基于飞行力学的“抬轮过载大”假事件分析(2)
通过对设计文件的追溯和梳理,发现QAR记录的法向过载是由惯性基准设备(或航姿设备)通过L-IRS-1(或L-AHC-1)总线的370label发送给综合处理机柜(IPC)的,经过IPC补偿计算由A-IOC-15L的122label转发给DCU,再经ARINC717编码后发给QAR进行记录。
由于航电系统设计更改,Normal Acceleration参数的信号源已由航姿计算机(AHC)更改为惯导计算机(IRS)。通过数据对比发现,设备更改为IRS后,该事件触发率明显上升,说明该参数数据异常是由数据源更换导致的。
查阅设计接口定义,协调航电试验台试验资源,并抽取航电试验台总线数据进行检查,发现两条异常情况。
1)在飞机水平状态下,惯导和航姿由于来自不同厂家,选取的输出基准不一致,惯导基准为1,航姿基准为0。若译码参数仍然使用原译码规则,则两者差别为常数1。
2)经过参数对比,发现由L-IRS-1总线输出的370label Normal Acceleration数据正常,但由惯导输出的经过自动飞行软件进行补偿修正的数据异常。
IPC自动飞行软件对122label补偿Normal Acceleration经过计算后,再转发数据时发生错位,导致记录在QAR内的数据同样发生错位。未发生错位时,ARINC429总线中的18~29bit数据本应占据ARINC717记录位中的1~12bit,由于发生错位,ARINC429中的17~28bit被提升一位,占据了ARINC717中的1~12bit。本不该被记录的17bit被记录了,本该记录的29bit溢出。具体错位情况释义见图3。
由于错位,实际记录在QAR内的Normal Acceleration参数相对于真实数据向高位错移1位,适用的转换系数相当于增大2倍,导致译码数据比实际增大2倍。
图3 转发数据错位
假设惯导设备输出的数值为:
受以上两条情况综合影响后,导致译码数据:
即数据源由AHC变为IRS后译码法向过载被增大2倍且被减1。两者的数据关系如表1所示。
正常情况下,法向过载应在1附近波动,输出和译码数据差别较小。在水平无机动时,两者都为1。数据分析员在分析时不容易察觉译码参数与真实数据间的细微差别,认为译码数据是正常的。法向过载与基准1差别越大,译码数据与真实数据的差别也就越大。实际过载为1.3G时,原译码值达到1.6G,这就造成了实际飞行法向过载大于监控门槛,进而导致事件触发。
根据该Normal Acceleration的译码规则,译码数值等于多项式展开式的计算之和。该参数适用于简单线性变换,因此适用于公式A=ax1+b。
通过之前的分析,需将原先译码规则中的一次项系数a缩小两倍(aIRS=0.5aAHC=0.0039),再将常数项修正系数b置0(bIRS=0)。
4 验证与确认
通过飞行力学分析和实际调查,确认了参数译码错误原因是输出基准变更和航电软件传输错位。原法向过载参数译码规则不再适用,造成法向过载Normal Acceleration译码值偏大,进而触发了“抬轮过载大”假事件。
地面飞行品质监控软件的译码规则需根据总线传输情况进行相应修改。在飞行品质监控程序中按照实际情况修改了Normal Acceleration译码规则,利用修改后的译码规则重新译码数据。将原译码值、推导值、修改译码值进行对比,抬轮阶段具体数据见图4。
由图4可知,推导值与修改值基本一致,最大振幅也比较接近。随机选取一架次抬轮阶段数据,计算推导值与修改值之间的绝对偏差平均值:
推导值与修改值之间的绝对偏差平均值仅为4.26%,充分说明了推导公式的正确性。将Normal Acceleration修改后再重新监控历史数据中“抬轮过载大”事件,发现再无超限事件触发,证明“抬轮过载大”事件为假事件,实际飞行中并未发生。
表1 输出与译码值差异表images/BZ_49_1593_346_2240_1263.png
5 结论
本文针对飞行品质飞行过程中的“抬轮过载大”事件虚警高问题,提出了基于飞行力学的“抬轮过载大”事件分析方法。通过将计算得出的法向过载与飞行品质监控软件得出的译码值进行对比,发现译码法向过载与计算法向过载之间存在较大差异。根据设计资料和总线参数检查,确认了参数译码错误为输出基准变更和航电设备传输错位所致,对参数译码规则进行更新修改。将修正后的译码规则与计算法向过载计算值进行比较,结果表明两者数值十分接近,验证了推导公式的正确性。以某型飞机历史数据为例,对“抬轮过载大”事件修改译码规则进行验证,结果表明无超限事件发生,与飞机实际运行情况相符。该方法可显著消除飞行品质分析过程中“抬轮过载大”事件虚警,有效提高飞行品质监控的准确性。
文章来源:《飞行力学》 网址: http://www.fxlxzz.cn/qikandaodu/2021/0205/330.html