CN113306730B - 基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统 - Google Patents

基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统，方法包括：获取飞机的飞行品质监控数据；根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。本发明提出了在手动飞行模式发生颠簸时，判断飞机过载变化，是气流导致的颠簸，还是人的操作导致的颠簸。

Description

基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统
技术领域
本发明涉及飞机技术领域，具体涉及一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统。
背景技术
在手动飞行模式下(非自动驾驶状态下)，当飞机飞行发生颠簸时，是天气原因导致的颠簸，还是飞行员的操纵再次加剧了颠簸的程度，一直以来都很难判断，往往归类到天气原因上，但其中有一部分事件：颠簸是诱因，由于飞行员的操纵进一步加剧了颠簸危害，最终导致了颠簸伤人事件发生。因此，现有技术存在在手动飞行模式下，当发生颠簸难以判断颠簸是由于飞行员导致还是天气原因导致的问题。
发明内容
因此，本发明提供的一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统，克服了现有技术中在手动飞行模式发生颠簸时，判断颠簸是由于飞行员导致还是天气原因导致的缺陷。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法，包括：
获取飞机的飞行品质监控数据；
根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；
预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；
比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
可选地，所述获取飞机的飞行品质监控数据步骤之前，包括：
飞机发生颠簸时，对飞机进行手动操作。
可选地，通过飞机的QAR获取飞机的飞行品质监控数据。
可选地，根据所述飞行品质监控数据获取第一预设环境参数包括：
根据飞行品质监控数据计算涡流耗散率、根据飞行品质监控数据分别获取第二预设环境参数；所述第二预设环境参数包括：水平风、航向、垂直风。
可选地，所述飞机的操作参数包括：操纵杆行程、操纵杆力、舵面角度、飞机高度、真空速、垂直速度、俯仰角、攻角、垂直过载。
可选地，通过以下公式计算涡流耗散率：
Figure GDA0003503667360000021
其中，γ表示修正因数，取决于机型；Sk表示理论能量谱密度，
Figure GDA0003503667360000022
表示实际能量谱密度，
Figure GDA0003503667360000023
表示涡流耗散率，kh表示截断频率的上限，kl表示截断频率的下限。
可选地，通过以下公式计算垂直风：
w＝-TAS(cosθsinαbcosφ-cosαbsinθ)-IVV
其中，θ表示俯仰角，φ表示滚转角，αb表示攻角，IVV表示垂直速度，TAS表示真空速。
可选地，通过以下公式计算水平风：
headWind＝windSpeed×cos(windDirection-heading)
其中，windSpeed为风速，windDirection为风向，heading为航向。
第二方面，本发明实施例提供一种基于手动模式的飞机颠簸判断系统，包括：
获取模块，用于获取飞机的飞行品质监控数据；
第一处理模块，用于根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；
第二处理模块，用于预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；
判断模块，用于比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
第三方面，本发明实施例提供一种终端，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行本发明实施例第一方面所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的基于手动模式的飞机颠簸判断方法及系统，考虑了环境与人的因素，将环境因素(第一预设比较参数)与人为参数(第二预设比较参数)进行比较，比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于手动模式的飞机颠簸判断系统的模块组成图；
图3为本发明实施例提供的一种基于手动模式的飞机颠簸判断终端一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供的一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法，适用于当飞机发生颠簸时，对飞机进行手动操作的模式，在此模式下判断飞机的颠簸是气流导致的颠簸，还是人操作导致的颠簸。如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：获取飞机的飞行品质监控数据。
在本发明实施例中，通过飞机的QAR获取飞机的飞行品质监控数据。
步骤S2：根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数。
在本发明实施例中，根据飞行品质监控数据获取的第一预设环境参数包括：根据飞行品质监控数据计算涡流耗散率(EDR)、根据飞行品质监控数据分别获取第二预设环境参数。计算垂直风的目的是因为QAR数据里没有记录垂直风。通过EDR数值可以判断出，事件发生时的颠簸等级，客观表示颠簸强度的气象参数。其中，第二预设环境参数包括：水平风、航向、垂直风，仅以此举例，不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的第二预设环境参数。
在本发明实施例中，通过以下公式计算涡流耗散率EDR：
Figure GDA0003503667360000061
其中，γ表示修正因数，取决于机型；Sk表示理论能量谱密度，
Figure GDA0003503667360000062
表示实际能量谱密度，
Figure GDA0003503667360000063
表示涡流耗散率，kh表示截断频率的上限，kl表示截断频率的下限。
在本发明实施例中，通过以下公式计算垂直风：
w＝-TAS(cosθsinαbcosφ-cosαbsinθ)-IVV
其中，θ表示俯仰角，φ表示滚转角，αb表示攻角，IVV表示垂直速度，TAS表示真空速。
在本发明实施例中，通过以下公式计算水平风：
headWind＝windSpeed×cos(windDirection-heading)
其中，windSpeed为风速，windDirection为风向，heading为航向。目的是判断风对于飞机的影响，是顶风，还是顺风。如果风向发生变化，从顶风变为顺风，会导致空速变小，反之变大。从而进一步导致垂直过载、高度发生变化，此时机组的操作应该是与之相反，即如果风向变化导致空速减小，飞行员应该推杆增速，抵消风向变化带来的影响。如果观察驾驶杆力、杆行程发现飞行员没有这么做的话，甚至操作相反，会导致加剧风对于飞机的影响，虽然上面提到的是水平风，但其实垂直风也会随着水平风的变化而变化，两者都会对飞机产生影响，因此在这里引入水平风对于飞机影响的内容，即从水平风和垂直风两个方向分析气流环境对于飞机的影响。
在本发明实施例中，所述飞机的操作参数包括：操纵杆行程、操纵杆力、舵面角度、飞机高度、真空速、垂直速度、俯仰角、攻角、垂直过载，仅以此举例，不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应飞机的操作参数。
