用于航空器的空速計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于確定航空器的空速的空速計(jì)算系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于確定航空器的空速的當(dāng)前系統(tǒng)和方法通常使用拖錐來校準(zhǔn)靜壓力和空速。這是昂貴的并且可能遇到可靠性和準(zhǔn)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(dāng)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(shí)施方式中，公開了一種用于確定航空器的空速的空速計(jì)算系統(tǒng)。該空速計(jì)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(gòu)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(gòu)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(xué)系統(tǒng)(WGS84:1984 World Geodetic System)的幾何高度。慣性測量單元裝置被構(gòu)造為確定慣性測量，諸如航空器的負(fù)載因數(shù)、機(jī)身角速率和歐拉角(Euler angle)。迎角裝置被構(gòu)造為確定航空器的迎角?？倝毫鞲衅鞅粯?gòu)造為確定航空器在該航空器正在移動時(shí)經(jīng)受的總壓力。總氣溫傳感器被構(gòu)造為確定航空器在該航空器正在移動時(shí)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(gòu)造為使用從如下各項(xiàng)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(shí)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(xiàng)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(shí)經(jīng)受的總壓力、和航空器在該航空器正在移動時(shí)經(jīng)受的總氣溫。
[0006]在再一個實(shí)施方式中，公開了一種非暫性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，以命令處理器進(jìn)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(shí)經(jīng)受的總壓力、和航空器在該航空器正在移動時(shí)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(quán)利要求單獨(dú)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(diǎn)確定的方法的一個實(shí)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(shí)間歷史hp(t)和靜壓力時(shí)間歷史ps (t)的方法的一個實(shí)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(shí)間歷史hz(t)和飛行路徑角時(shí)間歷史γ (t)的方法的一個實(shí)施方式的框圖流程圖；
[0014]圖6例示了用于確定與標(biāo)準(zhǔn)日的溫度偏差Δ T和與標(biāo)準(zhǔn)日的溫度直減率偏差A(yù)Lp的方法的一個實(shí)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(shí)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(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的一個實(shí)施方式的框圖。
【具體實(shí)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(shí)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(gòu)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(gòu)造為確定航空器12的慣性位置。慣性測量單元裝置18被構(gòu)造為確定航空器12的慣性測量。迎角裝置20被構(gòu)造為確定航空器12的迎角。總壓力傳感器22被構(gòu)造為確定航空器12在航空器12正在移動時(shí)經(jīng)受的總壓力?？倸鉁貍鞲衅?4被構(gòu)造為確定航空器12在航空器12正在移動時(shí)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(gòu)造為使用從如下各項(xiàng)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(shí)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(shí)施方式中，靜壓力裝置14可以變化。編程代碼32可以被構(gòu)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(shí)間歷史和靜壓力時(shí)間歷史。編程代碼32可以被構(gòu)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(shí)間歷史和飛行路徑角時(shí)間歷史。編程代碼32可以被構(gòu)造為使用從如下各項(xiàng)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(diǎn)處的壓力高度和在虛擬俘獲靜態(tài)點(diǎn)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(gòu)造為使用從如下各項(xiàng)中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定與標(biāo)準(zhǔn)日的溫度偏差和與標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)造為使用從如下各項(xiàng)中的每一個獲得的數(shù)據(jù)來確定航空器12的計(jì)算出的靜壓力時(shí)間歷史和計(jì)算出的壓力高度時(shí)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(shí)施方式中，編程代碼32可以被構(gòu)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(jì)算出的校準(zhǔn)空速時(shí)間歷史和計(jì)算出的馬赫數(shù)(Mach number)時(shí)間歷史。在其它實(shí)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(shí)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(shí)施方式的框圖流程圖40。在框42中，空中虛擬俘獲靜態(tài)點(diǎn)確定確定航空器的在虛擬俘獲靜態(tài)點(diǎn)處的壓力高度hpTKAP和在虛擬俘獲靜態(tài)點(diǎn)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(guān)于與標(biāo)準(zhǔn)日的溫度偏差Λ T和與標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間歷史hz(t)和飛行路徑角時(shí)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(shí)經(jīng)受的總壓力時(shí)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(jì)算出的靜壓力時(shí)間歷史psCAIj(t)和計(jì)算出的壓力高度時(shí)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(jì)算，包括航空器的計(jì)算出的校準(zhǔn)空速時(shí)間歷史VCASm (t)和計(jì)算出的馬赫數(shù)時(shí)間歷史Mm (t)。在其它實(shí)施方式中，