一种智能飞行器单发失效试飞方法与流程

本发明属于民机飞行试验领域，涉及一种智能飞行器单发失效试飞方法。

背景技术：

1、当前人工智能技术已经在航空领域中开展了大量应用，智能飞行器配备辅助决策系统，能够防止飞行员恶意操作和不恰当操作，同时能够在特定的环境下辅助飞行员驾驶，从而提高飞行器的安全水平。飞行器单发失效是一种典型的故障模式，对飞行安全会造成极大影响，智能飞行器具备在单发失效后辅助飞行员驾驶功能，在判断单发失效后，会进行航迹规划及单发失效补偿，从而辅助飞行员安全着陆。由于智能飞行器技术成熟度和试验安全等因素，目前智能飞行器单发失效后的辅助驾驶功能并未进行大规模飞行验证，尚未形成标准规范的飞行试验方法，无法充分验证智能飞行器单发失效后的辅助飞行能力。

技术实现思路

1、本发明的目的：提出一种智能飞行器单发失效试飞方法，评估智能飞行器在典型故障状态下辅助飞行员驾驶能力，为智能飞行器正向设计提供数据支撑和理论依据。

2、本发明的技术方案：一种智能飞行器单发失效试飞方法，所述方法包括：

3、步骤1：根据飞机发动机故障判定准则，飞机发动机的故障类型；

4、步骤2：根据飞机发动机的故障类型，规划单发失效后航迹；

5、步骤3：根据飞机发动机的故障类型，通过判断是否超出航迹安全边界，确定是否由智能飞行系统接管飞机；

6、步骤4：根据飞机发动机的故障类型，控制单发失效补偿。

7、具体的，所述飞机发动机故障判定准则为：

8、

9、其中，rlim为偏航角速率的阈值；r为偏离距离，即飞机质心位置到最近的航路点连线的最短距离(设飞机在连线右侧时为正)，可以根据最近两个航路点和飞机实时的经纬高计算得到；rlim为偏离距离的阈值；βlim为侧滑角的阈值，设右侧滑为正；n2为发动机实际转速；nmax为最大转速值；klim％为转速的比例阈值，取值范围为0～100。

10、具体的，步骤2包括：

11、当飞机起飞时，根据判定单发失效时的速度与起飞阶段决断速度v1的大小关系，确定飞行策略；

12、若中断起飞，则智能飞行系统得到的规划航迹为，沿跑道中心线的直线航迹；若采用五边着陆返航，根据预设四个航路点的经纬高和转弯半径，得到了规划航迹，其中，航路点1坐标为(0，0)，航路点2坐标为(0，5km)，航路点3坐标为(-10km，5km)，航路点4坐标为(-10km，0)。

13、具体的，步骤2包括：

14、当飞机进近时，飞机复飞后，以五边着陆进行本场返航，根据预设四个航路点的经纬高和转弯半径，得到了规划航迹，其中，航路点1坐标为(0，0)，航路点2坐标为(0，5km)，航路点3坐标为(-10km，5km)，航路点4坐标为(-10km，0)。

15、具体的，步骤3包括：

16、当飞机起飞时，若改出轨迹与飞机安全边界的最小距离δd小于阈值，则由智能飞行系统接管飞机；反之，则不接管。

17、具体的，所述改出轨迹与飞机安全边界的最小距离δd的计算方法为其中，d为机场跑道宽度，r为改出轨迹半径，为改出轨迹圆弧角度。所述飞机的改出轨迹为以r为半径的圆弧，利用公式计算r，其中，ny为侧向过载、v为智能飞行器速度、g为重力加速度。

18、具体的，步骤3包括：

19、当飞机进近时，飞机的改出轨迹，得到改出轨迹与飞机安全边界的最小距离δdh和δdy：若δdh或δdy小于阈值，则由智能飞行系统接管飞机；反之，则不接管。

20、具体的，所述飞机的改出轨迹为垂直半径为rh和水平半径为ry的圆弧，其中，nz为法向过载、ny为侧向过载、v为智能飞行器速度、g为重力加速度。

21、综上所述，本发明提出一种智能飞行器单发失效试飞方法，其优点是：

22、提出了一种智能飞行器单发失效的判断方法、单发失效后航迹规划方法和单发失效补偿控制方法，为实验设计提供理论依据；

23、提出了一种智能飞行器起飞阶段单发失效的试飞和评估方法，能够充分验证起飞阶段单发失效后的辅助驾驶能力；

24、提出了一种智能飞行器进近阶段单发失效的试飞和评估方法，能够充分验证进近阶段单发失效后的辅助驾驶能力。

技术特征：

1.一种智能飞行器单发失效试飞方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞机发动机故障判定准则为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述改出轨迹与飞机安全边界的最小距离δd的计算方法为:其中，d为机场跑道宽度，r为改出轨迹半径，为改出轨迹圆弧角度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述飞机的改出轨迹为垂直半径为rh和水平半径为ry的圆弧，

技术总结本申请提供一种智能飞行器单发失效试飞方法，所述方法包括：步骤1：根据飞机发动机故障判定准则，飞机发动机的故障类型；步骤2：根据飞机发动机的故障类型，规划单发失效后航迹；步骤3：根据飞机发动机的故障类型，通过判断是否超出航迹安全边界，确定是否由智能飞行系统接管飞机；步骤4：根据飞机发动机的故障类型，控制单发失效补偿。技术研发人员：席龙,汤恒仁,周慧楠,王海风,王家旭,蒋虹受保护的技术使用者：中国飞行试验研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/26