[發明專利]飛機不規則油箱油量的動態測量方法

有效

• 申請號: 201710499057.4
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107145693B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 聶學偉;張梁
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

本發明涉及液位測量技術領域，具體提供了一種飛機不規則油箱油量的動態測量方法，獲得每根傳感器油液體積特性數據，選取合適的函數公式，對每根傳感器的所有可測角度內數據進行擬合，并計算最大誤差和相對誤差，若滿足誤差指標，則采納此公式，若不滿足指標則選取其它公式或對不滿足指標點進行分段切割，直至滿足指標為止，接收傳感器數據、飛機姿態參數，獲取有效傳感器公式擬合參數，計算每根傳感器求解到的油液體積，得到單個油箱的油液體積值，再根據試驗或試飛數據，對動態條件下飛機油面角與傳感器高度信息進行同步，獲得更精確的油箱油液體積。

技術領域

本發明涉及液位測量技術領域，特別涉及飛機不規則油箱油量的動態測量方法。

背景技術

在飛機地面維護及飛行過程中，不同飛機姿態下的油箱油量是保障安全飛行和返航的重要因素。通過對飛機上各個油箱油量的測量，將飛機的剩余油量、油量消耗速度和油箱油量狀態反饋給飛行員，確保飛行員及時知道燃油使用情況一方面能夠提高飛行安全性；另一方面可以輔助主動調節重心，改善經濟性，增加飛機有效航程。

現代飛機普遍通過機翼或機身框及壁板構造整體結構油箱，作為燃油存儲空間，其內部安裝有形狀及體積各異的管道、泵、閥等部件，由于油箱及內部部件的不規則性，導致飛機動態條件下準確測量油箱內油量變得非常困難，工程上通常采用的方法是通過將油箱三維模型離散化為有限模型，或通過切片疊加法將油箱實體切分成許多薄片，獲得體積特性數據，然后通過查表插值法，計算油液體積。

該計算方法存在以下幾方面的缺點：

1、查表法需要占用大量存儲空間和計算資源，在機載計算機資源有限的情況下，限制了通過縮小采樣間隔、增大采樣表來提升測量精度的空間；

2、由于燃油箱形狀不規則及內部部件的差異，通過壓縮的特性數據表格，采用全局一致的插值算法計算燃油體積，其計算精度很難滿足主動重心控制要求；

3、與飛機姿態變化導致油面變化的動態響應效果很差，往往導致隨飛機機動出現油量劇烈跳動的現象。

發明內容

為克服上述現有技術存在的至少一種缺陷，本發明提供了一種飛機不規則油箱油量的動態測量方法，包括如下步驟：

步驟一，獲得不規則油箱的油液體積特性數據；

步驟二，對體積特性數據進行分組排序，去除違反趨勢的點，并對違反趨勢的點進行校核，校核的具體方式為：按照跳躍點處的姿態模擬油箱三維數模，并重新獲取該點處的體積特性數據；

步驟三，根據每個油面角理論值組合范圍內的體積特性數據趨勢選取公式，并對體積特性數據進行擬合；

步驟四，計算體積的最大絕對誤差及相對誤差，若公式滿足精度指標要求則選取此公式，否則回到步驟三并重新選取公式，或對不滿足指標點進行分段切割，重新擬合，直至滿足指標為止；

步驟五，獲取機載傳感器數據，其包括飛機姿態參數和傳感器浸潤高度，所述飛機姿態參數包括俯仰α、橫滾β、三向加速度；

步驟六，對接收的機載傳感器數據進行平滑濾波處理，去除跳躍數據和無效數據，所述無效數據通過數據采集電路以及設定閾值判斷；

步驟七，根據計算獲得油面角實際值，獲取有效傳感器的公式的擬合參數，并根據該擬合參數計算各傳感器對應的油液體積，之后再進行平滑濾波處理，得到單個油箱的油液體積值；

步驟八，根據試驗數據或試飛數據，對動態條件下飛機油面角與傳感器浸潤高度信息進行同步，并優化濾波與平滑算法，進而獲得更精確的油箱油液體積。

優選的，步驟一中通過切片疊加方式或三維數模離散化方式獲取油箱油液體積特性數據。

優選的，所述體積特性數據包括俯仰角、橫滾角、油箱體積、各傳感器浸潤高度。