[发明专利]一种飞行能量变化显示系统及显示位置确定方法

权利要求书

1.飞机单位剩余功率在系统显示器上显示位置的确定方法，其特征为：所述的系统为飞行能量变化显示系统，所述的显示系统包括处理器和显示器，所述处理器将飞机的单位剩余功率处理为在显示器上的位置信息，并由显示器显示；所述显示系统的显示器上还显示有飞机的飞行速度方向和水平天地线；

通过表示单位剩余功率的符号与表示水平天地线的符号在显示器上的相对位置关系，代表飞机飞行总能量的变化趋势；当飞机单位剩余功率显示符号在水平天地线显示符号上方时，表明飞机具有正的单位剩余功率，飞机总能量有增加的趋势；若飞机单位剩余功率显示符号在水平天地线显示符号的下方时，表明飞机具有负的单位剩余功率，飞机总能量正在损失；当飞机单位剩余功率显示符号和水平天地线显示符号重合时，表明飞机在保持能量飞行；

表示单位剩余功率的符号与表示飞行速度方向的符号在显示器上的相对位置关系，代表飞机飞行动能的变化趋势；当飞机单位剩余功率显示符号在飞机飞行速度方向显示符号上方时，表明飞机的动能有增加的趋势；若飞机单位剩余功率显示符号在飞机飞行速度方向显示符号下方时，表明飞机动能有损失的趋势；当飞机单位剩余功率显示符号和飞机飞行速度方向显示符号重合时，表明飞机保持动能飞行；

所述显示系统的显示器上还显示有飞机俯仰梯度符号；

根据保持动能飞行时飞机单位剩余功率与飞机爬升角之间的物理关系，将飞机单位剩余功率转换为以飞机俯仰梯度作为位置参照的显示位置信息；

计算飞机单位剩余功率的方法包括如下步骤：

从采集的飞行参数中提取机体坐标轴系的三轴加速度、三轴角速率、迎角、侧滑角、爬升率和真空速，并进行滤波处理；

将加速度传感器测量的机体坐标轴系三轴加速度向飞机重心处转换；公式如下：

a_{xt_cm}＝a_xt-(R²+Q²)·ΔX+PQ·ΔY+PR·ΔZ

a_{yt_cm}＝a_yt-QP·ΔX-(R²+P²)·ΔY+QR·ΔZ

a_{zt_cm}＝a_zt-RP·ΔX+RQ·ΔY-(Q²+P²)·ΔZ

其中，a_xt是X轴加速度，a_yt是Y轴加速度，a_zt是Z轴加速度，P、Q、R分别为机体坐标轴系下的滚转角速率、俯仰角速率和偏航角速率，ΔX、ΔY、ΔZ是加速度传感器传感器在飞机上的安装位置与飞机重心位置在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的距离，为已知的飞机特性数据；

将转换后重心处的机体坐标轴系三轴加速度转换至气流坐标轴系下，获得气流坐标轴系下飞机重心处的X轴加速度a_{xq_cm}；

a_{xq_cm}＝cosαcosβ·a_{xt_cm}+sinβ·a_{yt_cm}+sinαcosβ·a_{zt_cm}

其中，α为飞行时的迎角，β为飞行时的侧滑角；

根据计算得到的气流坐标轴系加速度和飞行参数提取的爬升率V_y及真空速V，计算得出飞机当前状态下的单位剩余功率SEP：

其中g为重力加速度；

根据保持动能飞行时飞机单位剩余功率与飞机爬升角之间的物理关系，将飞机单位剩余功率SEP转换为以飞机俯仰梯度符作为位置参照的显示位置信息γ，转换计算过程为

γ＝arcsin(SEP/V)＝arcsin(V_y/V+a_{xq_cm}/g)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所有信息通过符号在显示器上显示。