一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法技术

本发明专利技术公开一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法，包括固定相连的头舱与仪器舱；头舱上设有若干检测机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中测量数据；仪器舱内设有导航机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的运动状态数据；弹载计算机，与检测机构、导航机构电联，用于对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，飞行数据包括当不限于飞行高度、升降速度、马赫数、真实空速、指示空速以及修成补偿后的攻角与侧滑角。解决现有技术中飞行数据测量精度低的问题，实现高精度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法
本专利技术涉及航空航天领域
，具体是一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法。
技术介绍
大气数据测量实验系统是现代火箭、飞机上重要的电子设备。它通过实时测量飞行器所处位置的大气静压、总压、总温等参数，经过大气数据计算机解算出飞行器攻角、高度、马赫数、真实空速、指示空速、升降速度等飞行参数，并将其送给座舱显示系统、飞行控制系统、导航系统等。其性能的高低不仅直接关系到对大气数据的准确测量和显示，而且还决定了飞行任务能否顺利完成以及飞机飞行的安全性。大气数据系统实验装置决定了大气数据系统是否能够准确的获取及处理大气数据，为大气层内飞行或再入飞行活动安全进行提供有力保障。目前现有的嵌入式大气数据系统实验装置仅测量飞行器头部表面压力分布，获得的飞行参数精度相对较低，将获得的实验结果、结论、验证的原理用于飞机、火箭、临近空间飞行器时可能在一定程度上降低飞行的稳定性、可靠性。
技术实现思路
针对上述现有技术中的一项或多项不足，本专利技术提供一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法，有效的提高了飞行数据的测量精度。为实现上述目的，本专利技术提供一种组合式大气数据测量实验舱段，包括固定相连的头舱与仪器舱；所述头舱上设有若干检测机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中测量数据，所述测量数据包括压力数据、温度数据、冲击数据、过载数据、振动数据、攻角、侧滑角、风速与风向；所述仪器舱内设有：导航机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的运动状态数据，所述运动状态数据包括角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据；弹载计算机，与检测机构、导航机构电联，用于对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，所述飞行数据包括当不限于飞行高度、升降速度、马赫数、真实空速、指示空速以及修成补偿后的攻角与侧滑角；数据记录仪，与检测机构、导航机构、弹载计算机电联，用于记录测量数据、运动状态数据与飞行数据；供电机构，与检测机构、导航机构、弹载计算机、数据记录仪电联，用于供电。进一步优选的，所述检测机构包括设在头舱上的压力传感器、风标式攻角传感器、风标式侧滑角传感器、风速仪、风向仪、温度传感器、冲击传感器、振动传感器、过载传感器。进一步优选的，所述头舱为半球面形结构或抛物面形结构或圆锥面形结构；所述压力传感器的数量为多个，多个压力传感器呈十字结构分布在头舱上；所述风标式攻角传感器、风标式侧滑角传感器均设在头舱上且位于头舱边缘轮廓线相邻的位置，所述风标式攻角传感器到头舱中心的连线与风标式侧滑角传感器到头舱中心的连线垂直。进一步优选的，所述头舱上设有与压力传感器一一对应的引压孔，所述压力传感器设在头舱上对应引压孔的位置。进一步优选的，所述引压孔的轴线垂直于头舱的壁表面，或与仪器舱的壁轴线平行布置。进一步优选的，所述仪器舱包括舱体以及设在舱体内的前舱段与后舱段，所述舱体与头舱固定相连，所述前舱段位于头舱与后舱段之间；所述前舱段包括前舱首支撑环、第一连接板、前舱尾支撑环，所述第一连接板固定连接在前舱首支撑环与前舱尾支撑环之间，所述导航机构与弹载计算机设在第一连接板上，所述前舱首支撑环、前舱尾支撑环与舱体的内壁固定相连；所述后舱段包括后舱首支撑环、第二连接板、后舱尾支撑环，所述第二连接板固定连接在后舱首支撑环与后舱尾支撑环之间，所述数据记录仪与供电机构设在第二连接板上，所述后舱首支撑环、后舱尾支撑环与舱体的内壁固定相连。进一步优选的，所述舱体上设有前舱口与后舱口，以便于通过前舱口与后舱口调试导航机构、弹载计算机、数据记录仪、供电机构；所述前舱口上设有与舱体铰接的前舱口盖，所述后舱口上设有与舱体铰接的后舱口盖。进一步优选的，所述前舱首支撑环、前舱尾支撑环、后舱首支撑环截的截面均为圆形，且中间部分均为空，用于通过检测机构与导航机构、弹载计算机、数据记录仪、供电机构之间的导线；所述后舱尾支撑环截面为圆形，且中间为实体，以防止空气进入舱体干扰实验设备。为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于组合式大气数据测量实验舱段的飞行数据测量方法，包括如下步骤：步骤1，将组合式大气数据测量实验舱段以设定的姿态固定在载体上，并认定该姿态下的测量值为真值；步骤2，在载体以不同时速行驶的过程中，获取组合式大气数据测量实验舱段的测量数据与运动状态数据，其中，所述测量数据包括压力数据、温度数据、冲击数据、过载数据、振动数据、攻角、侧滑角、风速与风向，所述运动状态数据包括角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据；步骤3，对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，所述飞行数据包括当不限于飞行高度、升降速度、马赫数、真实空速、指示空速以及修成补偿后的攻角与侧滑角。进一步优选的，步骤3中，对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，具体为：通过温度数据对风速进行补偿；通过温度数据对压力数据、冲击数据、过载数据、振动数据、攻角、侧滑角、风向、角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据进行修正；通过冲击数据、过载数据、振动数据对压力数据、温度数据、风速、风向、攻角、侧滑角、角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据进行补偿；通过风速、风向对攻角、侧滑角进行修正。本专利技术提供的一种组合式大气数据测量实验舱段及其飞行数据测量方法，通过检测机构获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的测量数据，通过导航机构获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的运动状态数据，对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，有效的增加飞行数据的测量精度，该飞行数据可以用于验证飞行器飞行过程的全状态，将获得的实验结果、结论、验证的原理用于飞机、火箭、飞船等飞行器，增加飞行的稳定性、可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中组合式大气数据测量实验舱段的结构示意图；图2为本专利技术实施例中头舱为半球面形结构的示意图；图3为本专利技术实施例中头舱为抛物面形结构的示意图；图4为本专利技术实施例中头舱为圆锥面形结构的示意图；图5为本专利技术实施例中压力传感器在头舱上的分布示意图；图6为本专利技术实施例中基于组合式大气数据测量实验舱段的飞行数据测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，包括固定相连的头舱与仪器舱；/n所述头舱上设有若干检测机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中测量数据，所述测量数据包括压力数据、温度数据、冲击数据、过载数据、振动数据、攻角、侧滑角、风速与风向；/n所述仪器舱内设有：/n导航机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的运动状态数据，所述运动状态数据包括角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据；/n弹载计算机，与检测机构、导航机构电联，用于对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，所述飞行数据包括当不限于飞行高度、升降速度、马赫数、真实空速、指示空速以及修成补偿后的攻角与侧滑角；/n数据记录仪，与检测机构、导航机构、弹载计算机电联，用于记录测量数据、运动状态数据与飞行数据；/n供电机构，与检测机构、导航机构、弹载计算机、数据记录仪电联，用于供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，包括固定相连的头舱与仪器舱；
所述头舱上设有若干检测机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中测量数据，所述测量数据包括压力数据、温度数据、冲击数据、过载数据、振动数据、攻角、侧滑角、风速与风向；
所述仪器舱内设有：
导航机构，用于获取组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的运动状态数据，所述运动状态数据包括角速度、线加速度、姿态数据、线速度、位置数据；
弹载计算机，与检测机构、导航机构电联，用于对测量数据与运动状态数据进行相互修正补偿，并根据修正补偿后的压力数据与运动状态数据解算得到组合式大气数据测量实验舱段在测量过程中的飞行数据，所述飞行数据包括当不限于飞行高度、升降速度、马赫数、真实空速、指示空速以及修成补偿后的攻角与侧滑角；
数据记录仪，与检测机构、导航机构、弹载计算机电联，用于记录测量数据、运动状态数据与飞行数据；
供电机构，与检测机构、导航机构、弹载计算机、数据记录仪电联，用于供电。


