用于航空器的空速計算系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于確定航空器的空速的空速計算系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]用于確定航空器的空速的當前系統(tǒng)和方法通常使用拖錐來校準靜壓力和空速。這是昂貴的并且可能遇到可靠性和準確性問題。
[0003]需要一種系統(tǒng)和方法來減少或解決用于確定航空器的空速的一個或更多個當前系統(tǒng)或方法的一個或更多個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個實施方式中，公開了一種用于確定航空器的空速的空速計算系統(tǒng)。該空速計算系統(tǒng)包括:靜壓力裝置、全球定位系統(tǒng)裝置(GPS)、慣性測量單元裝置(MU)、迎角(angle of attack)裝置、總壓力傳感器、總氣溫傳感器、至少一個處理器、和存儲器。靜壓力裝置被構造為確定作用于航空器的靜壓力。全球定位系統(tǒng)裝置被構造為確定慣性位置，諸如航空器的、參考1984年世界大地測量學系統(tǒng)(WGS84:1984 World Geodetic System)的幾何高度。慣性測量單元裝置被構造為確定慣性測量，諸如航空器的負載因數(shù)、機身角速率和歐拉角(Euler angle)。迎角裝置被構造為確定航空器的迎角?？倝毫鞲衅鞅粯嬙鞛榇_定航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總壓力?？倸鉁貍鞲衅鞅粯嬙鞛榇_定航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總氣溫。所述至少一個處理器與靜壓力裝置、全球定位系統(tǒng)裝置、慣性測量單元裝置、迎角裝置、總壓力傳感器和總氣溫傳感器電子通信。存儲器與所述至少一個處理器電子通信。存儲器包括用于由所述至少一個處理器執(zhí)行的編程代碼。編程代碼被構造為使用從如下各項中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器的空速:靜壓力裝置、全球定位系統(tǒng)裝置、慣性測量單元裝置、迎角裝置、總壓力傳感器和總氣溫傳感器。
[0005]在另一實施方式中，公開了一種用于確定航空器的空速的方法。處理器基于如下各項中的每一個來確定航空器的空速:作用于航空器的靜壓力、航空器的慣性位置、航空器的慣性測量、航空器的迎角、航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總壓力、和航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總氣溫。
[0006]在再一個實施方式中，公開了一種非暫性計算機可讀介質(zhì)。該非暫時性計算機可讀介質(zhì)包括指令，以命令處理器進行以下操作:基于作用于航空器的靜壓力、航空器的慣性位置、航空器的慣性測量、航空器的迎角、航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總壓力、和航空器在該航空器正在移動時經(jīng)受的總氣溫中的每一個來確定航空器的空速。
[0007]本公開的范圍由所附權利要求單獨限定，并且不受本
【發(fā)明內(nèi)容】
內(nèi)的陳述影響。
【附圖說明】
[0008]能夠參照以下附圖和說明書而更好地理解本公開。圖中的組件未必按比例繪制，重點替代地放在例示本公開的原理上。
[0009]圖1例示了可以被用來確定航空器的空速的系統(tǒng)的一個實施方式的框圖；
[0010]圖2例示了用于確定航空器的空速的方法的一個實施方式的框圖流程圖；
[0011]圖3例示了用于針對航空器做出空中虛擬俘獲靜態(tài)點確定的方法的一個實施方式的框圖流程圖；
[0012]圖4例示了用于確定航空器的壓力高度時間歷史hp(t)和靜壓力時間歷史ps (t)的方法的一個實施方式的框圖流程圖；
[0013]圖5例示了用于確定航空器的幾何高度時間歷史hz(t)和飛行路徑角時間歷史γ (t)的方法的一個實施方式的框圖流程圖；
[0014]圖6例示了用于確定與標準日的溫度偏差Δ T和與標準日的溫度直減率偏差ALp的方法的一個實施方式的框圖流程圖；
[0015]圖7是例示了用于確定航空器的空速的方法的一個實施方式的流程圖；以及
[0016]圖8例示了包括用來命令處理器確定航空器的空速的指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)的一個實施方式的框圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1例示了可以被用來確定航空器12的空速的系統(tǒng)10的一個實施方式的框圖。系統(tǒng)10包括:靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18、迎角裝置20、總壓力傳感器22、總氣溫傳感器24、至少一個處理器26、和存儲器28。
