[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

说明书

本发明涉及飞行器设计技术领域，特别涉及一种飞行能量变化显示系统及显示位置确定方法。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。提供一种飞行能量变化显示系统，解决现有技术中无法准确及时判断飞机飞行能量状态变化趋势的技术问题。同时，提供一种科学、准确确定飞机单位剩余功率在系统显示器上显示位置的方法。

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，特别涉及一种飞行能量变化显示系统及显示位置确定方法。

背景技术

飞机在飞行中，飞机的动能和重力势能之间的变化，以及为克服阻力损失的能量和来自燃料的能量之间存在一定的平衡关系。飞机的动能与重力势能之和是飞机的总能量，当飞机的总能量增加时，表明飞机具有正的剩余功率；当飞机的总能量减小时，表明此刻飞机具有负的剩余功率。这种能量的变化趋势对于飞行员操纵飞机具有重要指导意义。当飞机具有正的剩余功率时，飞行员可以操纵飞机进行爬升以增加重力势能，也可以操纵飞机进行增速来获得动能，还可以操纵飞机进行盘旋(克服更大的气动阻力)以获得改变方向的能力。简而言之，飞机的剩余功率，可以用来爬升、加速以及改变飞行方向。

当飞机保持高度平飞时，可以通过飞机真空速的变化来判断飞机能量的变化趋势；当飞机保持真空速飞行时，通过飞机高度的变化可以判断飞机能量变化趋势；但当飞机在垂直空间进行机动飞行时，就无法直观的判断飞机的能量变化趋势了。对于战斗机而言，在进行作战时更多是在空间进行机动。

当前，战斗机在进行空间机动飞行时，飞行员难以及时准确的判断飞机的能量变化趋势。在作战中，不清楚飞机的能量状态变化，容易造成飞机偏离本机最优能量状态，最终导致态势上的失利。在试飞中，由于无法准确及时判断飞机能量状态的变化趋势，试飞员不能严格按照要求完成等速爬升、稳定盘旋等试飞动作。

发明内容

本发明解决的技术问题:提供一种飞行能量变化显示系统，解决现有技术中无法准确及时判断飞机飞行能量状态变化趋势的技术问题。同时，提供一种科学、准确确定飞机单位剩余功率在系统显示器上显示位置的方法。

本发明的技术方案:一种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。

优选地，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。该技术方案为飞机飞行能量状态变化趋势的判断，提供了基础。

优选地，所述的所有信息通过符号在显示器上显示。该技术方案，给一种了上述信息的显示方式，为后续飞机飞行能量状态变化趋势的快捷判断奠定了基础。

优选地，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。该技术方案使得在飞行中飞行员能够更快更准确的判断飞机当前的总能量的变化趋势。

优选地，通过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。该技术方案为飞行员提供了飞机飞行动能变化趋势的便捷指示。

飞机单位剩余功率在系统显示器上显示位置的确定方法，所述的系统为上述飞行能量变化显示系统，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符作为位置参照的显示位置信息。

优选地，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；

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；