大气扰动的状态概率,考虑概率对数值的绝对值,得到:
表4状态边界
另外,在总体概率(Xc*Xe*Xa)低于10-9的状态下,一般不对最低操纵品质做出要求,即整体发生概率为10-9为可控(C)等级边界,结合大气扰动和飞行包线的边界概率条件,可控飞行状态边界概率为:
表5根据整机状态边界选定系统状态概率边界
删除超出项,加入大气扰动后的状态边界为:
表6状态边界(考虑整机状态)
大气扰动边界 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 |
飞行包线边界 | 0 | 3 | 5 | 0 | 3 | 5 | 0 | 3 |
系统状态 | 9 | 6 | 4 | 6 | 3 | 1 | 4 | 1 |
整机状态 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
删除表6与表4的重复项,得到需要考虑的状态边界的组合:
表7状态边界(考虑飞行状态和整机状态)
删除飞行概率超出10-9的项,得到矩阵X。
优选地,所述概率状态矩阵X为:
操纵品质等级矩阵分别为:
S1=[0 0 3 0 3 3 6 6 3 3 8 6 6 6 8 6 6 8 8 6 8 8 6 6 8 8 6 8 8]
S2=[3 3 6 3 6 6 8 8 6 6 9 8 8 8 9 8 8 9 9 8 9 9 8 8 9 9 8 9 9]
将矩阵代入不等式S1<[m n q]X≤S2,得到:
[-1.0460 -0.9642 -0.5505]
[-0.9607 -0.7053 -0.3575]
取中间值,得到m=-1,n=-0.83,q=-0.45得到操纵品质的表达式为:
Q=-lg Xa-0.83lg Xe-0.45lg Xc。
本发明还提供了使用所述评估方法选定操纵性能试验参数的方法,包括以下步骤:
-确定大气扰动状态;
-确定飞行包线状态;
-确定多状态单元的组合概率;
-将各状态概率值排列组合代入操纵品质的表达式中,选择操纵品质在阈值之内的参数进行操纵性能试验。
优选地,所述确定飞行包线状态的步骤包括以下步骤:
-建立划分飞行包线状态的因素的集合;
集合中需要考虑的状态包括飞机襟翼状态、发动机工作状态、飞行阶段、过载、俯仰角、速度、攻角、横滚角、高度和抖振;并按照数值将飞行包线状态划分为正常集合N、使用集合O和限制集合L。
-收集飞行状态数据集合的各项数值构建集合FE;
-判断采集的数值集合FE与飞行包线状态集合的关系;
1)若FE∈N,则飞行包线为正常包线,得出结论;若则进入下一步;
2)若FE∈O,则飞行包线为使用包线,得出结论;若则飞行包线为限制包线;
超出集合L的情况不进行考虑。
优选地,所述确定多状态单元的组合概率的方法如下:
将具有多状态特征单元的状态分为正常、部分故障、完全失效三种情况,各单元的状态可表示为:
m越接近0代表故障程度越高,假设单元的状态Ti取0,0.5或1,单元处于完全失效、故障和正常状态的概率分别用p、k和q表示,则满足以下条件:
p=P(Ti=0)
k=P(Ti=0.5)
q=P(Ti=1)
p+q+k=1
1)多状态单元串联
对于由n个单元串联而成的系统来说,整个系统的状态T存在{0,0.5n,0.5n-1,…,0.51,1}共n+1种状态,
则整个系统处于各状态的概率表示为:
2)多状态单元并联
对于由n个相同单元并联构成的系统,系统状态T有{0,0.5,1}三种状态,可表示为:
系统处于各状态的概率可表示为:
3)多状态单元串并联
对于既包含串联又包含并列的系统来说,按照情况1)和2)的方法由子系统向大系统逐渐推算,最终计算出整个系统的状态概率。
优选地,对于大气扰动轻微、中等、严重三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5,对于飞行包线正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5。
优选地,将飞行操行性能试验相关的参数分别排列组合,并计算出每种组合对应的大气扰动、飞行包线和系统状态的概率值,代入操纵品质关系模型:
Q=-lg Xa-0.83·lg Xe-0.45·lg Xc
若Q≥8,则该组参数不在考虑范围;