步骤S3：预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数。
在本发明实施例中，预设飞机模型为具有实际飞机飞行功能的模型，在此不作限制。第一预设比较参数为根据第一预设环境参数获取的第一真空速、第一垂直速度、第一俯仰角、第一攻角、第一垂直过载等，在此不做限制。第二预设比较参数为根据飞机的操作参数获取的第二真空速、第二垂直速度、第二俯仰角、第二攻角、第二垂直过载等，在此不做限制。
步骤S4：比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
在本发明实施例中，分别比较第一第二真空速、第一第二垂直速度、第一第二俯仰角、第一第二攻角、第一第二垂直过载，且各个数值之间是相互影响的，当有一个发生变化，其它数据也会相应发生变化。比较两者值的大小，两者相加就是实际飞机变化值。两者方向相同就是人工操纵加剧了飞机反馈，方向相反便是人工操纵减缓了颠簸对飞机造成的影响。
本发明实施例中提供的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其中，通过获取飞机的飞行品质监控数据。根据飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数。预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数。比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。本发明实施例提出了在手动飞行模式发生颠簸时，判断飞机过载变化，是气流导致的颠簸，还是人的操作导致的颠簸。
实施例2
本发明实施例提供一种基于手动模式的飞机颠簸判断系统，如图2所示，包括：
获取模块1，用于获取飞机的飞行品质监控数据；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
第一处理模块2，用于根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；此模块执行实施例1中的步骤S2所描述的方法，在此不再赘述。
第二处理模块3，用于预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；此模块执行实施例1中的步骤S3所描述的方法，在此不再赘述。
判断模块4，用于比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸；此模块执行实施例1中的步骤S4所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种基于手动模式的飞机颠簸判断系统，通过获取模块获取飞机的飞行品质监控数据。第一处理模块根据飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数。第二处理模块预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数。通过判断模块比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。本发明实施例提出了在手动飞行模式发生颠簸时，判断飞机过载变化，是气流导致的颠簸，还是人的操作导致的颠簸。
实施例3
本发明实施例提供一种终端，如图3所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1中的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1中的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processingunit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1中的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，包括：
获取飞机的飞行品质监控数据；
根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；
预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；
比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
2.根据权利要求1所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，所述获取飞机的飞行品质监控数据步骤之前，包括：
飞机发生颠簸时，对飞机进行手动操作。
3.根据权利要求1所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，通过飞机的QAR获取飞机的飞行品质监控数据。
4.根据权利要求3所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，根据所述飞行品质监控数据获取第一预设环境参数包括：
根据飞行品质监控数据计算涡流耗散率、根据飞行品质监控数据分别获取第二预设环境参数；所述第二预设环境参数包括：水平风、航向、垂直风。
5.根据权利要求4所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，所述飞机的操作参数包括：操纵杆行程、操纵杆力、舵面角度、飞机高度、真空速、垂直速度、俯仰角、攻角、垂直过载。
6.根据权利要求4所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，通过以下公式计算涡流耗散率：
Figure FDA0003155709600000021
其中，γ表示修正因数，取决于机型；Sk表示理论能量谱密度，
Figure FDA0003155709600000022
表示实际能量谱密度，
Figure FDA0003155709600000023
表示涡流耗散率，kh表示截断频率的上限，kl表示截断频率的下限。
7.根据权利要求6所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，通过以下公式计算垂直风：
w＝-TAS(cosθsinαbcosφ-cosαbsinθ)-IVV
其中，θ表示俯仰角，φ表示滚转角，αb表示攻角，IVV表示垂直速度，TAS表示真空速。
8.根据权利要求7所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法，其特征在于，通过以下公式计算水平风：
headWind＝windSpeed×cos(windDirection-heading)
其中，windSpeed为风速，windDirection为风向，heading为航向。
9.一种基于手动模式的飞机颠簸判断系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取飞机的飞行品质监控数据；
第一处理模块，用于根据所述飞行品质监控数据分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数；
第二处理模块，用于预设飞机模型分别获取第一预设环境参数及飞机的操作参数，生成对应的第一预设比较参数及第二预设比较参数；
判断模块，用于比较第一预设比较参数及第二预设比较参数的方向，当两者方向相同时，人工操纵加剧了飞机颠簸，否则为人工操纵减缓了飞机的颠簸。
10.一种终端，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-8任一所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-8任一所述的基于手动模式的飞机颠簸判断方法。
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