[0018]靜壓力裝置14被構造為確定作用于航空器12上的靜壓力。全球定位系統(tǒng)裝置16被構造為確定航空器12的慣性位置。慣性測量單元裝置18被構造為確定航空器12的慣性測量。迎角裝置20被構造為確定航空器12的迎角?？倝毫鞲衅?2被構造為確定航空器12在航空器12正在移動時經(jīng)受的總壓力?？倸鉁貍鞲衅?4被構造為確定航空器12在航空器12正在移動時經(jīng)受的總氣溫。所述至少一個處理器26與靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18、迎角裝置20、總壓力傳感器22和總氣溫傳感器24電子通信。存儲器28與所述至少一個處理器26電子通信。存儲器28包含用于由所述至少一個處理器26執(zhí)行的編程代碼32。編程代碼32被構造為使用從如下各項中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的空速:靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18、迎角裝置20、總壓力傳感器22和總氣溫傳感器24。
[0019]在一個實施方式中，靜壓力裝置14包括拖錐34或靜壓力口 36。在其它實施方式中，靜壓力裝置14可以變化。編程代碼32可以被構造為使用從靜壓力裝置14獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的壓力高度時間歷史和靜壓力時間歷史。編程代碼32可以被構造為使用從慣性測量單元裝置18和全球定位系統(tǒng)裝置16獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的幾何高度時間歷史和飛行路徑角時間歷史。編程代碼32可以被構造為使用從如下各項中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的在虛擬俘獲靜態(tài)點處的壓力高度和在虛擬俘獲靜態(tài)點處的幾何高度:靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18和迎角裝置20。
[0020]編程代碼32可以被構造為使用從如下各項中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定與標準日的溫度偏差和與標準日的溫度直減率(lapse rate)偏差:靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18、總壓力傳感器22和總氣溫傳感器24。編程代碼32可以被構造為使用從如下各項中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的計算出的靜壓力時間歷史和計算出的壓力高度時間歷史:靜壓力裝置14、全球定位系統(tǒng)裝置16、慣性測量單元裝置18、迎角裝置20、總壓力傳感器22和總氣溫傳感器24。在其它實施方式中，編程代碼32可以被構造為確定變化的信息。通過編程代碼32所確定的航空器12的空速可以包括航空器12的計算出的校準空速時間歷史和計算出的馬赫數(shù)(Mach number)時間歷史。在其它實施方式中，通過編程代碼32所確定的航空器12的空速可以包括變化的信息。在其它實施方式中，圖1的系統(tǒng)10可以變化。
[0021]圖2例示了用于確定航空器的空速的方法的一個實施方式的框圖流程圖40。在框42中，空中虛擬俘獲靜態(tài)點確定確定航空器的在虛擬俘獲靜態(tài)點處的壓力高度hpTKAP和在虛擬俘獲靜態(tài)點處的幾何高度hzTEAP。如本公開中稍后所討論的，圖3所示的方法可以被用來做出框42的確定。在框44中，針對在航空器外部的環(huán)境，做出了關于與標準日的溫度偏差Λ T和與標準日的溫度直減率偏差Λ Lp的確定。如本公開中稍后所討論的，圖6所示的方法可以被用來做出框44的確定。在框46中，全球定位系統(tǒng)裝置和慣性測量單元裝置可以被用來確定航空器的幾何高度時間歷史hz(t)和飛行路徑角時間歷史γ (t)的確定。如本公開中稍后所討論的，圖5所示的方法可以被用來做出框46的確定。在框48中，總壓力傳感器可以被用來確定航空器在移動時經(jīng)受的總壓力時間歷史Pt (t)。在框50中，框42、44和46的確定可以被用來確定航空器的計算出的靜壓力時間歷史psCAIj(t)和計算出的壓力高度時間歷史hpm(t)。在框52中，框48和50的確定可以被用來確定航空器的空速計算，包括航空器的計算出的校準空速時間歷史VCASm (t)和計算出的馬赫數(shù)時間歷史Mm (t)。在其它實施方式中，