航空学报08大飞机专刊(81)_航空信息_民用航空_通用航空

,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明 :该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库 ,从而提高了油量测量精度。关键词 :油量测量 ;油箱模型 ;形状特征 ;切片法 ;步长选择

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
　　在飞行过程中 ,实时、准确地测量出油箱中的测量油箱油量的目的 ,一个很重要的环节就是要剩余油量 ,对保证飞机安全飞行十分重要。同时 ,建立合理、可靠的燃油质量特性数据库。一种建对飞机中各个油箱燃油量的精确测量 ,便于对燃立燃油质量特性数据库切实可行的方法就是对油油系统的综合管理 ,以确保飞机重心保持在飞行箱模型进行切片处理 [3] ,得到特定姿态角和特定所需要的范围之内 ,改善飞机飞行品质 [1]。油面高度下的燃油质量特性数据 ,并对所获得的
目前国内外多采用数字式油量传感器 ,通过数据进行综合进而得到一定姿态角范围内的燃油感知油面高度 ,再结合事先确定的燃油质量特性质量特性数据库。影响燃油质量特性数据库的准数据库来进行油量的测量 [2]。因此 ,要达到准确确性和可操作性因素较多 ,其中一个很重要的因
素就是切片处理过程中步长的选择 ,现有的方法

收稿日期 :2007208215 ;修订日期 :2007212203基本上是给定某一步长 [324]。由于现代飞机油箱通讯作者 :杨朋涛 E2mail : yangpengtao6003 @163. com模型的复杂性 ,如果给定的步长较大 ,获得的数据

图 1　基于截面变化规律的油箱局部特征分类示意图 Fig11　Kinds of fuel tank local feature , based on changing rule of model section

图 2　油箱局部特征形状示意图 Fig12　Forms of fuel tank local feature
对于图 2 (a)和图 2 (b)所示的两种局部特征来说 ,其截面从上到下都是由小逐渐变大或由大逐渐变小的过程 (截面不变化也归于此类 ),截面变化率之间的差值较小 ,属于连续且变化率变化较小类型 ;对于此类局部特征 ,油量随油面高度平滑变化 ,变化曲线不存在拐点 ,不存在设计切片平面位置接近突变平面的情况 ;一般情况下通过插值技术就可以得到较为准确的油量 2高度变化关系[ 12213 ]。
对于图 2 (c)～图 2 (f)所示的 4种局部特征来说 ,其截面大小连续变化 ,但截面变化率存在较大的差值 ,属于连续且变化率变化较大类型。其中图 2 (c)和图 2 (d)为截面变化率由正变负和由负变正的两种情况 ,图 2 (e)和图 2 (f)为截面变化率都为正或都为负的两种情况。对于此类局部特征 ,存在截面突变 ,油量随油面高度变化曲线存在明显的拐点 ,要准确地得到油量与油面高度变化关系 ,就需要得到此拐点信息。因此 ,需要设计切片平面与截面突变平面重合或者尽可能接近 ,以保证得到准确的油量与油面高度变化关系。
对于图 2 (g)和图 2 ( h)所示的两种局部特征来说 ,其截面大小变化不连续 ,属于截面阶跃变化类型。对于此类局部特征 ,存在明显的截面突变 ,油量随油面高度变化曲线在此处存在明显的拐点。因此 ,同样需要设计切片平面与截面突变平面重合或者尽可能接近。
值得注意的是 :此处的截面突变平面不仅指截面大小存在突变 ,也包括截面大小不突变但截面变化率存在突变的情况 ,原因在于两者都造成了油量 2油面高度变化曲线产生拐点。
综上所述 ,为了准确地得到油量与油面高度变化关系 ,除了要依据油箱截面整体变化规律来确定切片步长变化规律以外 ,对于存在局部截面突变的情况 ,应设计合理的切片步长 ,保证切片平面尽可能与截面突变平面重合 ,以提高油量测量精度。
结合上述对油箱模型形状特征的分析
,可以看出 :要保证燃油质量特性数据库的合理性和可靠性 ,就必须依据油箱模型形状特征进行切片步长选择。选择原则为 :整体上要满足油箱截面整体变化规律 ,局部上要保证切片平面尽可能与截面突变平面重合。
为了使切片步长符合上述选择原则 ,就需要对油箱模型形状特征从整体和局部两个方面考虑 ,本文在具体操作过程中是先考虑整体特征 ,再考虑局部特征。这种从整体到局部的思路 ,有利于准确把握油箱模型的规律 ,在一定程度上减少了运算量。
油箱截面整体变化特征决定切片步长整体选择规律。两者之间的关系为 :切片截面面积较大区域步长应选择较小 ,切片截面面积较小区域步长应选择较大 ;也就是要保证相邻两切片截面所夹油箱模型体积尽可能接近。为了达到此目的 ,一种方法是使所有的相邻两切片截面所夹油箱模型体积小于而且接近某一阈值 ,阈值的大小根据油量测量精度要求确定。具体实现方法是 :将油量传感器最高可测点和最低可测点所对应油面作为原始的切片平面 ,并以原始切片平面为基础 ,将两原始切片平面在高度方向上的中面作为新切片平面 ,完成对油箱模型的一次切分以后 ,又将新的切片平面作为原始切片平面 ,继续进行切分 ,当两
　
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