一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法与流程

1.本发明属于飞行试验数据处理技术，具体涉及一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法。


背景技术：

2.申请人经研究发现：为了便于分析水上飞行器水面着水特性，需准确的判断水上飞机着水的时刻。而水上飞行器水面着水与在陆上跑道着陆存在很大的区别，对于陆上着陆的飞机，可以通过飞机的轮速、前轮及主轮支柱压缩曲线特征和轮载信号等来判定飞机的着陆情况，而水上飞行器水面着水过程，无法通过上述特征对飞机的着水点进行准确判断。根据经验，判定水上飞行器着水时刻是通过高速相机进行连续抓拍的方法获得着水时刻的大量图片，并通过分析和比对着水时刻的图片进行分析获得，该方法成本高，实施复杂，并且由于飞机在着水时船体两侧会形成高浓度水气，使得船底接点的图像变化模糊不清，无法对着水点进行准确判断，导致判断精度低，并且在有波浪水面着水时，由于水面波动，容易导致无线电高度数值波动。目前试飞数据分析过程中，还没一种实用的水上飞机着水点判定的有效方法，用于准确判断水上飞机着水的方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：
4.针对上述之不足，基于飞机采集到的试飞数据，通过试飞数据在接水过程中的变化特征，而准确的判断水上飞机着水的时刻，从而为准确的分析飞机着水特性提供有效手段。
5.本发明的技术方案是：
6.本发明提出了一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法。该方法可以包括以下步骤：
7.步骤1：飞行试验前，需安装有无线电高度表，实时测量飞机的无线电高度，用于模糊确认飞机接水的趋势；
8.步骤2：飞行试验前，需安装飞机升降速率传感器，用于实时测量飞机在着水过程中的高度变化情况；
9.步骤3：飞行试验前，需安装有飞机法向过载传感器和纵向过载传感器，通过载值的变化，判断水上飞机接水的状态；
10.步骤4：通过无线电高度及升降速率的变化，初步判断飞机的离水高度，在接近水面时，通过纵向过载和法向过载的变化，判断水上飞机接水的状态。当无线电显示接触水面时，且纵向过载会有一个减小的突变，尔后法向过载也会有一个增加的突变，此时判断飞机已接水。主要原理是，飞机接水后，由于水阻力相对于空气阻力要大很多，因此，飞机在接水后，纵向过载会有一个突变，同时，接水后，水动力会给船体一个向上的浮力，使用飞机法向过载，有一个较大的突变，在接近水面是地，有这两个特征，则可以较为准确的判断飞机已
接水。
11.本发明的优点和有益效果是：
12.该方法实用、可行、操作简单，由于以上需测试的参数为飞机本身就需要测量的参数，无需因此额外增加测试传感器，无需额外的测试辅助设备，对飞行机组无额外的飞行操纵动作要求，只需正常起降，正常采集飞行参数即可，通过多架次的飞行试验数据分析表明，该方法判断飞机接水点可靠、精确，适用范围广。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为基于试飞数据判断水上飞机着水的方法的时间、过载示意图。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
17.本发明提出一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法。本发明的目的是基于飞机采集到的试飞数据，通过试飞数据在接水过程中的变化特征，而准确的判断水上飞机着水的时刻，从而为准确的分析飞机着水特性提供有效手段。本发明通过水上飞机在着水瞬间，应用了水上飞机在着水瞬间飞机船体跨越了空气和水两种介质，两种介质因为密度相差较大，从而导致飞行试验中采集到的试飞数据在接水瞬间产生突变，并将主要试飞数据同于同一时间轴上，结合无线电高度的转换值，通过分析给纵向过载和法向过载等参数的突变，从而确定飞机准确的着水时刻。
18.下面详细描述本发明的实话例，所述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.本发明的目的是基于飞机采集到的试飞数据，通过试飞数据在接水过程中的变化特征，而准确的判断水上飞机着水的时刻，从而为准确的分析飞机着水特性提供有效手段。避免了采用高速相机进行连续抓拍的方法获得着水时刻所存在的成本高、操作复杂且精度低的问题。本发明通过水上飞机在着水瞬间，主要参数突变，而提供一种全新的基于试飞数据判断水上飞机着水点的方法，能过分析飞机基本的试飞数据，利用因水上飞机在着水瞬间跨越水和空气两种介质，而且两种介质因为密度相差较大，导致主要试飞数据在接水瞬间产生突变，从而对飞机着水时刻作出准确判断。
20.根据上述原理，下面给出本发明的具体步骤：
21.步骤1：根据水上飞机的着水设计特点，飞机着水时，起落架必须是在收到位置锁
定，同时考虑飞机在着水过程中需保持在稳定的接水姿态(俯仰一般是2～7.5度，横滚姿态角不得超过5度)，飞机接水时一般都是断阶先接水，而无线电高度表测量出的值为无线电高度传感器安装位置处的高度值，因此，该高度值需进行必要的换算；该高度主要受安装位置、俯仰姿态角和横滚姿态角等影响，换算公式如下：
22.h＝f(h,d1,d2,φ,θ,)
