一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法及装置与流程

本申请属于飞控系统设计，特别涉及一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法及装置。

背景技术：

1、飞机舵面偏转时，改变机翼或尾翼的气动外形，从而产生力和力矩，控制飞机三轴运动。

2、当飞机液压系统故障或失效时，被驱动舵面无法平衡其自身的铰链力矩，在空中会呈现松浮状态(舵面偏转)，使飞机产生不平衡力矩，需要飞行员通过操纵其他舵面偏转进行补偿。然而，若液压系统设计不合理或该故障舵面空中松浮角度过大，而其他舵面舵效过小，无法平衡该不平衡力矩，则飞机会产生非指令运动，严重时飞行员甚至会丧失操纵权限，影响飞机飞行安全。

3、因此，需要计算液压系统故障时舵面松浮状态下的舵偏角度，以此为参考对所设计液压系统及飞机操纵舵面合理性进行评估，避免空中飞行时舵效不够飞机出现非指令运动情况，保证驾驶员操纵后飞机实际响应与其预期响应一致，确保飞机安全飞行。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法及装置，以计算松浮舵面偏转角度，避免空中飞行时舵效不够飞机出现非指令运动情况，保证驾驶员操纵后飞机实际响应与其预期响应一致，确保飞机安全飞行。

2、本申请第一方面提供了一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法，主要包括：

3、步骤s1、根据铰链力矩实际值与铰链力矩指令值计算两者偏差，其中，当液压故障时，所述铰链力矩指令值为0；

4、步骤s2、基于预设的积分器，对所述偏差进行计算，获得舵偏角度；

5、步骤s3、对所述舵偏角度在预设的铰链力矩插值表中插值出铰链力矩系数；

6、步骤s4、基于所述铰链力矩系数计算铰链力矩；

7、步骤s5、将计算的铰链力矩作为新的铰链力矩实际值，重复上述步骤，直至所述偏差收敛，输出舵偏角度即为飞机液压故障时松浮舵面偏转角度。

8、优选的是，步骤s3包括：

9、步骤s31、获取预设的铰链力矩插值表，所述铰链力矩插值表为通过风洞试验获得铰链力矩系数随舵面偏度、马赫数、迎角的变化情况；

10、步骤s32、获得当前飞机的舵面偏度、马赫数及迎角，通过n维插值获得当前的铰链力矩系数。

11、优选的是，步骤s4包括：

12、根据以下公式计算铰链力矩mh：

13、mh＝chqsb；

14、其中，ch为铰链力矩系数，q为速压，s为舵面参考面积，b为舵面参考长度。

15、优选的是，步骤s5之后进一步包括：

16、步骤s6、对其他舵面的舵效进行设计，以使其他舵面的舵效能够平衡由松浮舵面偏转角度产生的不平衡力矩。

17、本申请第二方面提供了一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置，主要包括：

18、偏差计算模块，用于根据铰链力矩实际值与铰链力矩指令值计算两者偏差，其中，当液压故障时，所述铰链力矩指令值为0；

19、舵偏角度计算模块，用于基于预设的积分器，对所述偏差进行计算，获得舵偏角度；

20、铰链力矩系数插值模块，用于对所述舵偏角度在预设的铰链力矩插值表中插值出铰链力矩系数；

21、铰链力矩计算模块，用于基于所述铰链力矩系数计算铰链力矩；

22、循环控制模块，用于将计算的铰链力矩作为新的铰链力矩实际值，重复调用上述模块，直至所述偏差收敛，输出舵偏角度即为飞机液压故障时松浮舵面偏转角度。

23、优选的是，所述铰链力矩系数插值模块包括：

24、插值表获取单元，用于获取预设的铰链力矩插值表，所述铰链力矩插值表为通过风洞试验获得铰链力矩系数随舵面偏度、马赫数、迎角的变化情况；

25、飞行参数获取及插值单元，用于获得当前飞机的舵面偏度、马赫数及迎角，通过n维插值获得当前的铰链力矩系数。

26、优选的是，在所述铰链力矩计算模块中，根据以下公式计算铰链力矩mh：

27、mh＝chqsb；

28、其中，ch为铰链力矩系数，q为速压，s为舵面参考面积，b为舵面参考长度。

29、优选的是，所述飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置还包括：

30、舵面舵效参数确定模块，用于对其他舵面的舵效进行设计，以使其他舵面的舵效能够平衡由松浮舵面偏转角度产生的不平衡力矩。

31、本申请能够精确快速计算液压失效时故障舵面的舵偏角度，有助于评估所设计液压系统及飞机操纵舵面合理性，避免空中飞行时舵效不够飞机出现非指令运动情况，确保飞机安全飞行。

技术特征：

1.一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法，其特征在于，步骤s3包括：

3.如权利要求1所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法，其特征在于，步骤s4包括：

4.如权利要求1所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法，其特征在于，步骤s5之后进一步包括：

5.一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置，其特征在于，所述铰链力矩系数插值模块包括：

7.如权利要求5所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置，其特征在于，在所述铰链力矩计算模块中，根据以下公式计算铰链力矩mh：

8.如权利要求5所述的飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置，其特征在于，所述飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定装置还包括：

技术总结
本申请属于飞控系统设计技术领域，特别涉及一种飞机液压故障时松浮舵面偏转角度确定方法及装置。该方法包括：步骤S1、根据铰链力矩实际值与铰链力矩指令值计算两者偏差，其中，当液压故障时，铰链力矩指令值为0；步骤S2、基于预设的积分器，对所述偏差进行计算，获得舵偏角度；步骤S3、对所述舵偏角度在预设的铰链力矩插值表中插值出铰链力矩系数；步骤S4、计算铰链力矩；步骤S5、将计算的铰链力矩作为新的铰链力矩实际值，重复上述步骤，直至偏差收敛，输出舵偏角度即为飞机液压故障时松浮舵面偏转角度。本申请能够精确快速计算液压失效时故障舵面的舵偏角度，避免空中飞行时舵效不够，飞机出现非指令运动情况，确保飞机安全飞行。

技术研发人员：薛轶凡,薛源,刘丽莎
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17