用于估计飞行器空速的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于估计飞行器的空速的方法和设备。
[0002] 术语"空速"等同地表示飞行器的马赫数（被定义为在飞行器的飞行条件下飞行 器的速度和声速之间的比）以及所谓的飞行器的常规速度（"校准空速"）。
【背景技术】
[0003] 一般地，飞行器上根据两个压力的测量估计空速：
[0004] -首先，使用单个空速管获得的总压力；以及
[0005] -其次，使用与飞行器的机身蒙皮平齐的静压探针测量的静压。
[0006] 空速管和静压探针被暴露到外部环境，并且会被能够部分或全部堵塞相应传感器 的管道上游的物质或物体干扰，导致错误的压力测量。
[0007] 因此，开发用于独立于空速管估计飞行器空速的替代方法是有用的。在这种背景 下使用举力方程（也称为升力方程）是众所周知的做法，举力方程与4个参数有关，即竖直 负载因数、迎角、重量和速度。飞行器的迎角、负载因数和重量的知识使得可以重构实时的 等效速度。另外，如果已知静压，这还使得可以重构马赫数。
[0008] 然而，这种使用举力方程的空速估计只在飞行器的针对相对低的速度的飞行包线 的有限部分中才是非常准确的。特别地，在诸如飞机的飞行器的巡航飞行包线中，空速的估 计的准确度劣化严重，甚至不能使用。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在提供独立于根据空速管获得的压力测量且在飞行器的整个飞行包线 上都准确的飞行器空速估计。
[0010] 为此目的，本发明涉及一种用于估计飞行器的空速的方法，包括以下自动并迭代 的实现步骤：
[0011] A)根据通过使用举力方程的第一估计方法执行飞行器的空速的估计，根据该第一 估计方法估计的空速被称为迎角空速。
[0012] 根据发明，该方法包括下面的自动并迭代的步骤：
[0013] B)根据通过使用从布置在飞行器上的至少两个静压传感器获得的至少两个压力 值的第二估计方法执行飞行器的空速的估计，使得：
[0014] ?所述至少两个传感器中的第一个被定位为由该第一传感器测量的压力根据飞行 器的马赫数而变化；以及
[0015] ?所述至少两个传感器的第二个被定位为使得：
[0016] -由该第二传感器测量的压力不根据飞行器的马赫数而变化；或者
[0017] -由该第二传感器测量的压力以比由第一传感器测量的压力小的方式根据飞行器 的马赫数而变化，
[0018] 根据该第二估计方法估计的空速被称为压力空速，
[0019] C)用第一系数加权迎角空速，并用第二系数加权压力空速，第一系数和第二系数 取决于飞行器的飞行包线的至少一个参数的值，
[0020] D)将在步骤C)中获得的加权的迎角空速与在步骤C)中获得的加权的压力空速相 加，以获得估计的飞行器空速。
[0021] 通过引入根据两种不同的、独立于从空速管获得的测量且根据飞行器的飞行包线 的参数进行加权的空速估计方法的估计，通过根据其对相关包线的效力给予每个方法更高 或更低的权重，从而，根据本发明的方法提供在飞行器的整个飞行包线上都准确的空速估 计。
[0022] 根据可以共同或分开采用的发明的不同实施例：
[0023] -第一和第二系数根据飞行器的飞行包线的参数在0和1之间变化，无论飞行器飞 行包线的参数的值如何，第一系数和第二系数的和恒等于1 ;
[0024] -当飞行器的飞行包线的参数的值在第一预定阈值以下时，第一系数等于1，且当 飞行器的飞行包线的参数在第二预定阈值以上时，第一系数等于〇 ;
[0025] -第一系数在第一和第二阈值之间下降，或者第一和第二预定阈值相同；
[0026] -至少一个高度参数被用作飞行器的飞行包线的参数；
[0027] -至少一个速度参数被用作飞行器的飞行包线的参数；
