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
可重复使用飞行器是目前航天领域的研究热点,而对于高速再入飞行器在再入大气层时,获得准确的迎角、侧滑角和动压等飞行参数对于控制稳定具有至关重要的作用。传统的外伸式空速管和迎角/侧滑角传感系统在高速状态下会下会引发一系列结...可重复使用飞行器是目前航天领域的研究热点,而对于高速再入飞行器在再入大气层时,获得准确的迎角、侧滑角和动压等飞行参数对于控制稳定具有至关重要的作用。传统的外伸式空速管和迎角/侧滑角传感系统在高速状态下会下会引发一系列结构和防热问题,且无法适用于大迎角飞行状态。针对上述问题,设计了嵌入式大气数据系统(Flush air data system,FADS)。FADS以嵌入在机身表面的多测压孔压力信息测量为基础,结合压力分布模型进行大气参数的求解。分别通过试验室试验对FADS算法的正确性以及风洞试验对FADS全系统的适应性进行了验证。试验结果可以有效地对FADS的性能进行评估。展开更多
研究了一种新型的空速测量方法。通过引入大气声学中的有效声速概念,建立了稳定气流作用下声矢量传感器阵列的近场输出模型,模型的阵列流形矢量中包含了待估计的空速信息。在此基础上提出了一种基于多重信号分类(multiple signal classi...研究了一种新型的空速测量方法。通过引入大气声学中的有效声速概念,建立了稳定气流作用下声矢量传感器阵列的近场输出模型,模型的阵列流形矢量中包含了待估计的空速信息。在此基础上提出了一种基于多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)的空速估计(airspeed estimation,ASE)算法,该算法可用于对空速的高精度估计。为了降低计算复杂度,进一步提出了一种快速的空速估计(fast airspeed estimation,FASE)算法,该算法虽然在ASE的精度上不如MUSIC-ASE算法,但无需谱搜索,具有更强的实时性。最后,对算法的估计性能进行分析,推导了ASE的克拉美-罗界表达式。仿真实验验证了算法的有效性。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。
文摘可重复使用飞行器是目前航天领域的研究热点,而对于高速再入飞行器在再入大气层时,获得准确的迎角、侧滑角和动压等飞行参数对于控制稳定具有至关重要的作用。传统的外伸式空速管和迎角/侧滑角传感系统在高速状态下会下会引发一系列结构和防热问题,且无法适用于大迎角飞行状态。针对上述问题,设计了嵌入式大气数据系统(Flush air data system,FADS)。FADS以嵌入在机身表面的多测压孔压力信息测量为基础,结合压力分布模型进行大气参数的求解。分别通过试验室试验对FADS算法的正确性以及风洞试验对FADS全系统的适应性进行了验证。试验结果可以有效地对FADS的性能进行评估。
