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系统校准的基准

  录入时间:2020-07-13 【打印此页】 【关闭
     航空器大气系统为飞行控制、导航、火控、动力和环控等系统提供关键控制参数,大气系统的校准精度直接关系到飞机各系统操控准确性、可靠性、作战/经济效能、空中交通管制和飞行安全[1]。大气系统校准包括全压和静压源位置误差校准。近年来,国外试飞校准方法,先后发展过真空膜盒气压计法、拖拽静压法、速度里程法、俯视环飞法、全压管法、编队飞行法、雷达跟踪法、GPS参考高度法[2],120等速平飞法[3],GPS风盒子技术[4]等试飞方法。国内近年先后出现了雷达法、雷达-照相经纬仪法、照相法、无液静压表法、几何法、标准飞机法、无线电高度表法、雷达-温度法、加速度计-姿态仪法、照相截时法、音速法、温度法[5]、GPS往返等速平飞法[6]、GPS速度-高度法[7]、GPS-Ma迭代法[8]、微波空间定位法[9]和高度分层GPS速度法[10]等方法。这些试飞方法均不能完成全压和静压同步校准(除标准飞机法外);校准精度很难满足国际适航认证(FAR25)、300m垂直间距空中交通管制(RVSM,ReducedVerticalSeparationMinimums)、国军标(GJB1190)、补偿式全静压受感器鉴定的需求;方法不能确定校准结果偏离实际基准的系统误差,这通常也是校准试验结果是否可信的关键。标准飞机法以标准飞机作为基准器,试验设备昂贵、试飞起落成倍增加、编队飞行难度大起落有效率低。在大气校准领域,拖锥是公认的静压测量基准器,但它不具备全压测量功能;敞口式标准空速管的敞口是公认的全压测量基准器,但其静压受感器又受飞机扰流影响。“基准空速管法”结合了两者的优势,采用拖锥对标准空速管的静压进行“飞行检定”,采用敞口测量全压,从而为大气系统全压和静压校准建立可靠的参考基准,然后采用“自伴飞”方式,以标准空速管替换标准飞机,有效解决大气系统全压和静压同步校准、精度、基准和可信度问题。1直接校准法1.1校准方法一般情况下,选作飞行试验专用的标准空速管比批生产型常规空速管的测试精度高出一个数量级,其各项指标符合NIST/MIL-STD-45662A的严格要求,于是我们初步假定专用空速管可以直接作为标准量具,将其量测全压pTS、静压pSS、迎角S、侧滑角S值作为大气系统的基准值。其观测模型表述为pTT(M)=pTS(M)pST(M)=pSS(M)T(M)=S(M)T(M)=S(M烅烄烆)(1)于是,在各个高度层选取若干个速度点,将待校准大气系统的测量全压pTI、静压pSI、迎角I、侧滑角I与基准值比较,采用“点对比较法”便可得到大气系统静压、动压(计入了全压修正量)、气流角的校准量。其解算模型如下p(M)=pST(M)-pSI(M)Q(M)=pTT(M)-pTI(M)-(pST(M)-pSI(M))(M)=T(M)-I(M)(M)=T(M)-I(M烅烄烆)(2)1.2初步试验结果近期,采用NASA某指定供应商生产的xxx-xx系列某型直鼻敞口直杆式标准空速管,经加强头罩和加长撑杆安装在某型飞机上,对大气系统进行了校准试飞。按照直接校准法基本原理,并进行H(M,pH)=f(P,M,pH)常规转换,图1按高度形式给出了该飞机机身L型全压和静压受感器的全压和静压源位置误差修正量(PEC,positionerrorcorrection)试验结果曲线。为初步验证该方法的可靠性,同时给出了GPS高度法对同一L型空速管的校准试验结果。