[0028] -在当前迭代中的步骤C)中使用的飞行包线的参数的值等于在紧挨当前迭代的 前一迭代中的步骤D)中估计的空速；
[0029] -在飞行器的飞行包线的参数的值在预定阈值以上时，所述方法包括步骤：
[0030] ?过滤压力空速和迎角空速，以获得压力空速的低频
[0031] 分量和迎角空速的高频分量；
[0032] ?在步骤D)中，通过组合压力空速的低频分量和迎
[0033] 角空速的高频分量来细化估计的空速。
[0034] 在特定实施例中，所述方法包括下面的步骤：
[0035] ?依据在步骤D)中获得的估计的空速确定校正因数；
[0036] ?测量飞行器的引擎单元中的静压，称为引擎机舱静压；以及
[0037] ?通过用校正因数乘以引擎机舱静压来计算估计的静压。
[0038] 本发明还涉及一种用于估计飞行器的空速的设备，所述设备包括被配置为根据使 用举力方程的第一估计方法估计飞行器的空速的第一估计单元，由第一估计单元估计的空 速称为迎角空速。
[0039] 根据本发明，该设备还包括：
[0040] -第二估计单元，被配置为根据使用从至少两个静压传感器获得的至少两个压力 值的第二估计方法估计飞行器的空速，使得：
[0041] ?所述至少两个传感器中的第一个被定位为由该第一传感器测量的压力根据飞行 器的马赫数而变化；以及
[0042] ?所述至少两个传感器的第二个被定位为使得：
[0043] -由该第二传感器测量的压力不根据飞行器的马赫数而变化；或者
[0044] -由该第二传感器测量的压力以比由第一传感器测量的压力小的方式根据飞行器 的马赫数而变化，
[0045] 由该第二估计单元估计的空速被称为压力空速；
[0046] -加权单元，被配置为用第一系数加权迎角空速，并用第二系数加权压力空速，第 一系数和第二系数取决于飞行器的飞行包线的至少一个参数的值；
[0047] 计算单元，被配置为将加权的迎角空速和加权的压力空速相加，以获得估计的飞 行器空速。
[0048] 根据本发明的一方面，该设备包括：
[0049] -计算单元，被配置为依据所估计的空速确定校正因数；
[0050] -测量单元，被配置为测量飞行器的引擎单元中的静压，称为引擎机舱静压；以及
[0051] -计算单元，被配置为通过用校正因数乘以引擎机舱静压来计算估计的静压。
[0052] 本发明还涉及包括如前所述设备的飞行器，尤其是运输飞机。
【附图说明】
[0053] 所附附图将给出如何能够产生本发明的良好的理解。在这些附图中，相同的附图 标记表示相似的元件。
[0054] 图1是包括用于估计空速的设备的飞行器的示意图。
[0055] 图2是包括第一和第二空速估计单元的用于估计飞行器的空速的设备的具体实 施例的框图。
[0056] 图3A是例示第一加权系数根据空速的趋势的曲线图。
[0057] 图3B是例示第二加权系数根据空速的趋势的曲线图。
[0058] 图4是数据处理单元的框图。
[0059] 图5是第二空速估计单元的第一变型的框图。
[0060] 图6是第二空速估计单元的第二变型的框图。
[0061] 图7是飞行器的静压估计单元的示意图。
【具体实施方式】
[0062] 图1示意性例示可以应用用于估计飞行器AC(例如是运输机）的空速的设备1的 飞行器AC。
[0063] 根据本发明，例如如图2中所示，估计设备1 (下文中表示为设备1)包括：
[0064] -第一估计单元10,被配置为根据使用举力方程的第一估计方法估计飞行器的空 速，由第一估计单元10估计的空速被称为迎角空速VAI ;
[0065] -第二估计单元20A、20B，被配置为根据使用从布置在飞行器上的至少两个静压 传感器获得的至少两个压力值的第二估计方法估计飞行器的空速，使得：
[0066] -所述至少两个传感器中的第一个被定位为由该第一传感器测量的压力根据飞行 器的马赫数而