[发明专利]一种飞机抖动检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机载系统及方法，特别地，涉及一种飞机抖动检测系统及方法。

背景技术

在爬升或巡航阶段，由于飞机的机舱门、机腹下面的盖板、飞机的副翼和襟翼、起落架的舱门、以及飞行舵面等部件产生的自由行程会导致这些部件的一部分随气流产生不正常的摆动，使得飞机因气动力的作用而发生抖动。飞机的抖动在驾驶舱和机尾的感觉尤为明显。虽然这类抖动不会对飞行安全造成影响，但是会极大的影响机组的驾驶和旅客的乘坐舒适度。机组会因为飞机抖动无法集中注意力完成驾驶和服务工作，而旅客会因为飞机抖动而产生烦躁和不安。

现有技术中，判断飞机抖动主要依赖机组人员根据个人感受的报告。但是，因为报告中个人感受经常不准确，所以有时会出现实际上并没有故障发生或者由于无法确认由抖动源而需要对飞机进行全面检查。这种检查工作量大，且实施困难。为了避免此事件发生，维修工程部门会把部分部件的维修间隔缩短，从而导致维修成本的大量增加。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，根据本发明的一个方面，提出一种飞机抖动检测系统，包括：抖动探测装置，其探测飞机在俯仰和偏航的加速度；数据获取装置，其获取所述抖动探测装置所探测的两个方向上的加速度；以及抖动确定装置，根据所述数据获取装置所获取的两个方向上的加速度，提取抖动的频谱和能量信息，并判断飞机是否发生了抖动。

如上所述的系统，进一步包括：模式比较装置，其根据飞机抖动的频率和方向信息，与已知抖动源引起的抖动比较，估计出现抖动的部件。

如上所述的系统，其中，抖动探测装置包括飞机的惯导计算机、惯导平台或者带有三轴重力加速度传感器的加速度计。

如上所述的系统，其中，所述数据获取装置包括飞机的DMU、QAR或FDR，或者高频采样的独立硬件装置。

如上所述的系统，进一步包括报文生成装置和通信装置，所述报文生成装置根据所述数据获取装置获取的飞机两个方向上的加速度数据，生成抖动数据报文；所述通信装置通过空地数据链将所述抖动报文传输到地面上的所述抖动确定装置。

如上所述的系统，进一步包括抖动记录启动装置。

如上所述的系统，其中所述抖动探测装置、数据获取装置或者报文生成装置，在飞机爬升或者巡航阶段起始抖动探测。

如上所述的系统，其中在爬升开始的同时或者爬升开始大约10秒或者20秒后，所述抖动探测装置、数据获取装置或者报文生成装置起始抖动探测；或者在飞机以大于260节的航速爬升时，所述抖动探测装置、数据获取装置或者报文生成装置起始抖动探测；或者，在飞机处于巡航稳态后或在飞机处于巡航稳态大约40秒后，所述抖动探测装置、数据获取装置或者报文生成装置起始抖动探测。

如上所述的系统，其中所述抖动确定装置，根据所述数据获取装置所获取的一定时间的两个方向上的加速度，确定抖动的频谱和能量信息。

如上所述的系统，其中所述抖动确定装置通过傅里叶变换，所述一定时间的飞机在俯仰和偏航两个方向上的加速度数据进行处理，获取抖动的频谱分布。

如上所述的系统，其中所述抖动确定装置通过平滑伪Wigner-ville分布和/或小波变换，对所述一定时间的飞机在俯仰和偏航两个方向上的加速度数据进行处理，获取抖动能量分布。

如上所述的系统，其中所述抖动确定装置在抖动能量超过预设阈值时，确认发生抖动。

如上所述的系统，其中所述预设阈值为抖动的能量密度大于150分贝，且傅里叶变换后的幅值大于0.0003平方米/秒。

如上所述的系统，其中所述模式比较装置结合抖动的位置信息，判断抖动的来源。

根据本发明的另一个方面，提出一种飞机抖动检测方法，包括：探测飞机在俯仰和偏航的加速度；获取所述抖动探测装置所探测的两个方向上的加速度；以及根据所述数据获取装置所获取的两个方向上的加速度，提取抖动的频谱和能量信息，并判断飞机是否发生了抖动。

如上所述的方法，进一步包括根据飞机抖动的频率和方向信息，与已知抖动源引起的抖动比较，估计出现抖动的部件。

如上所述的方法，进一步包括根据所述数据获取装置获取的飞机两个方向上的加速度数据，生成抖动数据报文。

如上所述的方法，进一步包括通过空地数据链将所述抖动报文传输到地面。

如上所述的方法，进一步包括在飞机爬升或者巡航阶段起始抖动探测。