针对先进高性能飞行器对高精度大气数据的测控需求,研发设计了一套适用于亚声速飞行器的嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统。该系统首先基于数值建模技术建立了FADS系统模型的压力数据库,并针对建模数据精度及风洞...针对先进高性能飞行器对高精度大气数据的测控需求,研发设计了一套适用于亚声速飞行器的嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统。该系统首先基于数值建模技术建立了FADS系统模型的压力数据库,并针对建模数据精度及风洞试验校准数据分析了Ma=0.2~0.4对应的压力误差限;其次,开发了攻角实时解算算法,并集成到工程原理样机中;最后基于风洞试验和飞行试验对FADS系统的实时解算算法及样机进行了系统评估,并通过事后模型算法对攻角进行重新解算以评估攻角实时解算算法的可靠性。结果表明:(1)与机载惯性导航系统等其他独立测试系统解算的数据相比,飞行试验中FADS系统采用的攻角实时解算方法精度整体较好,攻角误差小于1°,在关键段小于0.5°;基于不同模型建立的FADS系统攻角解算方法得到的攻角数值基本一致,证实了开发的实时解算算法的可靠性。(2)基于风洞试验及飞行试验数据对算法误差限的考核结果显示,飞行试验初始阶段实时解算的攻角值产生波动是压力输入波动误差限较大造成的,高空低速时的压力波动幅值大是实时解算攻角值偏差较大的主要原因;建立的FADS系统的攻角解算方法在算法误差限范围内的压力波动对攻角解算值影响较小,但超过算法误差限的压力波动对攻角解算值影响显著。高空低速飞行器FADS系统对测压传感器精度水平及工程实施水平要求较高,在实际工程应用中应尽量保证测压传感器的精度水平。展开更多
针对亚声速飞行器对高精度飞行参数的测控需求,研发了一套亚声速嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统,集成工程样机,并通过风洞试验及飞行试验进行系统考核评估。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD...针对亚声速飞行器对高精度飞行参数的测控需求,研发了一套亚声速嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统,集成工程样机,并通过风洞试验及飞行试验进行系统考核评估。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法首先建立FADS系统压力数据库,并通过风洞试验考核了模型算法在低亚声速时的误差限;其次,集成融合实时解算算法的FADS工程原理样机;最后通过飞行试验考核了工程样机的工程适用性。结果表明:(1)与机载的其他独立测试系统相比,FADS攻角实时解算精度高,攻角偏差≤1°,关键段攻角偏差≤0.5°;事后重建的攻角数据与飞行试验FADS系统实时解算数据一致,证实FADS实时攻角解算方法可靠;(2)风洞及飞行试验校核数据表明,FADS实时攻角输出数据在飞行试验初始段的波动是由输入压力波动较大导致,特别是在高空低速段,输入压力波动幅值超过算法的误差限,导致实时攻角解算数值波动较大;(3)CFD仿真结果表明,输入压力波动位于算法误差限内对攻角输出精度影响较小,超过算法误差限的压力幅值波动对实时攻角输出精度影响极大。高空低速飞行器FADS系统对压力传感器等硬件精度及工程实现水平要求较高,应尽量保证工程实施精度。展开更多
