计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法及装置与流程

1.本文件涉及飞行试验技术领域，尤其涉及一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法及装置。


背景技术：

2.在航空领域中，飞机在污染跑道着陆冲出和偏出跑道的事故不断发生，据统计，18％着陆事故的发生与积水、雪水、雪或冰的污染跑道直接相关，75％着陆偏出或冲出跑道事故的发生与跑道本身条件间接相关，因此如何保证飞机在污染跑道条件下安全运行是领域内重要课题之一。
3.相关技术中，往往根据干跑道与水池纵向加速度的差异作为污染物带来的加速度变化，进一步与飞机重量结合计算得到污染物总阻力，但上述技术方案存在以下问题：在获取污染跑道条件下的性能数据时，只采用粗略的计算方法，并未体现纵向加速度随时间外插的详细依据；没有明确选取纵向加速度数据段的原则。
4.综合以上该技术领域发展状况分析，现有的技术中缺少在纵向加速度随时间外插依据的基础上，明确纵向加速度选取原则的污染物总阻力计算方法及装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供，旨在解决现有技术中的上述问题。
6.根据本公开实施例的第一方面，提供一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法，包括：
7.根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线；
8.根据干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获得纵向加速度变化量曲线；
9.从纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量；
10.根据飞机重量和纵向加速度减小量，获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。
11.根据本公开实施例的第二方面，提供一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的装置，包括：
12.干跑道纵向加速度变化曲线拟合模块，用于根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线；
13.纵向加速度变化量曲线拟合模块，用于根据干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获取纵向加速度变化量曲线；
14.纵向加速度减小量计算模块，用于从纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量；
15.污染物总阻力计算模块，用于根据飞机重量和纵向加速度减小量，获取飞机污染
跑道性能试验污染物总阻力。
16.本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：根据纵向加速度随时间外插的详细推理依据，充分考虑了污染跑道性能试验特点；明确选取纵向加速度数据段的原则，提升了计算污染物总阻力的准确性。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
18.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力方法的流程图；
20.图2是本发明实施例的拟合飞机在干跑道纵向加速度变化曲线的示意图；
21.图3是本发明实施例的污染物阻力计算的示意图；
22.图4是本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力装置的示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
24.方法实施例
25.根据本发明实施例，提供了一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法，图1是本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法具体包括：
26.在步骤s110中，根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线。具体包括：根据飞机滑跑过程中发动机推力、气动阻力及升力与速度存在二次拟合关系，使用二次曲线拟合计算干跑道纵向加速度曲线。
27.飞机先在干跑道上滑跑，进入水池后阻力增加导致纵向加速度降低，执行步骤s110得到干跑道纵向加速度变化曲线，以便于后续计算进入水池后纵向加速度相对于干跑道条件下的减小量，且拟合关系是根据飞机滑跑过程中受力分析得到的，飞机滑跑过程中主要受到推力、气动阻力、重力、升力及摩擦阻力，发动机推力、气动阻力及升力与速度存在二次拟合关系，因此使用二次曲线拟合计算干跑道纵向加速度曲线。图2是本发明实施例的拟合飞机在干跑道纵向加速度变化曲线的示意图，如图2所示，展示了拟合飞机在干跑道纵向加速度变化曲线的结果，即地速和纵向加速度的对应关系图。
28.在步骤s120中，根据干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获得纵向加速度变化量曲线。具体包括：将干跑道纵向加速度变化曲线上的
值与实际试验中对应点的水池纵向加速度作差，得到纵向加速度变化量曲线。
29.在步骤s130中，从纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量。具体包括：选取同时满足主轮完全入水、水池纵向加速度开始稳定以及截止点前轮还未出水的数据段，确定数据段的起始时刻和终止时刻。
30.选取数据段依据确定的原因为：飞机经过水池时，纵向加速度会减小至相对稳定的平台区间，在纵向加速度变化量曲线中选取数据段时应保守考虑。
31.在步骤s140中，根据飞机重量和纵向加速度减小量，获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。具体包括：将飞机重量与纵向加速度减小量相乘，得到飞机污染跑道性能试验污染物总阻力，其中，飞机重量选择飞机静止在起滑点位置时的重量。
32.综上所述，针对现状存在的问题，本次发明一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法，在获取污染跑道条件下性能数据时，根据纵向加速度随时间外插的详细推理依据提出二次拟合方法，充分考虑了污染跑道性能试验特点；在计算纵向加速度变化过程中明确了选取纵向加速度数据段的原则，提升了计算污染物总阻力的准确性，最终能够符合工程的实际应用。
33.结合以下附图，对本发明实施例的上述技术方案进行举例说明。
34.图3是本发明实施例的污染物阻力计算的示意图，如图3所示，展示了本发明实施例根据干跑道与水池纵向加速度的差异作为污染物带来的加速度变化，进一步计算加速度变化平均数，最终与飞机重量结合计算得到污染物总阻力。
35.装置实施例
36.根据本发明实施例，提供了一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的装置，图4是本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力方法的示意图，如图4所示，根据本发明实施例的计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的装置具体包括：
