一种高超飞行器测试方法

本发明涉及飞行器性能测试，具体涉及一种高超飞行器测试方法。

背景技术：

1、飞机和发动机独立设计，无法最大程度发挥出飞机和发动机的性能潜力。因此，面对动态变化的复杂工作环境，特别是在实现高超音速飞行中，飞机与发动机的一体化设计尤为重要。但飞发一体化设计下的飞行器系统(飞发一体化系统)的复杂度相比独立设计急剧增加，机身和发动机的一体化控制、涡轮冲压发动机的模态转换、发动机喷管的矢量控制等，相对于传统的解耦设计和机身、发动机的解耦控制，故障发现和定位更难，飞发一体化设计极大增强了飞行器性能测试的难度。

2、在研制、使用、维修等阶段，飞行器都具有重要的测试性指标。对飞行器的传统性能测试方案中，通常人为制定测试流程，然后对飞行器整机进行性能测试。但传统测试方案存在如下技术问题：

3、1、人为制定测试流程依赖人工经验，不够规范，容易出错；

4、2、测试流程若制定出错，直接导致后续测试工作缺乏针对性、必要性，降低或失去测试价值；

5、3、对飞行器特别是结构复杂的飞发一体化设计下的飞行器整机进行性能测试，测试复杂度高，测试效率低下。

技术实现思路

1、本发明以简化对高超飞行器的测试流程，减少对人为测试的依赖，提高测试规范性和测试效率为目的，提供了一种高超飞行器测试方法。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种高超飞行器测试方法，包括步骤：

4、l1，获取高超飞行器的测试性指标要求；

5、l2，将所述测试性指标要求分配给飞控系统中的每个组成单元；

6、l3，将分配的测试性指标子要求嵌入到所述组成单元对应的测试项目中，并将所述测试项目生成为测试流程；

7、l4，匹配出每个所述测试流程对应的测试时机；

8、l5，将所述测试流程嵌入到具有所述测试时机的相应测试阶段。

9、作为优选，所述高超飞行器为飞机和发动机一体化设计下的高超飞行器，所述飞控系统为飞发一体化系统。

10、作为优选，步骤l2中，将所述测试性指标要求分配给每个所述组成单元的方法通过如下公式(1)表达：

11、

12、公式(1)中，ys表示所述测试性指标要求；

13、xs表示对应所述测试性指标要求的所述飞控系统的测试性指标的指标预测值；

14、xi表示所述飞控系统中的第i个所述组成单元的所述测试性指标的指标预测值；

15、yi表示分配给第i个所述组成单元的ys分配值；

16、n表示作为所述测试性指标要求分配对象的各组成单元的数量。

17、作为优选，所述测试性指标要求包括故障检测率要求、故障隔离率要求、故障检测时长要求、故障隔离时长要求中的任意一种或多种。

18、作为优选，当xs或xi为故障检测率或故障隔离率时，xs或xi的计算方法包括如下步骤：

19、s1，构建xs、xi分别对应的故障树；

20、s2，求解所述故障树的最小割集，并计算每个所述最小割集的所述故障检测率或所述故障隔离率；

21、s3，根据每个所述最小割集的所述故障检测率或所述故障隔离率，对应求解所述故障树中的顶事件的故障检测率或故障隔离率为对应的xs或xi。

22、作为优选，构建所述故障树的方法具体包括步骤：

23、s11，获取所述飞控系统在每个所述飞行阶段的故障事件，形成所述飞控系统在每个所述飞行阶段对应的故障事件表；

24、s12，从所述故障事件表中提取xs或xi分别对应的指定事件为所述故障树的顶事件，并进一步从所述故障事件表中提取出引发所述顶事件的各故障事件作为所述故障树中分别对应的中间事件，并对每个所述中间事件，从所述故障事件表中提取出引发所述中间事件的各故障事件作为所述故障树中分别对应的底事件；

25、s13，对关联所述故障事件表的所述顶事件、各所述中间事件和各所述底事件根据相互间引发故障的逻辑关系绘制成xs或xi在所述飞行阶段分别对应的所述故障树。

26、作为优选，xs对应的指定事件为飞行器的滚转控制功能丧失。

27、作为优选，步骤s2中，求解所述故障树的所述最小割集的方法为：

28、所述故障树中的下一级节点间引发上一级节点故障的逻辑关系包括“与门”和“或门”，在所述故障树中自上而下寻找所述最小割集时，遇到“与门”则将该“与门”连接的各节点排列在当前节点级别的同一行，遇到“或门”，则将“或门”连接的各节点排列在所述当前节点级别的同一列，直至在完成对所述故障树中所有节点级别的“与门”和“或门”连接的节点寻找后，将最末列中排列的每一行作为单独的一个所述最小割集。

29、作为优选，步骤s2中，所述最小割集的所述故障检测率或所述故障隔离率为所述最小割集中的每个底事件对应的故障检测率或故障隔离率的乘积；

30、步骤s3中，顶事件的故障检测率或故障隔离率通过如下公式(2)-(3)计算而得：

31、p(t)＝p{c1∪c2∪…∪cn}  (2)

32、

33、公式(2)-(3)中，p(c)表示所述最小割集的所述故障检测率或所述故障隔离率；

34、p(t)表示所述顶事件的所述故障检测率或所述故障隔离率；

35、cn表示第n个所述最小割集，ci、cj、ck分别表示寻找到的第i个、第j个和第k个所述最小割集，i＝1，…，n,j＝i+1,k＝j+1；p(ci)表示第i个所述最小割集发生故障的概率；p(cicj)表示第i个和第j个最小割集同时发生故障的概率；p(cicjck)表示第i个、第j个和第k个最小割集同时发生故障的概率；p(c1c2…cn)表示所有最小割集均发生故障的概率；p{c1∪c2…∪cn}表示任一最小割集发生故障的概率。

36、作为优选，步骤l3中，生成所述所述测试流程的方法为：基于模型的系统工程将所述测试项目绘制成所述测试流程。

37、本发明具有以下有益效果：

38、1、考虑飞发一体化系统的结构复杂性，采用将高超飞行器的测试性指标要求分拆为若干测试性指标子要求，并分配给飞发一体化系统中的每个组成单元，然后将测试性指标子要求嵌入到对应的组成单元所关联的测试项目中，使得对结构复杂的飞发一体化系统的整体性能测试转换为对每个组成单元的分拆测试，测试复杂度大幅降低，有利于提升测试效率。

39、2、测试性指标要求的分配方法中，将组成单元本身的测试性指标的指标预测值纳为测试性指标要求分配的考量因素，考虑了组成单元本身对高超飞行器整机的测试性指标要求的影响程度，使得分配给各组成单元的测试性指标子要求更优针对性，更符合测试实际。

40、3、组成单元本身的测试性指标的指标预测值通过构建故障树求解而得，大幅简化了指标预测值的计算过程。

41、4、基于模型的系统工程(mbse，model based system engineering)将嵌入有分配的测试性指标子要求的组成单元对应的测试项目生成为测试流程，测试流程的生成减少了人为依赖，降低了流程生成的出错概率。