2.根据权利要求1所述组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，所述检测机构包括设在头舱上的压力传感器、风标式攻角传感器、风标式侧滑角传感器、风速仪、风向仪、温度传感器、冲击传感器、振动传感器、过载传感器。


3.根据权利要求2所述组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，所述头舱为半球面形结构或抛物面形结构或圆锥面形结构；
所述压力传感器的数量为多个，多个压力传感器呈十字结构分布在头舱上；
所述风标式攻角传感器、风标式侧滑角传感器均设在头舱上且位于头舱边缘轮廓线相邻的位置，所述风标式攻角传感器到头舱中心的连线与风标式侧滑角传感器到头舱中心的连线垂直。


4.根据权利要求3所述组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，所述头舱上设有与压力传感器一一对应的引压孔，所述压力传感器设在头舱上对应引压孔的位置。


5.根据权利要求4所述组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，所述引压孔的轴线垂直于头舱的壁表面，或与仪器舱的壁轴线平行布置。


6.根据权利要求1所述组合式大气数据测量实验舱段，其特征在于，所述仪器舱包括舱体以及设在舱体内的前舱段与后舱段，所述舱体与头舱固定相连，所述前舱段位于头舱与后舱段之间；
所述前舱段包括前舱首支撑环、第一连接板、前舱尾支撑环，所述第一连接板固定连接在前舱首支撑环与前舱尾支撑环之间，所述导航...

【专利技术属性】
技术研发人员：江振宇，樊晓帅，许秋平，马润东，李俊，张士峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43