[发明专利]用于基于天气缓冲模型估计飞行器空速的系统

说明书

本申请公开了一种用于估计飞行器的多个空速参数的系统和方法。该系统包括一个或多个处理器和耦合到处理器的存储器。存储数据的存储器包括数据库和程序代码，所述程序代码在由一个或多个处理器执行时使系统接收多个操作参数，其中每个操作参数表示飞行器的操作条件。进一步使系统基于操作参数来确定模型基动态压力。模型基动态压力基于飞行器的稳定飞行条件被估计。进一步使系统基于至少温度偏差和惯性速度矢量来确定桥基动态压力。桥基动态压力是针对飞行器的极端飞行条件被估计的。

技术领域

所公开的系统和方法涉及用于估计飞行器的空速的系统，并且更具体地涉及包括用于在极端飞行条件期间估计空速的天气缓冲模型的系统。

背景技术

皮托管或探针通常安装在交通工具上并且测量交通工具相对于交通工具在其中运动的流体的速度。在一个应用中，皮托探针安装在飞行器上并且测量飞行期间飞行器相对于空气团的速度。皮托探针通常包括中空管，该中空管限定指向流体流动或交通工具运动方向的开放端。皮托探针的中空管包含流体，诸如在飞行器的情况下是空气。皮托探针内的压力提供停滞压力测量，也称为总压力。总压力与通常在飞行器机身的不同位置处测量或者在组合式皮托静态压力探针的情况下的皮托探针的侧面上测量的静态压力相结合，以确定冲击压力。冲击压力用于确定飞行器的空速。

有时基于皮托探针的空速系统可能会产生不正确的空速读数。不正确的读数可能是由探针污染、探针损坏或维护问题等问题导致的。探针污染的一些例子包括但不限于冰、火山灰和昆虫入侵。目前存在基于飞行器模型估计空速的系统，但是如果飞行器在极端飞行条件下操作，这些系统可能无法计算出准确的空速。极端飞行条件可能包括不稳定的或高度动态的条件，这些条件通常是在飞行器执行机动时产生的，或者如果飞行器由于周围的风或湍流而经受很大的力产生的。通常基于迎角、侧滑角或侧倾角/倾斜角(bank angle)的变化率来确定极端飞行条件。传统方法是在飞行器在极端条件下操作时冻结或保持空速估计值不变。但是，如果飞行器在极端条件下持续操作超过几秒钟，这可能会影响空速读数的准确性。

发明内容

本公开涉及用于估计飞行器空速的改进系统，特别是在极端飞行条件下。在一个示例中，公开了一种用于估计飞行器的多个空速参数的系统。该系统包括一个或多个处理器和耦合到处理器的存储器。存储数据的存储器包括数据库和程序代码，所述程序代码在由所述一个或多个处理器执行时使系统接收多个操作参数，每个操作参数表示飞行器的操作条件。进一步使系统基于操作参数来确定模型基动态压力。模型基动态压力基于飞行器的稳定飞行条件。进一步使系统基于至少温度偏差和惯性速度矢量来确定桥基动态压力。桥基动态压力基于飞行器的极端飞行条件。使系统基于迎角、侧滑角和侧倾角中的至少一个来评估飞行器在操作期间的稳定性，其中稳定性是飞行器的极端飞行条件的指示。还使得该系统基于稳定性确定飞行器在极端飞行条件下操作。最后，响应于确定飞行器正在极端飞行条件下操作，系统基于所述桥基动态压力来估计多个空速参数。

在另一个示例中，公开了一种估计飞行器的多个空速参数的方法。该方法包括由计算机接收多个操作参数，每个操作参数表示飞行器的操作条件。该方法还包括由计算机基于操作参数确定模型基动态压力。模型基动态压力基于飞行器的稳定飞行条件。该方法还包括由计算机至少基于温度差异和惯性速度矢量确定桥基动态压力。桥基动态压力基于飞行器的极端飞行条件。该方法包括基于迎角、侧滑角和侧倾角中的至少一个评估飞行器在操作期间的稳定性。稳定性是飞行器的极端飞行条件的指示。该方法包括由计算机基于稳定性确定飞行器正在极端飞行条件下操作。最后，响应于确定飞行器正在极端飞行条件下操作，该方法包括由计算机基于桥基动态压力来估计多个空速参数。

从以下描述，附图和所附权利要求，所公开的方法和系统的其他目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是包括空速估计模块和天气缓冲模块的飞行器的公开的空速计算系统的示例性示意框图；

图2是图1中所示的飞行器的图示，其中示出飞行器的机体轴线和地面轴线；