用于估計飛行器空速的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于估計飛行器的空速的方法和設備。
[0002] 術語"空速"等同地表示飛行器的馬赫數（被定義為在飛行器的飛行條件下飛行 器的速度和聲速之間的比）以及所謂的飛行器的常規速度（"校準空速"）。
【背景技術】
[0003] 一般地，飛行器上根據兩個壓力的測量估計空速：
[0004] -首先，使用單個空速管獲得的總壓力；以及
[0005] -其次，使用與飛行器的機身蒙皮平齊的靜壓探針測量的靜壓。
[0006] 空速管和靜壓探針被暴露到外部環境，并且會被能夠部分或全部堵塞相應傳感器 的管道上游的物質或物體干擾，導致錯誤的壓力測量。
[0007] 因此，開發用于獨立于空速管估計飛行器空速的替代方法是有用的。在這種背景 下使用舉力方程（也稱為升力方程）是眾所周知的做法，舉力方程與4個參數有關，即豎直 負載因數、迎角、重量和速度。飛行器的迎角、負載因數和重量的知識使得可以重構實時的 等效速度。另外，如果已知靜壓，這還使得可以重構馬赫數。
[0008] 然而，這種使用舉力方程的空速估計只在飛行器的針對相對低的速度的飛行包線 的有限部分中才是非常準確的。特別地，在諸如飛機的飛行器的巡航飛行包線中，空速的估 計的準確度劣化嚴重，甚至不能使用。
【發明內容】
[0009] 本發明旨在提供獨立于根據空速管獲得的壓力測量且在飛行器的整個飛行包線 上都準確的飛行器空速估計。
[0010] 為此目的，本發明涉及一種用于估計飛行器的空速的方法，包括以下自動并迭代 的實現步驟：
[0011] A)根據通過使用舉力方程的第一估計方法執行飛行器的空速的估計，根據該第一 估計方法估計的空速被稱為迎角空速。
[0012] 根據發明，該方法包括下面的自動并迭代的步驟：
[0013] B)根據通過使用從布置在飛行器上的至少兩個靜壓傳感器獲得的至少兩個壓力 值的第二估計方法執行飛行器的空速的估計，使得：
[0014] ?所述至少兩個傳感器中的第一個被定位為由該第一傳感器測量的壓力根據飛行 器的馬赫數而變化；以及
[0015] ?所述至少兩個傳感器的第二個被定位為使得：
[0016] -由該第二傳感器測量的壓力不根據飛行器的馬赫數而變化；或者
[0017] -由該第二傳感器測量的壓力以比由第一傳感器測量的壓力小的方式根據飛行器 的馬赫數而變化，
[0018] 根據該第二估計方法估計的空速被稱為壓力空速，
[0019] C)用第一系數加權迎角空速，并用第二系數加權壓力空速，第一系數和第二系數 取決于飛行器的飛行包線的至少一個參數的值，
[0020] D)將在步驟C)中獲得的加權的迎角空速與在步驟C)中獲得的加權的壓力空速相 加，以獲得估計的飛行器空速。
[0021] 通過引入根據兩種不同的、獨立于從空速管獲得的測量且根據飛行器的飛行包線 的參數進行加權的空速估計方法的估計，通過根據其對相關包線的效力給予每個方法更高 或更低的權重，從而，根據本發明的方法提供在飛行器的整個飛行包線上都準確的空速估 計。
[0022] 根據可以共同或分開采用的發明的不同實施例：
[0023] -第一和第二系數根據飛行器的飛行包線的參數在0和1之間變化，無論飛行器飛 行包線的參數的值如何，第一系數和第二系數的和恒等于1 ;
[0024] -當飛行器的飛行包線的參數的值在第一預定閾值以下時，第一系數等于1，且當 飛行器的飛行包線的參數在第二預定閾值以上時，第一系數等于〇 ;
[0025] -第一系數在第一和第二閾值之間下降，或者第一和第二預定閾值相同；
[0026] -至少一個高度參數被用作飛行器的飛行包線的參數；
[0027] -至少一個速度參數被用作飛行器的飛行包線的參數；