37.干跑道纵向加速度变化曲线拟合模块40，用于根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线。具体包括：根据飞机滑跑过程中发动机推力、气动阻力及升力与速度存在二次拟合关系，使用二次曲线拟合计算干跑道纵向加速度曲线。
38.飞机先在干跑道上滑跑，进入水池后阻力增加导致纵向加速度降低，干跑道纵向加速度变化曲线拟合模块40得到干跑道纵向加速度变化曲线，以便于后续计算进入水池后纵向加速度相对于干跑道条件下的减小量，且拟合关系是根据飞机滑跑过程中受力分析得到的，飞机滑跑过程中主要受到推力、气动阻力、重力、升力及摩擦阻力，发动机推力、气动阻力及升力与速度存在二次拟合关系，因此使用二次曲线拟合计算干跑道纵向加速度曲线。
39.纵向加速度变化量曲线拟合模块42，用于根据干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获得纵向加速度变化量曲线。具体包括：将干跑道纵向加速度变化曲线上的值与实际试验中对应点的水池纵向加速度作差，得到纵向加速度变化量曲线。
40.纵向加速度减小量计算模块44，用于从纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量。具体包括：选取同时满足
主轮完全入水、水池纵向加速度开始稳定以及截止点前轮还未出水的数据段，确定数据段的起始时刻和终止时刻。
41.选取数据段依据确定的原因为：飞机经过水池时，纵向加速度会减小至相对稳定的平台区间，在纵向加速度变化量曲线中选取数据段时应保守考虑。
42.污染物总阻力计算模块46，用于根据飞机重量和纵向加速度减小量，获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。具体包括：将飞机重量与纵向加速度减小量相乘，得到飞机污染跑道性能试验污染物总阻力，其中，飞机重量选择飞机静止在起滑点位置时的重量。
43.综上所述，针对现状存在的问题，本次发明一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的装置，在获取污染跑道条件下性能数据时，根据纵向加速度随时间外插的详细推理依据提出二次拟合方法，充分考虑了污染跑道性能试验特点；在计算纵向加速度变化过程中明确了选取纵向加速度数据段的原则，提升了计算污染物总阻力的准确性，最终能够符合工程的实际应用。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法，其特征在于，包括：根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线；根据所述干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获得纵向加速度变化量曲线；从所述纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算所述数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量；根据飞机重量和所述纵向加速度减小量，获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线具体包括：根据飞机滑跑过程中发动机推力、气动阻力及升力与所述速度存在二次拟合关系，使用二次曲线拟合计算所述干跑道纵向加速度曲线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得纵向加速度变化量曲线具体包括：将所述干跑道纵向加速度变化曲线上的值与实际试验中对应点的水池纵向加速度作差，得到纵向加速度变化量曲线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述纵向加速度变化量曲线中选取数据段具体包括：选取同时满足主轮完全入水、水池纵向加速度开始稳定以及截止点前轮还未出水的数据段。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力具体包括：将飞机重量与所述纵向加速度减小量相乘，得到飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。6.一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的装置，其特征在于，包括：干跑道纵向加速度变化曲线拟合模块，用于根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线；纵向加速度变化量曲线拟合模块，用于根据所述干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获取纵向加速度变化量曲线；纵向加速度减小量计算模块，用于从所述纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算所述数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量；污染物总阻力计算模块，用于根据飞机重量和所述纵向加速度减小量，获取飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述干跑道纵向加速度变化曲线拟合模块具体用于：根据飞机滑跑过程中发动机推力、气动阻力及升力是所述速度二次拟合关系，使用二次曲线拟合计算所述干跑道纵向加速度曲线。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述纵向加速度变化量曲线拟合模块具体用于：将所述干跑道纵向加速度变化曲线上的值与实际试验中对应点的水池纵向加速度作差，得到纵向加速度变化量曲线。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述纵向加速度减小量计算模块具体用于：选取同时满足主轮完全入水、水池纵向加速度开始稳定以及截止点前轮还未出水的数据段。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述污染物总阻力计算模块具体用于：将飞机重量与所述纵向加速度减小量相乘，得到飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。

技术总结
本公开提供了一种计算飞机污染跑道性能试验污染物总阻力的方法及装置，其中，方法包括：根据飞机滑跑过程中受力与速度之间的关系，拟合飞机在干跑道条件下滑跑的干跑道纵向加速度变化曲线；根据干跑道纵向加速度变化曲线上的值和实际试验中对应点的水池纵向加速度，获得纵向加速度变化量曲线；从纵向加速度变化量曲线中选取数据段，计算数据段内纵向加速度变化量的平均值，得到纵向加速度减小量；根据飞机重量和纵向加速度减小量，获得飞机污染跑道性能试验污染物总阻力。本公开充分考虑了污染跑道性能试验特点，提升了计算污染物总阻力的准确性。阻力的准确性。阻力的准确性。


技术研发人员：周涛 蔡吉 王雷 王阳
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/12