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(1)
23.式中，h为实测值，d1为无线电高度传感器安装位置相对于对称面的横向距离，d1为无线电高度传感器安装位置相对于断阶处在机身轴线上的距离，φ为飞机横滚角，θ为俯仰角。
24.步骤2：通过飞机断阶处的无线电高度值，初步判断飞机距离水面的高度，当无线电高度接近水面时，由于水面会受风的影响形成波浪水面，仅通过无线电已难于判断飞机是否接水；此时可以结合飞机纵向过载(如附图中1中的2)和法向过载(如附图1中的3)的突变进行综合判断，当飞机接水后，由于介质的变化，飞机纵向过载和法向过载会有一个突变，该突变基本就可以表征飞机船体已接水，而对应的时间则为飞机的接水的时刻。
25.在实际的飞行试验中，将采集到的试飞数据，按同一时间轴画在同一图中，就可以准确的判断出飞机接水时的特征参数，并以接水点为出发点，分析飞机接水前和接水后各特征参数的变化情况，就可以较为准确的分析出飞机在接水前、接水过程中及接水后的响应特性，为准确的分析飞机着水特性提供了有效手段。
26.需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。
27.最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：基于飞行试验采集到的无线电高度、纵向过载和法向过载试飞数据，并将试飞数据画在同一时间轴上；应用水上飞机水上着水时其船体会瞬间跨越空气和水两种不同的介质，而导致飞机纵向过载和法向过载产生突变；通过这种飞行介质变化而导致的数据突变来判断飞机船体着水的时间点。2.如权利要求1所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，其中：应用水上飞机着水时由于飞行介质变化而引起的飞行参数的突变作为判断的依据。3.如权利要求1所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，其中：无线电高度由其安装点实测的高度，通过姿态、安装位置等几何关系，转换到了飞机断阶处的实际高度。4.如权利要求1所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，其中：水上飞机的接水点在飞机船体的断阶处。5.如权利要求1所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，其中：通过无线电高度，初步确定飞机处于着陆阶段，并通过纵向过载和法向过载的突变，而进一步准确判断飞机的具体的着水时刻。6.如权利要求1-5中任意一项所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，包括：步骤1：根据水上飞机的着水设计特点，飞机着水时，起落架必须是在收到位置锁定，同时考虑飞机在着水过程中需保持在稳定的接水姿态，飞机接水时一般都是断阶先接水，而无线电高度表测量出的值为无线电高度传感器安装位置处的高度值，因此，该高度值需进行必要的换算；该高度主要受安装位置、俯仰姿态角和横滚姿态角等影响，换算公式如下：h＝f(h,d1,d2,φ,θ,)
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(1)(1)式中，h为实测值，d1为无线电高度传感器安装位置相对于对称面的横向距离，d1为无线电高度传感器安装位置相对于断阶处在机身轴线上的距离，φ为飞机横滚角，θ为俯仰角。7.如权利要求6所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，包括：步骤2：通过飞机断阶处的无线电高度值，初步判断飞机距离水面的高度，当无线电高度接近水面时，由于水面会受风的影响形成波浪水面，仅通过无线电已难于判断飞机是否接水；此时结合飞机纵向过载和法向过载的突变进行综合判断，当飞机接水后，由于介质的变化，飞机纵向过载和法向过载会有一个突变，该突变基本就可以表征飞机船体已接水，而对应的时间则为飞机的接水的时刻。8.如权利要求6所述的基于试飞数据判断水上飞机着水的方法，其特征在于，其中：接水姿态包括：俯仰角范围为：2～7.5度、横滚姿态角不得超过5度。

技术总结
本发明提出了一种基于试飞数据判断水上飞机着水的方法。该方法包括：基于飞行试验采集到的无线电高度、纵向过载和法向过载试飞数据，并将试飞数据画在同一时间轴上；应用水上飞机水上着水时其船体会瞬间跨越空气和水两种不同的介质，而导致飞机纵向过载和法向过载产生突变；通过这种飞行介质变化而导致的数据突变来判断飞机船体着水的时间点。该方法实用、可行、操作简单，由于以上需测试的参数为飞机本身就需要测量的参数，无需因此额外增加测试传感器，无需额外的测试辅助设备，对飞行机组无额外的飞行操纵动作要求，只需正常起降，正常采集飞行参数即可，通过多架次的飞行试验数据分析表明，该方法判断飞机接水点可靠、精确，适用范围广。适用范围广。适用范围广。


技术研发人员：王斯财 程志航 张玲 李康孛 王峥华
受保护的技术使用者：中航通飞华南飞机工业有限公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/6/26