飞机油箱油量测量技术研究

发布时间：2020-11-05 20:54

　　 飞机油箱油量的测量是飞机燃油系统中非常重要的一部分,对保证飞机安全飞行、提高飞行品质至关重要。提高油箱燃油的测量精度,使其实时、精确的测量出燃油的油量是本课题的研究内容。目前燃油油量普遍采用液位传感器测量燃油油位、结合飞行姿态角建立燃油体积特性数据库修正姿态误差的测量方案。同时,液位测量传感器在油箱中的布局不合理也会导致测量精度不足。本课题从航空油箱液位计的设计、传感器布局、体积特性数据库的建立这三个方面寻求提高测量精度的方法。在燃油测量系统中,油位的精确测量十分关键。发展至今已有多种液位测量方法应用于飞机油位的测量,本课题设计了一种导波雷达液位计,相比于电容式等其他测量方法有不受温度、压力、泡沫等影响的优点。此导波雷达液位计基于同轴线中电磁波的反射特性,利用时域反射原理实现液位测量,采用等效时间采样方法提高测量精度。本文分别对此导波雷达液位计的硬件和软件进行了设计,其中包括对各个模块的功能和实现方法的设计。在液位测量传感器的寻优布置方面,分别对对称型油箱和不规则油箱发生滚转和俯仰时产生的姿态误差进行分析计算,找到姿态误差最小的传感器布设位置。对姿态误差进行分析,研究修正姿态误差的方案,以往切片叠加计算体积的方法计算复杂、计算量十分庞大,本文使用AutoCAD软件辅助开发,使燃油体积特性数据库的建立更加简单快捷、精确度也更高。本文使用C#语言设计了上位机油量测量监控软件,可实时监控液位的测量,并结合燃油体积特性数据库计算得到油箱的剩余油量。设计了HART通信模块实现上位机和下位机的通信连接。最后搭建实验平台对导波雷达液位计进行实验与验证,证明了液位计的精度、分辨率、重复性等都达到了飞机燃油油位测量的要求。并结合上位机软件对燃油油量进行了测量实验,可实时算得燃油油量。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V228.11
【部分图文】：

图 2-3 传输线的经典模型载不同于0Z ，即遇到故障点或不同材料时，会产生反射波递给负载的能量。 因此，传输系统的质量由该反射波 E表示。这个比率称为电压反射系数 ，与传输线阻抗有关，方00rLi LEZ ZE Z Z LZ 是一类负载阻抗， 是传输线即同轴电缆的特性阻抗。抗不一致的地方称为阻抗突变点，在传输过程中遇到此点的阻抗即为负载阻抗。如图 2-4 所示，由公式（2-3）可知同轴线的终端开路时，LZ ，r iE E，反射系数 1 ，射，反射波极性与入射波相同。同轴线的终端短路时，即 0LZ ， ，则反射系数 发生全反射，反射波极性与入射波相反。传输过程中遇到某位置阻抗小于传输线阻抗时，如Z

采样信号t图 2-6 等效时间采样用于时间间隔测量位计寻优布置飞行过程中会发生各个姿态角的改变，俯仰和侧倾都会使油箱姿态误差。为了尽可能的减少姿态误差对燃油油量精确测量设油位计时考虑如何优化布置使误差最小，并确定误差修正关。现代飞机油箱形状多种多样，有如图 2-7 所示的对称形中央油箱，下面将对不同形状的油箱油位计寻优布置进行分析。形油箱油位计寻优布置方体以及如图 2-7 所示的附加中央油箱这类的三维对称形油箱问题来分析，油位安装在二维中心线上时姿态误差将最小。

开始计算各片层权重：截面积Si最小二乘法计算待求直线方向向量N(A,B,C)切分油箱为n个片层结束计算各片层中心点Pi确定形心点Pc得到直线不规则油箱寻优布置方法流程图
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本文编号：2872173