本发明专利技术公开了一种大型运输类飞行器分布式测量来流侧滑角的装置及方法，其中测量方法包括：获取三个探针测量的压力数据；根据所述压力数据分别确定三个探针的无量纲敏感系数并计算相互之间差值的绝对值；根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的探针是否存在故障；若存在故障则排除该探针测量的数据后根据剩余探针测量的压力值计算大气数据；本发明专利技术提供的测量方法包括获取探针的压力数据，计算该探针的无量纲敏感系数，利用无量纲敏感系数来确定探针是否发生故障，形成冗余软件算法设计，从而保证了压力数据的准确性，提高了测量的精度，弥补了当前大型运输类飞行器侧滑角测量方案缺少且冗余设计不完善的问题。的问题。的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种大型运输类飞行器分布式侧滑角测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及飞行器大气数据测量领域，特别涉及大型运输类飞行器分布式测量来流侧滑角的测量方法及装置。
技术介绍
[0002]准确测量大气数据对于现代飞行器的飞行控制、导航和系统分析具有十分重要的意义。目前主流的大气数据系统以传统风标式机械传感器和新发展的嵌入式大气数据系统为主，其中传统风标式机械传感器响应速度低测量精度差，逐渐不适用于现代飞行器。而嵌入式大气数据系统更适用于需要高速大迎角高机动飞行的飞行器上，并不适用于了目前常见的大型运输类飞行器上。
[0003]在常用的大气数据系统测量来流大气参数时，由于存在失速等危险工况，迎角一直作为重要参数进行测量，而侧滑角一直是一个相对忽视的参数。包括目前常见的大型运输类飞行器，一直配备的是迎角传感器，而侧滑角的测量一直使用的是惯导系统等辅助测量手段的方法。在大型运输类飞行器取证过程中，为符合CCAR
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R4《运输类飞机适航标准》要求，是需要对来流侧滑角进行准确测量的。
[0004]同时在实际应用中大气数据系统在恶劣的飞行环境中容易出现测压管路堵漏、大气数据超出测量量程等故障。当大气数据测量异常并且无法对这种无法对这种错误的大气数据进行自主诊断及隔离，则错误的大气数据会引起飞控系统的错误判断，严重可能导致飞行事故的发生。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种针对当前大型运输类飞行器的能够保证来流侧滑角解算的精度与准度的分布式测量方法及装置。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面，提供一种飞行器侧滑角的分布式测量装置，包括：
[0007]获取单元，选用五孔探针作为侧滑角传感器，每个探针包括呈十字形分布的五个测压孔，用于获取测量的压力数据；
[0008]第一确定单元，用于根据所述压力数据分布确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数；
[0009]第一计算单元，用于分别计算三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数之间的差值并取绝对值；
[0010]第二确定单元，用于根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障；
[0011]第二计算单元，用于根据排除故障侧滑角传感器后剩余侧滑角传感器测量的压力值计算大气数据。
[0012]三组侧滑角传感器呈三角形分布在飞行器的头部下方；每个侧滑角传感器可以单
独解算侧滑角，形成三余度硬件设计；
[0013]考虑飞行器头部对侧滑角传感器的气动干扰问题，对侧滑角传感器的布置位置进行优化设计；
[0014]飞行器头部对正下方来流侧滑角具有放大效应；正下方布置一个侧滑角传感器用于提高小角度范围内的来流侧滑角解算精度；
[0015]飞行器头部对侧下方来流侧滑角具有偏移效应；侧下方预定初始偏角对称布置两个侧滑角传感器，用于提高侧滑角的解算范围；
[0016]另一方面提供一种飞行器侧滑角的分布式测量方法，包括：
[0017]获取三组侧滑角传感器测量的压力数据；
[0018]根据所述压力数据分别确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数；
[0019]分别计算三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数之间的差值并取绝对值；
[0020]根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障；
[0021]若存在故障则排除该侧滑角传感器测量的数据后根据剩余侧滑角传感器测量的压力值计算大气数据。
[0022]作为优选的一种技术方案，根据所述压力数据分布确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数，进一步包括：
[0023]根据公式(1)确定迎角角度敏感系数
[0024][0025]根据公式(3)确定侧滑角角度敏感系数
[0026][0027]式中，K
α
为迎角角度敏感系数，K
β
为迎角角度敏感系数，P1为中间测压孔的压力值；P2、P4为竖直方向上的两个测压孔的压力值；P3、P5为水平方向上的两个测压孔的压力值。
[0028]在上述技术方案的基础上，优选的，若存在故障则排除该侧滑角传感器测量的数据后根据剩余侧滑角传感器测量的压力值计算大气数据，进一步包括：
