合肥工业大学学报2018·6（下） 军民两用技术与产品
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文章编号：1009-8119（2018）06（2）-0011-02
引言
面高度，对油面高度和质量特性数据库进行数据解算才能得到油量。在飞行过程中，不可避免的存在姿态问题：即使传感器感受的油面高度一致，而实际的油量也可能因姿态不同而差异较大。如大型飞机翼展长，油箱形状扁平，其底面积较大而高度较低，油面的变化量及其稳定性对飞机姿态尤为敏感，由此带来的油量测量误差问题也很严重。所以，要满足飞机油量测量精度的需求，必须引入姿态误差修正技术对姿态误差进行修正。 国外先进的干线机型如空客A340、A380，波音B777、B787等，其燃油测量系统都采用了油面角修正技术，保证常见飞行姿态下燃油测量的可信度。如何采用最少的传感器，达到最高的测量精度，是燃油测
横滨港量系统设计追求的目标。本文并提出了几种针对姿态误差的修正方法，可以对飞行中油量测量的姿态误差进行可靠的修正。1 姿态误差修正原理
油量测量姿态误差的产生是由于飞行过程中飞机姿态的变化，导致传感器感受的油面高度与数据库中对应的油面-高度不一致所致。因此油量测量姿态误差修正的方法是在数据库中贮存姿态变化参数，如数据库中可以利用油箱的数字模型进行切片处理，得到燃油体积Q 对应于油面高HF 、油面角α，β的关系（即Q=f （HF ，α，β）的函数）。同时在测量系统中测量姿态参数α，β，进行解算即可得到较高精度的油量测量值。新型太阳能电池
高精度油量测量基本计算流程框图为
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根据油量传感器信号变换通道的输出数据，计算传感器的浸油长度h 。
根据油箱油面方程或者机电管理计算机提供的飞机三轴向加速度Ax 、Ay 、Az ，计算油面姿态角α、β。
按方程HF=f （H ，α，β），求传感器与油面交点的参考高度HF 。
根据油箱油量数据表Q=f （HF ，α，β）查表求了α、αn 、αn+1；β、βI 、βI+1及HF 、HF m 、HF m+1。
经过对HF 四次，α二次，β一次共七次线性插值，可求出油箱内油量百分比Q%值及油量Q 值。
每个独立的油箱测量单元均需按的步骤，求取Q 值，再分别求出各组油箱油量Q 值，再按温度传感器提供的燃油密度ρ值，计算各组及全机油量质量。2 油面角的获取
测量油面角参数α，β有两种方法：其一利用飞机航姿系统的飞机横滚、俯仰参数，通过机载航姿系统直接将飞机姿态数据输入燃油测量计算机，解算成油面角α，β。
其二通过在油箱内设置三根以上的传感器直接测量油面角α，β。通过传感器直接测量油面角示意见下图斯凯瑞金童书
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由于各传感器上下点坐标已知，当油箱内有三根及三根以上传感器测量到有效油位时，可以得到一个油面ABC 。以左翼高于右翼，横滚角为正。在测量油面角的过程中如果不能获得有效油面时，利用飞机航姿系统输入的飞机姿态角解算出油面俯仰角和横滚角。3 质量特性数据库
燃油质量特性数据库最基本的要求是表征油面高度与燃油体积的对应关系，为了实现重心控制，往往需要获取燃油重心，因此，一般情况下，燃油质量特性数据库需要表征油面高度与燃油体积及重心的对应关系。
现有飞机大部分都是以实际传感器感应点具底端距离来表示油面高度，这种情况下，就需要针对每一根传感器建立对应的燃油质量特性数据库，在传感器较多的情况下，最终的燃油质量特性数据库会很大，影响数据存储和解算效率；且在油量传感器安装位置，或传感器长度等发生变化时，就需要修改
燃油质量特性数据库，为系统设计带来很大不便。为了克服上述缺陷，在每个油箱内设置一条虚拟传感器安装线，油箱内的实际传感器感受高度都通过位置几何关系转化为虚拟传感器感受高度，虚拟传感器安装线是一条超脱油箱实际高度的延伸线，其最低点和最高点必须保证各种油面角情况下，实际传感器的感应高度都能有效的转化到虚拟传感器上。虚拟传感器位置应尽量靠近常见油面角范围内油面形心分布空间的轴线上，距离形心轴线越远，在实际油量传感器感应高度出现较大误差时，就会将误差放大，影响测量精度。采用虚拟传感器表述油面高度，只要油箱形状和尺寸不变，真值表就不变，简化了研制过程中真值表的反复修改，同时，由于一个油箱只需要建立一个质量特性数据库，简化了最终的质量特性数据库数据量。为了表述虚拟传感器，需要给出虚拟传感器底点和顶点坐标。交联剂
在数据库数据步长的选择上，如果选用定步长方法则不能得到准确可靠的数据库，可能隐藏缺陷。必须采用基于飞机油箱模型形状特征的数据步长选择方法才能得到准确可靠的数据库。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程。整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等的目的，以体现油箱模型截面整体变化规律；局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或近可能贴近的方式，突出油箱截面的局部变化特征。4 结束语
摘 要 为提高飞机在任意姿态下燃油油量测量的准确性，本文对飞机姿态变化产生的测量误差进行分析，提出了多种基于油面角度修正油量测量姿态误差的方法，并介绍了带姿态误差修正的原理、油面角的获取及数据库的构建方法。
关键词 油量测量；姿态误差飞机油量测量姿态误差修正方法研究
陈志涛 吴 川
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