[0028] -在當前迭代中的步驟C)中使用的飛行包線的參數的值等于在緊挨當前迭代的 前一迭代中的步驟D)中估計的空速；
[0029] -在飛行器的飛行包線的參數的值在預定閾值以上時，所述方法包括步驟：
[0030] ?過濾壓力空速和迎角空速，以獲得壓力空速的低頻
[0031] 分量和迎角空速的高頻分量；
[0032] ?在步驟D)中，通過組合壓力空速的低頻分量和迎
[0033] 角空速的高頻分量來細化估計的空速。
[0034] 在特定實施例中，所述方法包括下面的步驟：
[0035] ?依據在步驟D)中獲得的估計的空速確定校正因數；
[0036] ?測量飛行器的引擎單元中的靜壓，稱為引擎機艙靜壓；以及
[0037] ?通過用校正因數乘以引擎機艙靜壓來計算估計的靜壓。
[0038] 本發明還涉及一種用于估計飛行器的空速的設備，所述設備包括被配置為根據使 用舉力方程的第一估計方法估計飛行器的空速的第一估計單元，由第一估計單元估計的空 速稱為迎角空速。
[0039] 根據本發明，該設備還包括：
[0040] -第二估計單元，被配置為根據使用從至少兩個靜壓傳感器獲得的至少兩個壓力 值的第二估計方法估計飛行器的空速，使得：
[0041] ?所述至少兩個傳感器中的第一個被定位為由該第一傳感器測量的壓力根據飛行 器的馬赫數而變化；以及
[0042] ?所述至少兩個傳感器的第二個被定位為使得：
[0043] -由該第二傳感器測量的壓力不根據飛行器的馬赫數而變化；或者
[0044] -由該第二傳感器測量的壓力以比由第一傳感器測量的壓力小的方式根據飛行器 的馬赫數而變化，
[0045] 由該第二估計單元估計的空速被稱為壓力空速；
[0046] -加權單元，被配置為用第一系數加權迎角空速，并用第二系數加權壓力空速，第 一系數和第二系數取決于飛行器的飛行包線的至少一個參數的值；
[0047] 計算單元，被配置為將加權的迎角空速和加權的壓力空速相加，以獲得估計的飛 行器空速。
[0048] 根據本發明的一方面，該設備包括：
[0049] -計算單元，被配置為依據所估計的空速確定校正因數；
[0050] -測量單元，被配置為測量飛行器的引擎單元中的靜壓，稱為引擎機艙靜壓；以及
[0051] -計算單元，被配置為通過用校正因數乘以引擎機艙靜壓來計算估計的靜壓。
[0052] 本發明還涉及包括如前所述設備的飛行器，尤其是運輸飛機。
【附圖說明】
[0053] 所附附圖將給出如何能夠產生本發明的良好的理解。在這些附圖中，相同的附圖 標記表示相似的元件。
[0054] 圖1是包括用于估計空速的設備的飛行器的示意圖。
[0055] 圖2是包括第一和第二空速估計單元的用于估計飛行器的空速的設備的具體實 施例的框圖。
[0056] 圖3A是例示第一加權系數根據空速的趨勢的曲線圖。
[0057] 圖3B是例示第二加權系數根據空速的趨勢的曲線圖。
[0058] 圖4是數據處理單元的框圖。
[0059] 圖5是第二空速估計單元的第一變型的框圖。
[0060] 圖6是第二空速估計單元的第二變型的框圖。
[0061] 圖7是飛行器的靜壓估計單元的示意圖。
【具體實施方式】
[0062] 圖1示意性例示可以應用用于估計飛行器AC(例如是運輸機）的空速的設備1的 飛行器AC。
[0063] 根據本發明，例如如圖2中所示，估計設備1 (下文中表示為設備1)包括：
[0064] -第一估計單元10,被配置為根據使用舉力方程的第一估計方法估計飛行器的空 速，由第一估計單元10估計的空速被稱為迎角空速VAI ;
[0065] -第二估計單元20A、20B，被配置為根據使用從布置在飛行器上的至少兩個靜壓 傳感器獲得的至少兩個壓力值的第二估計方法估計飛行器的空速，使得：
[0066] -所述至少兩個傳感器中的第一個被定位為由該第一傳感器測量的壓力根據飛行 器的馬赫數而