若6≤Q<8,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可控”(C)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若3≤Q<6,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可接受”(A)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若0≤Q<3,则飞机遇到该状态时应满足最低为“满意”(S)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中。
本发明提供的飞机操纵品质评估方法及操纵性能试验参数的选定方法的优点在于:该评估方法参考了大量的边界条件,能够满足大部分情况的性能评估,可直接用于选定飞行试验清单中需要考虑的故障状态,并可以确定该状态下飞机应满足的最低操纵品质等级,从而辅助进行试验参数选定,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的实施例所提供的最低操纵品质等级确定流程图;
图2是本发明的实施例所提供的飞行包线状态确定流程图;
图3是本发明的实施例所提供的多状态单元串联系统示意图;
图4是本发明的实施例所提供的多状态单元并列系统示意图;
图5是本发明的实施例所提供的多状态单元串并联系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
一种飞机操纵品质评估方法,包括以下步骤:
-建立操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型:
Q=m·lg Xa+n·lg Xe+q·lg Xc
其中,Q表示操纵品质,Xa为某个大气扰动等级的概率,Xe为飞机处于飞行包线中某一特定位置的概率,Xc为飞机系统状态的概率。
-根据飞行包线、大气扰动和系统状态的概率与操纵品质等级之间的矩阵关系求解关系模型;
概率状态矩阵X满足以下条件:
S1<[m n q]·X≤S2
其中,S1和S2分别为对应的等级矩阵的上下限,
Q值与飞机应满足的最低操纵品质等级的关系如表1所示:
表1:最低操纵品质等级与Q之间的关系
Q | 0≤Q<3 | 3≤Q<6 | 6≤Q<8 | 8≤Q |
最低操纵品质等级 | 满意(S) | 可接受(A) | 可控(C) | - |
飞行状态与最低操纵品质等级的关系如表2所示:
表2:飞行状态与最低操纵品质等级关系表
其中,NFE表示飞行包线正常状态的集合,OFE表示飞行包线使用状态的集合,LFE表示飞行包线限制状态的集合;
习惯上的大气扰动等级划分标准如下:轻微大气扰动可瞬时引起飞机的姿态和高度发生轻微的、不稳定的变化,一般侧风风速小于10节(约18.5km/h);中等大气扰动类似轻微扰动,但更加强烈,可引起飞机的高度和姿态发生改变,通常引起飞机指示空速的变化,一般侧风风速最大可以达到25节(约46.3km/h);严重大气扰动可引起飞机的姿态和高度发生大的、突然的偏离,通常引起较大的指示空速变化,侧风风速显著地超过可以保证飞机最低起降安全的侧风值。
对于飞行包线,正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5;轻微、中等、严重大气扰动三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5;飞行状态概率(Xc*Xe)同时考虑飞行包线和系统状态,是飞机本身的状态,其概率低于10-9时,属于极不可能状态,一般不考虑;仅考虑可能、不可能状态的边界概率为100、10-5、10-9,结合飞行包线处的边界条件,考虑的系统状态边界为:
表3根据飞行状态边界选定系统状态概率边界
删除重复项,加入大气扰动的状态概率,考虑概率对数值的绝对值,得到:
表4状态边界
另外,在总体概率(Xc*Xe*Xa)低于10-9的状态下,一般不对最低操纵品质做出要求,即整体发生概率为10-9为可控(C)等级边界,结合大气扰动和飞行包线的边界概率条件,可控飞行状态边界概率为:
表5根据整机状态边界选定系统状态概率边界
删除超出项,加入大气扰动后的状态边界为:
表6状态边界(考虑整机状态)
大气扰动边界 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 |
飞行包线边界 | 0 | 3 | 5 | 0 | 3 | 5 | 0 | 3 |
系统状态 | 9 | 6 | 4 | 6 | 3 | 1 | 4 | 1 |
整机状态 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
删除表6与表4的重复项,得到需要考虑的状态边界的组合:
表7状态边界(考虑飞行状态和整机状态)
删除飞行概率超出10-9的项,得到矩阵X。