现代固定翼飞机受头部火控雷达等设备限制,无法在机头驻点附近开设测压孔,缺乏驻点压力会导致常规嵌入式大气数据传感系统测试精度大大下降。针对典型固定翼飞机常用的菱形前体外形,对无驻点压力FADS(Flush Air Data Sensing)系统解算...现代固定翼飞机受头部火控雷达等设备限制,无法在机头驻点附近开设测压孔,缺乏驻点压力会导致常规嵌入式大气数据传感系统测试精度大大下降。针对典型固定翼飞机常用的菱形前体外形,对无驻点压力FADS(Flush Air Data Sensing)系统解算算法及精度进行研究。通过亚跨声速风洞校准试验,获得了测压孔压力分布特性,基于卡尔曼滤波算法构建了无驻点压力FADS技术。通过引入差压数据改进了算法,改进算法实现了部分解耦,提高了解算精度且迭代次数较少,计算量较小。风洞试验结果表明:无驻点压力解算算法可以在外插车次下较好地解算大气参数,其中迎角测量精度为0.33°,侧滑角测量精度为0.30°,静压测量精度为0.67%,马赫数测量精度为0.011。展开更多
针对一种钝头机体用嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统的实施方案及求解精度展开研究.基于15°钝头体外形,在马赫数Ma=2.04,3.02,5.01,攻角α介于-5°和25°之间,不考虑侧滑角的情况下,采用势流理论及...针对一种钝头机体用嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统的实施方案及求解精度展开研究.基于15°钝头体外形,在马赫数Ma=2.04,3.02,5.01,攻角α介于-5°和25°之间,不考虑侧滑角的情况下,采用势流理论及修正的牛顿流理论建立了该FADS系统的气动模型.首先利用经典的三点式算法建立了攻角的求解方案,并采用最小二乘曲线拟合的方法对误差进行了修正;随后建立相应的迭代衰减算法解算静压及动压,最后根据压力比与马赫数的关系求解马赫数.对解算的数据与实际飞行参数进行了比较,结果表明,建立的钝头机体用FADS系统的模型及算法精度较好,攻角绝对误差小于0.1°,静压相对误差小于5%,马赫数绝对误差小于0.01.展开更多
针对一种用于尖锥前体飞行器的嵌入式大气数据传感(Flush Air Data Sensing,FADS)系统的解算模型及精度进行研究。针对尖锥外形特征,首先基于钝头体FADS系统的理论模型确定其测压孔配置;然后对确定的测压孔进行典型状态的风洞试验测试,...针对一种用于尖锥前体飞行器的嵌入式大气数据传感(Flush Air Data Sensing,FADS)系统的解算模型及精度进行研究。针对尖锥外形特征,首先基于钝头体FADS系统的理论模型确定其测压孔配置;然后对确定的测压孔进行典型状态的风洞试验测试,并比对了数值计算数据与风洞试验数据;最后基于人工神经网络建模技术构建了FADS系统的网络解算模型及算法。结果表明:针对尖锥外形测压孔配置特征,基于人工神经网络建模技术的算法解算精度较好,迎角、侧滑角、静压、马赫数的网络输出值与试验值吻合较好,输出的测试误差(绝对值)分别小于0.1°、0.1°、50.0 Pa及0.01;同时也证实了人工神经网络算法在FADS系统中有进一步发展的空间。展开更多
文摘针对先进高性能飞行器对高精度大气数据的测控需求,研发设计了一套适用于亚声速飞行器的嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统。该系统首先基于数值建模技术建立了FADS系统模型的压力数据库,并针对建模数据精度及风洞试验校准数据分析了Ma=0.2~0.4对应的压力误差限;其次,开发了攻角实时解算算法,并集成到工程原理样机中;最后基于风洞试验和飞行试验对FADS系统的实时解算算法及样机进行了系统评估,并通过事后模型算法对攻角进行重新解算以评估攻角实时解算算法的可靠性。结果表明:(1)与机载惯性导航系统等其他独立测试系统解算的数据相比,飞行试验中FADS系统采用的攻角实时解算方法精度整体较好,攻角误差小于1°,在关键段小于0.5°;基于不同模型建立的FADS系统攻角解算方法得到的攻角数值基本一致,证实了开发的实时解算算法的可靠性。(2)基于风洞试验及飞行试验数据对算法误差限的考核结果显示,飞行试验初始阶段实时解算的攻角值产生波动是压力输入波动误差限较大造成的,高空低速时的压力波动幅值大是实时解算攻角值偏差较大的主要原因;建立的FADS系统的攻角解算方法在算法误差限范围内的压力波动对攻角解算值影响较小,但超过算法误差限的压力波动对攻角解算值影响显著。高空低速飞行器FADS系统对测压传感器精度水平及工程实施水平要求较高,在实际工程应用中应尽量保证测压传感器的精度水平。
