[发明专利]一种大型灭火水陆两栖飞机实时在线重量估算方法

说明书

本发明提出了一种水陆两栖飞机的实时在线重量估算方法，包括：通过轴功率P_t、螺旋桨转速N_p和螺旋桨直径D，计算飞机的功率系数C_p；再根据真空速Vas、螺旋桨转速N_p和螺旋桨直径D，计算飞机的前进比J；根据飞机内置发动机效率数据库，计算的功率系数C_p、前进比J和气压高度H，插值获得飞机的螺旋桨效率η；根据轴功率P_t、螺旋桨效率η和真空速Vas，计算飞机的推力T；根据速压qbar、机翼面积S_w和飞机推力T，计算飞机的拉力系数T_c；根据拉力系数T_c、襟翼偏度δ_f、飞行迎角α、马赫数mach、升降舵偏度δ_e、副翼偏度δa和扰流片偏度δs等参数，实时计算飞机的升力系数C_L；通过法向过载n_z、速压qbar、升力系数C_L，实时解算飞机在空中飞行时的重量mass。本发明可以简单、方便、快速且实时的计算螺旋桨飞机的重量。

技术领域

本发明专利属于大型灭火水陆两栖飞机电传飞控控制律设计领域，涉及一种水陆两栖飞机的实时在线重量估算方法。

背景技术

申请人经研究发现：由于大型灭火水陆两栖飞机，重量包线范围较大，为了保证不同重量下具有较为一致的飞行品质特性，需要将飞机重量作为控制律增益调参的一个自变量。通过不同重量插值获得不同的控制律增益从而获得不同重量下具有较为一致的飞行品质特性。

目前，一些普通客机进行在线重量估算时，通过升力平衡公式，结合相应的机载传感器信号，就可以实时计算出飞机的飞行重量。但是由于其均采用涡扇发动机作为动力装置，发动机的推力对飞机的纵向气动特性的影响较小，故其重量估算不需要考虑动力的影响。大型灭火水陆两栖飞机不同于普通的客机，其为四发螺旋桨飞机，发动机螺旋桨旋转产生的滑流对飞机升力的影响无法忽略，不考虑动力影响将导致重量估算误差较大，所以针对大型灭火水陆两栖飞机的在线重量估算则更加具有挑战性。

发明内容

本发明的目的是：

根据当前的飞行状态，通过相应的传感器测量参数计算飞机的升力系数，同时考虑飞机当前法向过载、速压等参数，解算飞机在空中飞行时的实时重量。

本发明的技术方案是：

本申请提出了一种水陆两栖飞机实时在线重量估算方法。该方法包括：

步骤1：通过轴功率Pt、螺旋桨转速Np和螺旋桨直径D，计算飞机的功率系数Cp；

步骤2：再根据真空速Vas、螺旋桨转速Np和螺旋桨直径D，计算飞机的前进比J；

步骤3：根据飞机内置发动机效率数据库，上一步计算的功率系数Cp、前进比J和气压高度信号H，插值获得飞机的螺旋桨效率η；

步骤4：根据轴功率Pt、螺旋桨效率η和真空速Vas，计算飞机的推力T；

步骤5：根据速压qbar、机翼面积S_w和飞机推力T，计算飞机的拉力系数Tc；

步骤6：通过内置气动力数据库，根据拉力系数Tc、襟翼偏度δ_f、飞行迎角α、马赫数mach、升降舵偏度δ_f、副翼偏度δa和扰流片偏度δs等参数，实时计算飞机的升力系数C_L；

步骤7：通过法向过载n_z、速压qbar、升力系数C_L等参数，实时解算飞机在空中飞行时的重量。

本发明的优点和有益效果是：