一种直升机进入自转智能判断方法及装置与流程

本发明属于直升机飞行控制领域，具体涉及一种直升机进入自转智能判断方法及装置。

背景技术：

1、直升机在正常飞行过程中出现动力失效情况时，发动机参数和飞行姿态等状态会发生剧烈变化，严重威胁直升机和飞行员的安全，此时需要及时采取自转操作来控制直升机稳定下滑，才能实现安全着陆。进入自转的前提是能够准确快速地判断出直升机处于动力失效状态，从而使飞行员更及时执行自转操纵，减小操纵延迟，提高自转过程的安全性。

2、直升机在动力失效后不能通过传感器直接给出失效指令，需要飞行员根据发动机状态、直升机状态和预警信息综合判断，存在一定的延时。目前还未有直升机进入自转快速准确判断方法的研究报道。

技术实现思路

1、本发明提出了一种直升机进入自转智能判断方法，能够综合发动机和飞行状态信息分析，实现快速准确判断进入自转，同时可以避免将特殊飞行动作和传动机构故障等引起的状态变化误判为动力失效。

2、第一方面，本申请提供一种直升机进入自转智能判断方法，所述方法包括：

3、步骤1：建立直升机动力失效飞行数据库；

4、步骤2：根据动力失效特性选取发动机参数和飞行状态参数，并对其进行数据处理；

5、步骤3：利用lm(levenberg—marquardt)算法，构建神经网络的训练学习方法；

6、步骤4：根据神经网络的训练学习方法、直升机动力失效飞行数据库、发动机参数和飞行状态参数，确定网络结构并训练网络，获得训练好的神经网络结构；

7、步骤5：利用训练好的神经网络结构，获得自转判断结果。

8、具体的，步骤1包括：

9、基于自转飞行动力学模型，利用飞行模拟器设置不同的动力失效飞行场景，开展大量飞行仿真，得到不同飞行场景与失效响应相对应的飞行数据库。

10、具体的，动力失效特性包括：

11、扭矩以较大的衰减速率降低到接近零的状态；

12、燃气涡轮转速不断衰减，衰减速度与转动惯量成反比，不会急剧衰减到0；

13、动力涡轮转速不断衰减，衰减速度与转动惯量成反比，不会急剧衰减到0；

14、旋翼转速逐渐降低，衰减率与初始扭矩成正比，与转动惯量成反比；

15、出现偏航角速度,偏航角增大.飞行速度较大时,随着偏航阻尼作用偏航角速度受到抑制。

16、具体的，发动机参数包括直升飞行时发动机扭矩q、燃气涡轮转速ng、动力涡轮转速np、旋翼转速nr；

17、飞行状态参数包括航向角速率r、垂向加速度az、垂速vz、航向角ψ、俯仰角速率q、倾斜角速率p参数。

18、具体的，步骤5包括：

19、步骤51：将直升机当前飞行参数输入训练好的神经网络结构；

20、步骤52：若直升机状态为发动机失效，则进入自转；若直升机状态为正常飞行，则不进入自转。

21、第二方面，本申请提供一种直升机进入自转智能判断装置，所述装置包括建立单元、参数选取单元、构建单元、判断单元，其中：

22、建立单元，用于建立直升机动力失效飞行数据库；

23、参数选取单元，用于根据动力失效特性选取发动机参数和飞行状态参数，并对其进行数据处理；

24、构建单元，用于利用lm(levenberg—marquardt)算法，构建神经网络的训练学习方法；根据神经网络的训练学习方法、直升机动力失效飞行数据库、发动机参数和飞行状态参数，确定网络结构并训练网络，获得训练好的神经网络结构；

25、判断单元，用于利用训练好的神经网络结构，获得自转判断结果。

26、具体的，动力失效特性包括：

27、扭矩以较大的衰减速率降低到接近零的状态；

28、燃气涡轮转速不断衰减，衰减速度与转动惯量成反比，不会急剧衰减到0；

29、动力涡轮转速不断衰减，衰减速度与转动惯量成反比，不会急剧衰减到0；

30、旋翼转速逐渐降低，衰减率与初始扭矩成正比，与转动惯量成反比；

31、出现偏航角速度,偏航角增大.飞行速度较大时,随着偏航阻尼作用偏航角速度受到抑制。

32、具体的，发动机参数包括直升飞行时发动机扭矩q、燃气涡轮转速ng、动力涡轮转速np、旋翼转速nr；

33、飞行状态参数包括航向角速率r、垂向加速度az、垂速vz、航向角ψ、俯仰角速率q、倾斜角速率p参数。

34、综上所述，本发明解决的技术问题是：提供一种直升机进入自转智能判断方法，用于在直升机可能发生动力失效时，根据发动机参数和飞行状态变化，快速准确判断出是否需要进入自转飞行。

技术特征：

1.一种直升机进入自转智能判断方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动力失效特性包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发动机参数包括直升飞行时发动机扭矩q、燃气涡轮转速ng、动力涡轮转速np、旋翼转速nr；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5包括：

6.一种直升机进入自转智能判断装置，其特征在于，所述装置包括建立单元、参数选取单元、构建单元、判断单元，其中：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，动力失效特性包括：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，发动机参数包括直升飞行时发动机扭矩q、燃气涡轮转速ng、动力涡轮转速np、旋翼转速nr；

技术总结
本申请提供一种直升机进入自转智能判断方法及装置，所述方法包括：步骤1：建立直升机动力失效飞行数据库；步骤2：根据动力失效特性选取发动机参数和飞行状态参数，并对其进行数据处理；步骤3：利用LM(Levenberg—Marquardt)算法，构建神经网络的训练学习方法；步骤4：根据神经网络的训练学习方法、直升机动力失效飞行数据库、发动机参数和飞行状态参数，确定网络结构并训练网络，获得训练好的神经网络结构；步骤5：利用训练好的神经网络结构，获得自转判断结果。

技术研发人员：杨彪,刘少兵,白红丽,苏小恒
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25