,突出油箱截面的局部變化特征。實驗結果表明 :該切片步長選擇方法較定步長方法能夠建立更為合理、可靠的燃油質量特性數據庫 ,從而提高了油量測量精度。關鍵詞 :油量測量 ;油箱模型 ;形狀特征 ;切片法 ;步長選擇
2 tion can not give the exact and reliable fuel quality feature database , and according to the analysis of aircraft fu2 el tank model shape feature , a new step2size choosing method which is based on aircraft fuel tank model shape feature is proposed. The new method contains two parts which are the step2size whole choosing and the step2 size local choosing. The whole choosing satisfies the whole changing rule of fuel tank model section , and this method is used to calculate the step2size by the principle of model volume which is located between every two syncopated planes ,being approximately equal. On the other hand , based on the principle of superposition or adjacence as much as possible between syncopated plane and section saltation plane , the local choosing gives prominence to the local changing feature of model section. Experiment results showe that this improved meth2 od is more useful than the fixed step2size method for building the exact and reliable fuel quality feature data2 base , and is also useful for improving the precision of fuel quantity gauging. Key words : fuelquantitygauging;fueltankmodel; shapefeature; syncopation; step2size choosing
在飛行過程中 ,實時、準確地測量出油箱中的測量油箱油量的目的 ,一個很重要的環節就是要剩余油量 ,對保證飛機安全飛行十分重要。同時 ,建立合理、可靠的燃油質量特性數據庫。一種建對飛機中各個油箱燃油量的精確測量 ,便于對燃立燃油質量特性數據庫切實可行的方法就是對油油系統的綜合管理 ,以確保飛機重心保持在飛行箱模型進行切片處理 [3] ,得到特定姿態角和特定所需要的范圍之內 ,改善飛機飛行品質 [1]。油面高度下的燃油質量特性數據 ,并對所獲得的
目前國內外多采用數字式油量傳感器 ,通過數據進行綜合進而得到一定姿態角范圍內的燃油感知油面高度 ,再結合事先確定的燃油質量特性質量特性數據庫。影響燃油質量特性數據庫的準數據庫來進行油量的測量 [2]。因此 ,要達到準確確性和可操作性因素較多 ,其中一個很重要的因
素就是切片處理過程中步長的選擇 ,現有的方法
收稿日期 :2007208215 ;修訂日期 :2007212203基本上是給定某一步長 [324]。由于現代飛機油箱通訊作者 :楊朋濤 E2mail : yangpengtao6003 @163. com模型的復雜性 ,如果給定的步長較大 ,獲得的數據
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圖 1 基于截面變化規律的油箱局部特征分類示意圖 Fig11 Kinds of fuel tank local feature , based on changing rule of model section
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圖 2 油箱局部特征形狀示意圖 Fig12 Forms of fuel tank local feature
對于圖 2 (a)和圖 2 (b)所示的兩種局部特征來說 ,其截面從上到下都是由小逐漸變大或由大逐漸變小的過程 (截面不變化也歸于此類 ),截面變化率之間的差值較小 ,屬于連續且變化率變化較小類型 ;對于此類局部特征 ,油量隨油面高度平滑變化 ,變化曲線不存在拐點 ,不存在設計切片平面位置接近突變平面的情況 ;一般情況下通過插值技術就可以得到較為準確的油量 2高度變化關系[ 12213 ]。
對于圖 2 (c)～圖 2 (f)所示的 4種局部特征來說 ,其截面大小連續變化 ,但截面變化率存在較大的差值 ,屬于連續且變化率變化較大類型。其中圖 2 (c)和圖 2 (d)為截面變化率由正變負和由負變正的兩種情況 ,圖 2 (e)和圖 2 (f)為截面變化率都為正或都為負的兩種情況。對于此類局部特征 ,存在截面突變 ,油量隨油面高度變化曲線存在明顯的拐點 ,要準確地得到油量與油面高度變化關系 ,就需要得到此拐點信息。因此 ,需要設計切片平面與截面突變平面重合或者盡可能接近 ,以保證得到準確的油量與油面高度變化關系。
對于圖 2 (g)和圖 2 ( h)所示的兩種局部特征來說 ,其截面大小變化不連續 ,屬于截面階躍變化類型。對于此類局部特征 ,存在明顯的截面突變 ,油量隨油面高度變化曲線在此處存在明顯的拐點。因此 ,同樣需要設計切片平面與截面突變平面重合或者盡可能接近。
值得注意的是 :此處的截面突變平面不僅指截面大小存在突變 ,也包括截面大小不突變但截面變化率存在突變的情況 ,原因在于兩者都造成了油量 2油面高度變化曲線產生拐點。
綜上所述 ,為了準確地得到油量與油面高度變化關系 ,除了要依據油箱截面整體變化規律來確定切片步長變化規律以外 ,對于存在局部截面突變的情況 ,應設計合理的切片步長 ,保證切片平面盡可能與截面突變平面重合 ,以提高油量測量精度。
結合上述對油箱模型形狀特征的分析
,可以看出 :要保證燃油質量特性數據庫的合理性和可靠性 ,就必須依據油箱模型形狀特征進行切片步長選擇。選擇原則為 :整體上要滿足油箱截面整體變化規律 ,局部上要保證切片平面盡可能與截面突變平面重合。
為了使切片步長符合上述選擇原則 ,就需要對油箱模型形狀特征從整體和局部兩個方面考慮 ,本文在具體操作過程中是先考慮整體特征 ,再考慮局部特征。這種從整體到局部的思路 ,有利于準確把握油箱模型的規律 ,在一定程度上減少了運算量。
油箱截面整體變化特征決定切片步長整體選擇規律。兩者之間的關系為 :切片截面面積較大區域步長應選擇較小 ,切片截面面積較小區域步長應選擇較大 ;也就是要保證相鄰兩切片截面所夾油箱模型體積盡可能接近。為了達到此目的 ,一種方法是使所有的相鄰兩切片截面所夾油箱模型體積小于而且接近某一閾值 ,閾值的大小根據油量測量精度要求確定。具體實現方法是 :將油量傳感器最高可測點和最低可測點所對應油面作為原始的切片平面 ,并以原始切片平面為基礎 ,將兩原始切片平面在高度方向上的中面作為新切片平面 ,完成對油箱模型的一次切分以后 ,又將新的切片平面作為原始切片平面 ,繼續進行切分 ,當兩
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