得到概率对应的状态矩阵X为:
操纵品质等级矩阵分别为:
S1=[0 0 3 0 3 3 6 6 3 3 8 6 6 6 8 6 6 8 8 6 8 8 6 6 8 8 6 8 8]
S2=[3 3 6 3 6 6 8 8 6 6 9 8 8 8 9 8 8 9 9 8 9 9 8 8 9 9 8 9 9]
将矩阵代入不等式S1<[m n q]X≤S2,得到:
[-1.0460 -0.9642 -0.5505]
[-0.9607 -0.7053 -0.3575]
取中间值,得到m=-1,n=-0.83,q=-0.45,即
Q=-lg Xa-0.83lg Xe-0.45lg Xc
由此可知,对飞机操纵品质影响最大的因素主要是大气扰动,其次则是飞行包线;系统状态的影响小于飞行包线和大气扰动,但仍是不可忽略的。
参考图1,在得到操纵品质评估公式之后,就可以该公式判断操纵性能试验中的各参数是否需要考虑,具体包括以下方法:
1、确定大气扰动状态;
确定航线上的各等级大气扰动的概率,这一过程有直接的数据参考,大气扰动轻微、中等、严重三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5。
2、确定飞行包线状态;
飞行包线状态包括正常、使用和限制三种状态,其划分由飞机襟翼状态、发动机工作状态、过载Nz、飞机迎角AOA等共同作用完成。建立划分飞行包线状态的因素的集合:
FE=[Flap,Eng,Flifht Phase,Nz,Pitch,V,AOA,Roll,Altitude,Buffet]
其中:Flap代表飞机襟翼状态,包含收起和放下;Eng代表发动机工作状态,分为正常工作和不工作;Flifht Phase代表飞行阶段,分为起飞、着陆以及巡航阶段;Nz,Pitch,V,AOA,Roll,Altitude,Buffet分别代表过载、俯仰、速度、攻角、横滚、高度和抖振。
表3:各飞行包线状态下的飞机特性数据
根据表3的飞行包线轮廓范围,确定飞行包线状态的流程参考图2:
①收集飞行状态数据,包括襟翼、发动机状态、迎角等;
②将收集的数据填入集合FE中;
③判断采集的数值集合FE与飞行包线状态集合的关系;
1)若FE∈N,则飞行包线为正常包线,得出结论;若则进入下一步;
2)若FE∈O,则飞行包线为使用包线,得出结论;若则飞行包线为限制包线;
对于超出表3范围的情况不进行考虑。
由于大气扰动在飞机结构外部影响着飞机飞行操纵,使得飞机抖振、产生姿态变化等,严重大气扰动有时会对飞行包线的状态产生影响,本实施例中在这种情况下飞行包线的概率应依然使用正常飞行状态的概率:
①严重的风切变;飞机上设计了用于规避风切变的程序,在遇到风切变时,飞机会将迎角拉向迎角限制值,此时飞行包线处于使用飞行包线或限制飞行包线状态,此时概率为10-3或10-5,但实际上的概率应为100;
②突风;飞机会由于突风而经受超速,从巡航速度进入使用飞行包线,在这种情况下,飞行包线的概率应为100,而不是10-3。
同样的道理,某些系统状态也会改变飞行包线状态,此时飞行包线的概率依然使用系统状态之前正常飞行包线状态的概率值,一般情况下,可能导致飞行状态改变的系统状态为:①丧失警告;②飞机稳定性降低。
本实施例中,对于飞行包线,正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5。
3、确定多状态单元的组合概率;
对于系统状态来说,主要由底事件组合概率确定,将具有多状态特征单元的状态分为正常、部分故障、完全失效三种情况,各单元的状态可表示为:
m越接近0代表故障程度越高,假设单元的状态Ti取0,0.5或1,单元处于完全失效、故障和正常状态的概率分别用p、k和q表示,则满足以下条件:
p=P(Ti=0)
k=P(Ti=0.5)
q=P(Ti=1)
p+q+k=1
1)多状态单元串联
参考图3,对于由n个单元串联而成的系统来说,任一单元完全失效,则系统完全失效,所有单元正常工作,系统处于正常状态,其余状态下,系统均处于部分故障状态,故整个系统的状态T存在{0,0.5n,0.5n-1,…,0.51,1}共n+1种状态,
则整个系统处于各状态的概率表示为:
2)多状态单元并联
参考图4,对于由n个相同单元并联构成的系统,当所有单元完全失效时,系统完全失效;任一单元正常工作时,系统正常工作;其余状态下,系统都处于部分故障状态,且故障程度为各单元状态的组合;系统状态T有{0,0.5,1}三种状态,可表示为:
系统处于各状态的概率可表示为:
3)多状态单元串并联
以图5所示的系统为例,元件a与b串联构成模块m,模块m与元件c并列构成模块n,模块n与元件d串联构成整个系统;各元件的状态参考表4,