文摘针对亚声速飞行器对高精度飞行参数的测控需求,研发了一套亚声速嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统,集成工程样机,并通过风洞试验及飞行试验进行系统考核评估。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法首先建立FADS系统压力数据库,并通过风洞试验考核了模型算法在低亚声速时的误差限;其次,集成融合实时解算算法的FADS工程原理样机;最后通过飞行试验考核了工程样机的工程适用性。结果表明:(1)与机载的其他独立测试系统相比,FADS攻角实时解算精度高,攻角偏差≤1°,关键段攻角偏差≤0.5°;事后重建的攻角数据与飞行试验FADS系统实时解算数据一致,证实FADS实时攻角解算方法可靠;(2)风洞及飞行试验校核数据表明,FADS实时攻角输出数据在飞行试验初始段的波动是由输入压力波动较大导致,特别是在高空低速段,输入压力波动幅值超过算法的误差限,导致实时攻角解算数值波动较大;(3)CFD仿真结果表明,输入压力波动位于算法误差限内对攻角输出精度影响较小,超过算法误差限的压力幅值波动对实时攻角输出精度影响极大。高空低速飞行器FADS系统对压力传感器等硬件精度及工程实现水平要求较高,应尽量保证工程实施精度。
文摘现代固定翼飞机受头部火控雷达等设备限制,无法在机头驻点附近开设测压孔,缺乏驻点压力会导致常规嵌入式大气数据传感系统测试精度大大下降。针对典型固定翼飞机常用的菱形前体外形,对无驻点压力FADS(Flush Air Data Sensing)系统解算算法及精度进行研究。通过亚跨声速风洞校准试验,获得了测压孔压力分布特性,基于卡尔曼滤波算法构建了无驻点压力FADS技术。通过引入差压数据改进了算法,改进算法实现了部分解耦,提高了解算精度且迭代次数较少,计算量较小。风洞试验结果表明:无驻点压力解算算法可以在外插车次下较好地解算大气参数,其中迎角测量精度为0.33°,侧滑角测量精度为0.30°,静压测量精度为0.67%,马赫数测量精度为0.011。
文摘针对一种钝头机体用嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统的实施方案及求解精度展开研究.基于15°钝头体外形,在马赫数Ma=2.04,3.02,5.01,攻角α介于-5°和25°之间,不考虑侧滑角的情况下,采用势流理论及修正的牛顿流理论建立了该FADS系统的气动模型.首先利用经典的三点式算法建立了攻角的求解方案,并采用最小二乘曲线拟合的方法对误差进行了修正;随后建立相应的迭代衰减算法解算静压及动压,最后根据压力比与马赫数的关系求解马赫数.对解算的数据与实际飞行参数进行了比较,结果表明,建立的钝头机体用FADS系统的模型及算法精度较好,攻角绝对误差小于0.1°,静压相对误差小于5%,马赫数绝对误差小于0.01.
文摘针对一种用于尖锥前体飞行器的嵌入式大气数据传感(Flush Air Data Sensing,FADS)系统的解算模型及精度进行研究。针对尖锥外形特征,首先基于钝头体FADS系统的理论模型确定其测压孔配置;然后对确定的测压孔进行典型状态的风洞试验测试,并比对了数值计算数据与风洞试验数据;最后基于人工神经网络建模技术构建了FADS系统的网络解算模型及算法。结果表明:针对尖锥外形测压孔配置特征,基于人工神经网络建模技术的算法解算精度较好,迎角、侧滑角、静压、马赫数的网络输出值与试验值吻合较好,输出的测试误差(绝对值)分别小于0.1°、0.1°、50.0 Pa及0.01;同时也证实了人工神经网络算法在FADS系统中有进一步发展的空间。
