[发明专利]一种直升机空速确定方法

权利要求书

1.一种直升机空速确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，构建空速计算模型的各类公式：

S11，在直升机体轴系内建立x、y、z方向的质心动力学方程(1)；

S12，根据z方向的质心动力学方程，得到主旋翼拉力与法向过载的关系公式(2)；

S13，按主旋翼消耗功率占发动机总功率的比例为确定值，并根据尾桨力臂，得到尾桨推力的计算公式(3)；

S14，根据x、y方向的质心动力学方程，得到x、y方向的阻力计算公式(4)；

S15，建立x、y方向的阻力与侧滑角及飞行表速的关系公式(5)；

S16，建立直升机的飞行表速与空速的关系公式(6)；

S2，建立空速计算模型：

S21，通过试验或理论计算确定主旋翼消耗功率在发动机总功率中的占比；

S22，在直升机上安装空速管，开展不同空速和侧滑角状态的飞行试验，积累飞行数据；

S23，按式(2)计算飞行数据中对应状态的主旋翼拉力；

S24，按式(3)计算飞行数据中对应状态的尾桨推力；

S25，按式(4)计算飞行数据中对应状态的x、y方向阻力；

S26，用最小二乘法求取式(5)的待定系数，使带入所有飞行数据的总偏差最小，由此确定x、y方向的阻力与侧滑角及飞行表速的关系公式(5)；

S3，应用空速计算模型：

S31，飞行中实时测量直升机旋翼前倾角指令，侧倾角指令，直升机的前向、右向和法向过载；

S32，按式(2)计算飞行数据中对应状态的主旋翼拉力；

S33，按式(3)计算飞行数据中对应状态的尾桨推力；

S34，按式(4)计算飞行数据中对应状态的x、y向阻力；

S35，使用建立空速估计模型时确定的x、y方向的阻力与侧滑角及飞行表速的关系公式(5)计算侧滑角和飞行表速；

S36，按式(6)计算直升机飞行的空速；

步骤S1中在直升机体轴系内建立x、y、z方向的质心动力学方程(1)为：

其中，T为主旋翼的拉力；A₁为主旋翼的侧倾角指令；B₁为主旋翼的前倾角指令；δ为桨轴安装角，以向后倒为正；F_x,b、F_y,b、F_z,b分别为含平尾的机身在直升机体轴系3个方向的气动力；T_T为尾桨推力；θ_b为机体俯仰角；φ_b为机体滚转角；G为直升机当前重量；n_x、n_y、n_z分别为直升机的前向、右向和法向过载，其中，法向过载n_z向上为正；

步骤S12中所述主旋翼拉力与法向过载的关系公式(2)为：

步骤S13中所述尾桨推力的计算公式(3)为：

其中，n为旋翼转速，P为发动机实时功率，L_T为尾桨力臂，k₁为主旋翼消耗功率在发动机总功率中的占比；

步骤S14中所述x、y方向的阻力计算公式(4)为：

D_x＝Gn_x+Tsin(δ-B₁)

D_y＝Gn_y-Tcos(B₁-δ)sin(A₁)-T_T (4)

步骤S15中所述x、y方向的阻力与侧滑角的关系公式(5)为：

其中，函数F通过理论模型或经验确定，包含待定系数；β为侧滑角；为飞行表速；

步骤S16中所述飞行表速与空速的关系公式(6)为：

其中，ρ₀为标准大气海平面密度，ρ为当前飞行高度大气密度。