表4某系统元件和模块状态及概率表
元件 | 正常状态(1) | 故障状态(0.5) | 故障状态(0) |
a | 0.8 | 0.1 | 0.1 |
b | 0.9 | - | 0.1 |
c | 0.9 | - | 0.1 |
d | 0.7 | 0.2 | 0.1 |
在确定状态和概率时,由子模块逐渐推出整个系统的状态和概率,具体如下:
P(m1)=P(a1)P(b1)=0.72
P(m0)=P(a0)+P(b0)-P(a0)P(b0)=0.19
P(m0.5)=P(a0.5)P(b1)=0.09
P(n1)=P(m1)+P(c1)-P(m1)P(c1)=0.972
P(n0)=P(m0)P(c0)=0.019
P(n0.5)=P(m0.5)P(c0)=0.009
P(s1)=P(n1)P(d1)=0.6804
P(s0)=P(n0)+P(d0)-P(n0)P(d0)=0.1171
P(s0.5)=P(n1)P(d0.5)+P(n0.5)P(d1)=0.2007
P(s0.25)=P(n0.5)P(d0.5)=0.0018
因此系统正常概率为0.6804,完全失效概率为0.1171,故障程度为0.5的概率为0.2007,故障程度为0.25的概率为0.0018。
4、确定最低操纵品质
将飞行操行性能试验相关的参数分别排列组合,对于每组参数通过上述步骤得到系统状态概率Xc与遇到飞行包线Xe、大气扰动状态概率Xa,并代入关系模型中:
Q=-lg Xa-0.83·lg Xe-0.45·lg Xc
若Q≥8,则该状态不在考虑范围;
若6≤Q<8,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可控”(C)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若3≤Q<6,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可接受”(A)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若0≤Q<3,则飞机遇到该状态时应满足最低为“满意”(S)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,在不脱离本发明的精神和原则的前提下,本领域普通技术人员对本发明所做的任何修改、等同替换、改进等,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种飞机操纵品质评估方法,其特征在于:包括以下步骤:
-建立操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型;
-根据飞行包线、大气扰动和系统状态的概率与操纵品质等级之间的矩阵关系求解关系模型。
2.根据权利要求1所述的一种飞机操纵品质评估方法,其特征在于:构建的操纵品质与飞行包线、大气扰动和系统状态的概率之间的关系模型为:
Q=m·lgXa+n·lgXe+q·lgXc
其中,Xa为某个大气扰动等级的概率,Xe为飞机处于飞行包线中某一特定位置的概率,Xc为飞机系统状态的概率。
3.根据权利要求2所述的一种飞机操纵品质评估方法,其特征在于:概率状态矩阵X满足以下条件:
S1<[mnq]·X≤S2
其中,S1和S2分别为对应的等级矩阵的上下限。
4.根据权利要求3所述的一种飞机操纵品质评估方法,其特征在于:Q值与飞机应满足的最低操纵品质等级的关系如表1所示:
表1 最低操纵品质等级与Q之间的关系
飞行状态与最低操纵品质等级的关系如表2所示:
表2 飞行状态与最低操纵品质等级关系表
其中,NFE表示飞行包线正常状态的集合,OFE表示飞行包线使用状态的集合,LFE表示飞行包线限制状态的集合;
对于飞行包线,正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5;轻微、中等、严重大气扰动三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5;飞行状态概率(Xc*Xe)同时考虑飞行包线和系统状态,在可能、不可能状态的边界概率为100、10-5、10-9,结合飞行包线处的边界条件,考虑的系统状态边界为:
表3 根据飞行状态边界选定系统状态概率边界
删除重复项,加入大气扰动的状态概率,考虑概率对数值的绝对值,得到:
表4 状态边界