[0029]根据公式(4)确定剩余侧滑角传感器的侧滑角角度
[0030]β＝C1+C2K
β
+C3K
α
+C4K
β2
+C5K
β
K
α
+C6K
α2
+C7K
β3
+C8K
β2
K
α
+C9K
β
K
α2
+C
10
K
α3
ꢀꢀ
(4)
[0031]式中，C
k
为探针校准系数；每个公式中最多有10个校正系数，与侧滑角传感器标校结果有关。侧滑角传感器准确解算不同的侧滑角β分别受K
β
、K
α
两个参数的共同影响。
[0032]若剩余侧滑角传感器的数量大于2，则取所有侧滑角传感器计算的侧滑角角度的平均值。
[0033]作为优选的一种技术方案，根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障，进一步包括：
[0034]若取绝对值的差值小于或等于预定阈值，则说明对应的两组侧滑角传感器无故障；
[0035]若取绝对值的差值大于预定阈值，则说明其中至少一组侧滑角传感器有故障；
[0036]根据三个绝对值的差值与预定阈值大小的交集确定故障的侧滑角传感器。
[0037]作为优选的一种技术方案，所述预设阈值为解算角度误差在0.5
°
范围内无量纲敏感系数的变化量。
[0038]作为优选的一种技术方案，根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障，之后还包括：
[0039]在一段时间内持续重复上述步骤，若多次测量结果都相同，则说明测量无误，否则重新测量。
[0040]本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术提供的侧滑角传感器装置及布置方案，符合三余度冗余设计，通过利用飞行头部气动干扰提高侧滑角的解算精度，扩大侧滑角的解算范围。同时本专利技术提供的侧滑角测量方法通过获取侧滑角传感器的压力数据，计算该侧滑角传感器的无量纲敏感系数，利用无量纲敏感系数来确定侧滑角传感器是否发生故障，形成冗余软件算法设计，保证了侧滑角解算的准确性。
附图说明
[0041]图1是本专利技术一实施例提供的一种飞行器侧滑角的测量装置的结构图
[0042]图2是本专利技术一实施例中作为侧滑角传感器的五孔探针测压孔分布图；
[0043]图3是本专利技术一实施例中提供测量装置侧滑角传感器在飞行器头部布置位置示意图；
[0044]图4是本专利技术一实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大型运输类飞行器分布式测量来流侧滑角的测量装置，其特征在于，包括：获取单元，选用五孔探针作为侧滑角传感器，每个探针包括呈十字形分布的五个测压孔，用于获取测量的压力数据；第一确定单元，用于根据所述压力数据分布确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数；第一计算单元，用于分别计算三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数之间的差值并取绝对值；第二确定单元，用于根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障；第二计算单元，用于根据排除故障侧滑角传感器后剩余侧滑角传感器测量的压力值计算大气数据。2.根据权利要求1所述的侧滑角测量装置，传感器的布置位置，其特征在于：三组侧滑角传感器呈三角形分布在飞行器的头部下方；每个侧滑角传感器可以单独解算侧滑角，形成三余度硬件设计；一个侧滑角传感器正装于正下方；两个侧滑角传感器侧装于对称两侧。3.根据权利要求2所述的布置位置，受飞行器头部气动干扰情况的优化方案，其特征在于：飞行器头部对正下方来流侧滑角具有放大效应；正下方布置一个侧滑角传感器用于提高小角度范围内的来流侧滑角解算精度；飞行器头部对侧下方来流侧滑角具有偏移效应；侧下方预定初始偏角对称布置两个侧滑角传感器，用于提高侧滑角的解算范围。4.一种大型运输类飞行器分布式测量来流侧滑角的测量方法，其特征在于，包括：获取三组侧滑角传感器测量的压力数据；根据所述压力数据分别确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数；分别计算三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数之间的差值并取绝对值；根据各个取绝对值的差值与预定阈值之间的大小确定对应的侧滑角传感器是否存在故障；若存在故障则隔离故障侧滑角传感器，根据剩余侧滑角传感器计算来流侧滑角，形成冗余软件算法设计。5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，根据所述压力数据分布确定三组侧滑角传感器的无量纲敏感系数，进一步包括：根据公式(1)确定迎角角度敏感系数根据公式(2)确定侧滑角角度敏感系数
式中，K
α
为迎角角度敏感系数，K
β
为侧滑角角度敏感系数，P1为中间测压孔的压力值；P2、P4为竖直方向上的两个测压孔的压力值；P3、P5为水平方向上的两个测压孔的压力值。6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：关兴太，顾蕴松，白亚磊，赵冬凯，王维新，王傲，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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