一種電傳民機迎角保護方案設計流程

金利云+曾超

【摘 要】本文介紹了電傳民機迎角保護方案的背景和意義，詳細描述了一種電傳民機迎角保護方案的設計流程，可用于電傳民機總體方案定義、初步設計和詳細設計階段。

【關鍵詞】迎角保護；設計流程；電傳民機

【Abstract】The background and significance of AOA protection function for FBW civil airplane are introduced. The flow of AOA protection function design for FBW civil airplane is described in detail， which can be used for general scheme design， preliminary design and detail design period.

【Key words】AOA protection；Design flow；FBW civil

0 引言

迎角保護功能保障了電傳民機的飛行安全，防止大迎角時飛機進入失速。迎角保護功能已普遍應用于國外先進民機[1]。

從空氣動力學原理分析，小迎角時，氣流平滑流過機翼的表面。隨著迎角的增大，氣流在機翼上逐漸分離，最終導致飛機失速，升力迅速喪失。氣流分離的不穩定，會引起機翼抖動，增加駕駛員的負擔。迎角保護功能，對飛機的迎角范圍進行限制，保證了飛行安全，實現駕駛員的無憂操縱，是一種非常重要的保護功能。

本文介紹了電傳民機迎角保護方案的主要特征，提出了一種電傳民機迎角保護方案的設計流程，可用于電傳民機總體方案定義、初步設計和詳細設計階段，為控制律設計工作者提供一種設計流程。

1 電傳民機迎角保護方案簡介

迎角保護方案有兩種類型，一種是設計推桿機構[1]，當迎角達到該構型下的限制值時，觸發抖桿或者觸發失速告警，如果迎角繼續增加，會自動產生推桿信號，防止飛機進入失速；另一種是設計迎角保護控制器[1]，保證無論飛行員如何操縱，通過迎角保護控制器解算后，飛機的迎角始終不會超過設定的保護迎角范圍[1]。現代先進電傳民機普遍采用第二種迎角保護方案，基于迎角保護控制器的迎角保護方案能更大程度地降低飛行員的操縱負擔。

2 電傳民機迎角保護方案設計流程

本文針對迎角保護控制器的迎角保護方案，提出一種電傳民機迎角保護方案設計流程，如圖1所示。

2.1 迎角保護控制律架構定義

傳感器特性和迎角保護設計要求，是迎角保護控制律架構定義的必要輸入。其中，傳感器特性，定義了迎角、大氣和慣導傳感器的特性，包括余度、時延、精度和濾波等；迎角保護設計要求，包括適航要求、專用條件、行業規范以及飛機設計要求。

基于以上的輸入，從迎角保護功能的可用性和完整性的角度，定義迎角保護控制律架構，確定反饋參數。

2.2 迎角保護控制律線性設計

完成架構定義后，基于氣動、重量重心等數據，開展迎角保護控制律線性設計工作。依據氣動力數據，飛機重量重心等參數，選取狀態點，利用配平軟件，基于線性模型，進行增益設計，后續開展增益調參工作。

2.3 迎角保護控制律非線性評估

在迎角保護控制律線性設計工作完成后，需開展非線性評估工作。選取非線性分析的狀態點，制定仿真測試輸入向量，基于非線性模型，開展非線性仿真。

2.4 迎角保護控制律評估結果判定

對照迎角保護設計要求，對迎角保護控制律線性和非線性評估結果進行判定。如果結果滿足設計要求，迎角保護控制律設計完成；如果結果不滿足設計要求，定位問題，更改迎角保護控制律架構，重新開展線性和非線性仿真，重新進行結果判定，迭代優化，形成設計閉環。

3 結論

本文詳細闡述了一種迎角保護方案設計流程，主要包括架構定義、線性設計、非線性設計和結果評估四個方面。該設計流程是一種閉環設計流程，可用于電傳民機總體方案定義、初步設計和詳細設計階段。

【參考文獻】

[1]曾超.民用飛機迎角保護功能設計[J].軍民兩用技術與產品，2015.11（348）：11.

[責任編輯：朱麗娜]