另外,在总体概率(Xc*Xe*Xa)低于10-9的状态下,一般不对最低操纵品质做出要求,即整体发生概率为10-9为可控(C)等级边界,结合大气扰动和飞行包线的边界概率条件,可控飞行状态边界概率为:
表5 根据整机状态边界选定系统状态概率边界
删除超出项,加入大气扰动后的状态边界为:
表6 状态边界(考虑整机状态)
删除表6与表4的重复项,得到需要考虑的状态边界的组合:
表7 状态边界(考虑飞行状态和整机状态)
删除飞行概率超出10-9的项,得到矩阵X。
5.根据权利要求4所述的一种飞机操纵品质评估方法,其特征在于:所述概率状态矩阵X为:
操纵品质等级矩阵分别为:
S1=[0 0 3 0 3 3 6 6 3 3 8 6 6 6 8 6 6 8 8 6 8 8 6 6 8 8 6 8 8]
S2=[3 3 6 3 6 6 8 8 6 6 9 8 8 8 9 8 8 9 9 8 9 9 8 8 9 9 8 9 9]
将矩阵代入不等式S1<[m n q]·X≤S2,得到:
[-1.0460 -0.9642 -0.5505]
[-0.9607 -0.7053 -0.3575]
取中间值,得到m=-1,n=-0.83,q=-0.45,得到操纵品质的表达式为:
Q=-lgXa-0.83lgXe-0.45lgXc。
6.使用权利要求1-5任一项所述的评估方法选定操纵性能试验参数的方法,其特征在于:包括以下步骤:
-确定大气扰动状态;
-确定飞行包线状态;
-确定多状态单元的组合概率;
-将各状态概率值排列组合代入操纵品质的表达式中,选择操纵品质在阈值之内的参数进行操纵性能试验。
7.根据权利要求6所述的一种飞机操纵性能试验参数的选定方法,其特征在于:所述确定飞行包线状态的步骤包括以下步骤:
-建立划分飞行包线状态的因素的集合;
集合中需要考虑的状态包括飞机襟翼状态、发动机工作状态、飞行阶段、过载、俯仰角、速度、攻角、横滚角、高度和抖振;并按照数值将飞行包线状态划分为正常集合N、使用集合O和限制集合L。
-收集飞行状态数据集合的各项数值构建集合FE;
-判断采集的数值集合FE与飞行包线状态集合的关系;
1)若FE∈N,则飞行包线为正常包线,得出结论;若则进入下一步;
2)若FE∈O,则飞行包线为使用包线,得出结论;若则飞行包线为限制包线;
超出集合L的情况不进行考虑。
8.根据权利要求7所述的一种飞机操纵性能试验参数的选定方法,其特征在于:所述确定多状态单元的组合概率的方法如下:
将具有多状态特征单元的状态分为正常、部分故障、完全失效三种情况,各单元的状态可表示为:
m越接近0代表故障程度越高,假设单元的状态Ti取0,0.5或1,单元处于完全失效、故障和正常状态的概率分别用p、k和q表示,则满足以下条件:
p=P(Ti=0)
k=P(Ti=0.5)
q=P(Ti=1)
p+q+k=1
1)多状态单元串联
对于由n个单元串联而成的系统来说,整个系统的状态T存在{0,0.5n,0.5n-1,…,0.51,1}共n+1种状态,
则整个系统处于各状态的概率表示为:
2)多状态单元并联
对于由n个相同单元并联构成的系统,系统状态T有{0,0.5,1}三种状态,可表示为:
系统处于各状态的概率可表示为:
3)多状态单元串并联
对于既包含串联又包含并列的系统来说,按照情况1)和2)的方法由子系统向大系统逐渐推算,最终计算出整个系统的状态概率。
9.根据权利要求8所述的一种飞机操纵性能试验参数的选定方法,其特征在于:对于大气扰动轻微、中等、严重三种状态边界处的发生概率Xa分别为100、10-3、10-5,对于飞行包线正常、使用、限制飞行包线三种状态边界处的发生概率Xe分别为100、10-3、10-5。
10.根据权利要求9所述的一种飞机操纵性能试验参数的选定方法,其特征在于:将飞行操行性能试验相关的参数分别排列组合,并计算出每种组合对应的大气扰动、飞行包线和系统状态的概率值,代入操纵品质关系模型:
Q=-lgXa-0.83·lgXe-0.45·lgXc
若Q≥8,则该组参数不在考虑范围;
若6≤Q<8,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可控”(C)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若3≤Q<6,则飞机遇到该状态时应满足最低为“可接受”(A)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中;
若0≤Q<3,则飞机遇到该状态时应满足最低为“满意”(S)的操纵品质等级,该组参数应加入操纵性能试验中。
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