[发明专利]一种嵌入式大气数据传感系统标定方法

说明书

本发明涉及一种嵌入式大气数据传感系统标定方法，属于嵌入式大气数据传感技术领域，该风洞试验标定方法，采用超声速风洞对嵌入式大气数据传感系统进行标定。利用纹影技术测量所标定马赫数的台阶波波形和交点位置，根据测量结果设计出嵌入式大气数据传感系统风洞模型的缩比尺寸，安装位置以及试验攻角，确保试验模型在风洞标定过程中，所处的流场位置始终能避开台阶波的影响。该方法还规定了模型加工精度，测压孔安装垂直度，模型安装水平度和测压管路密封检测等多方面的要求。使嵌入式大气数据传感系统标定获得真实的测量精度。该方法的系统标定结果精度高、效率高和可靠性高。

技术领域

本发明涉及嵌入式大气数据传感系统标定设计，特别是涉及嵌入式大气数据传感系统风洞试验标定方法，属于嵌入式大气数据传感技术领域。

背景技术

嵌入式大气数据传感(Flush Air Data Sensing,FADS)系统，依靠压力传感器阵列测量飞行器表面的压力分布，通过特定算法间接获得静压、马赫数、攻角、侧滑角等飞行大气数据。FADS系统是超声速飞行器获取飞行大气数据作为飞行控制输入的主要途径，特别是对于吸气式的超声速飞行器尤为重要。

FADS系统标定包括风洞试验和飞行试验标定，但是由于飞行试验总体技术非常复杂、研制经费昂贵、靶场协调困难和试验准备周期长等，所以开展飞行试验标定难度非常大。因此地面风洞试验成为FADS系统标定主要技术手段。FADS系统风洞试验标定是一项极其精细的特种试验，受到流场品质、模型设计加工和安装等多方面因素的影响。

FADS系统主要工作原理是依靠压力传感器阵列测量飞行器表面的压力分布，通过特定算法间接获得飞行器来流大气数据。因此系统标定的首要关键技术难点是获得稳定、均匀的高品质风洞流场，保证模型上测点的压力值不受外界其它因素影响才能准确标定FADS系统的测量精度。如果未能排除外界其它因素干扰，即无法准确标定FADS系统准确测量精度，将导致FADS系统研制失败。对于国内现有的生产型风洞，风洞流场品质设计通常均是按照国军标技术标准而设计的，主要满足飞行器测力和测压等常规试验任务要求，风洞试验段内大部分位置流场品质是无法满足FADS系统标定类似的特种试验。因此要完成风洞试验标定必需对风洞流场结构进行深入分析研究，避开各种干扰寻找适合FADS系统标定的流场区域。风洞试验中影响流场品质主要受台阶波和洞壁干扰两个方面影响因素。台阶波是由风洞的喷管与试验段对接的缝隙产生膨胀波系组成，无法消除影响只能避开。洞壁干扰是由试验模型头部托体激波打到洞壁反射造成，只能通过设计模型堵塞比和控制试验最大攻角以降低其影响。以上两种因素均会影响FADS系统测压点阵列布局上的压力值，造成算法解算结果出现偏差，严重影响FADS系统标定测量精度。第二个关键技术难点是模型设计和加工，必需要保证测压点的位置误差，测压孔与壁面垂直度，确保模型对接处的安装结构强度，以防试验过程中超声速高频抖振产生松动造成测量误差。第三个关键技术难点是试验模型的安装精度控制，对于吸气式导弹的轴对称模型，模型换装最容易出现周向偏差，对攻角和侧滑角测量误差将产生明显影响。因此在安装模型后必需按照一定标准进行相应的检测和微调。

由于国内FADS系统研究起步较晚，对系统标定方法还未形成具体的标准，缺乏系统标定的相关技术指标。

发明内容

本发明为了克服现有风洞技术条件的不足，提出了一种嵌入式大气数据传感系统标定方法，可以准确标定系统的测量精度。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种嵌入式大气数据传感系统标定方法，包括如下步骤：

(1)获取超声速风洞的参数，喷管长度L1mm，截面尺寸B1mm×B1mm，试验马赫数Ma为2.0～4.0，飞行器原型长度为L2mm，等效直径为Dmm；根据试验需求预估攻角范围为-α～α；