[發明專利]估算飛行器的馬赫數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510436169.6
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105301275B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: M.塞馬;M.德爾波特
• 申請（專利權）人: 空中客車運營簡化股份公司
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 成城;肖日松

本發明涉及估算飛行器的馬赫數的方法和裝置。所述裝置包括：用于測量所述飛行器（100）的第一測量區（20）中的環境空氣的第一靜壓的測量單元（2）；用于通過至少一個靜壓探測器測量所述飛行器（100）的第二測量區（21）中的環境空氣的第二壓力的測量單元（3），所述第二壓力具有小于第一靜壓的值；使用這兩個測量的壓力估算馬赫數的計算單元；以及，設置成將估算的馬赫數傳輸至用戶系統的數據傳輸單元。

技術領域

本發明涉及一種估算飛行器的馬赫數的方法和裝置。

眾所周知，飛行器的馬赫數被定義為：在飛行器的飛行條件下，該飛行器的速度與聲速之比。熱力學定律使得定義氣流的馬赫數、總壓Pt以及靜壓Ps之間的關系成為可能，該關系由以下公式表示：

在這個方程中，γ表示絕熱指數，該指數對于空氣而言等于1.4。利用這個方程，測量靜壓Ps以及總壓Pt足以計算馬赫數M。

靜壓Ps對應于大氣壓，其取決于飛行器的海拔高度以及環境介質的溫度。靜壓可使用置于飛行器上的探測器測量。

此外，總壓Pt對應于靜壓與由飛行器的速度產生的沖擊壓之和。總壓Pt由皮托管測量。

如果誤差來自皮托管，則采用上述方程計算出的馬赫數可能因此而錯誤。

背景技術

專利CA2783222公開了一種采用發動機的水平面處的兩個靜壓的測量值來測量馬赫數的方法。這些測量值可以產生靜壓Ps的估算值和總壓Pt的估算值。通過在上述方程中代入這些估算的壓力值，于是獲得馬赫數M的估算值。但是，可以產生這樣的總壓估算值的靜壓探測器不是在所有種類的飛行器以及所有種類的發動機上均可用。

此外：

文獻WO2013/017746公開了一種可以測量速度的系統，該系統對冰凍條件和強降雨不敏感。此系統可以通過測量靜壓和動壓來計算飛行器的速度。該文獻沒有公開可以僅使用兩個靜壓測量值確定馬赫數的方法；以及

文獻GB2 424 957公開了一種使用壓力比計算飛行器的參數（包括馬赫數）的系統。文獻中指出，可以從飛行器上的不同點處獲取的N個靜壓值推算出馬赫數，但沒有詳細說明如何進行推算。其中詳細說明了，在能夠從其中推算出飛行器的參數之前，靜壓值的數量N首先被用于推算靜壓以及總壓。

發明內容

本發明涉及一種估算飛行器的馬赫數的方法，使得可以估算馬赫數而不使用總壓值，以便可以特別的向飛行員提供關于馬赫數的信息，即使飛行器上缺少可用的可靠總壓值時也是如此。

為此，用于估算馬赫數的所述方法根據本發明包括以下以自動方式構成的連續步驟：

A）測量位于飛行器上的第一測量區中的環境空氣的第一靜壓Ps；

B）通過至少一個靜壓探測器測量位于飛行器上的第二測量區中的環境空氣的第二壓力P，所述第二壓力P具有小于所述第一靜壓Ps的值；

C）采用以下表達式估算飛行器的馬赫數：

參數k滿足表達式，其中，Z是取決于第二測量區在飛行器上的位置的參數；以及

D）將及時估算出的馬赫數傳輸至用戶系統。

依據本發明，可以通過使用僅兩個靜壓測量值來估算馬赫數。因此，無需使用總壓值（由皮托管測量），并且因此可以計算出估算的馬赫數，即使在飛行器上缺少可用的可靠總壓值時（數值缺少或數值錯誤）也是如此。

上述文獻WO2013/017746和GB2 424 957均沒有公開以上可以估算馬赫數的公式，并且這些文獻均未公開使用僅兩個靜壓測量值推導馬赫數的事實。