一种飞行器飞行性能检测方法及系统

1.本发明涉及航空技术领域，特别涉及一种飞行器飞行性能检测方法及系统。


背景技术：

2.复杂气流干扰这一特殊的飞行任务环境，给各类飞行器的飞行性能带来了新的问题。复杂气流主要有三种形式：大气紊流、离散突风和风切变。大气紊流是指叠加在平均风上的连续随机脉动，随时间和空间变化；离散突风是指一种离散的或确定的风速变化；风切变指风速在水平（纵向和侧向）和垂直方向的突变。复杂气流干扰是指大气紊流、离散突风和风切变对飞行器本体的综合效应。复杂气流主要存在于对流层（小于12 km），复杂气流干扰在飞行器的飞行航线和各类飞行任务中普遍存在。复杂气流干扰会引起飞行器旋翼弹性变形、弹性颤振、结构载荷增加等，引入动态不确定因素，严重时还会诱发机体振荡而酿成事故，严重影响飞行器的飞行安全。
3.复杂气流干扰是指飞行器飞行过程中遭遇的大气紊流、离散突风和风切变等气流对飞行器本体的综合效应，会强烈影响飞行器的飞行安全，也给飞行器的导航系统带来了新的问题。为此，本发明针对复杂气流干扰环境下的飞行器飞行性能检测展开了研究，以期提出适应飞行器在复杂气流干扰环境下的飞行性能研究。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种飞行器飞行性能检测方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种飞行器飞行性能检测方法。
6.所述飞行器飞行性能检测方法，包括：获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。
7.其中，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量。
8.此外，所述飞行器飞行性能检测方法还包括：在对所述飞行数据进行分析之前，对所述飞行数据进行预处理，所述预处理包括：数据清洗处理、异常值处理和/或缺失值填充处理。
9.另外，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。
10.此外，对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境包括：根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。
11.另外，根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能包括：在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。
12.根据本发明的第二方面，提供了一种飞行器飞行性能检测系统。
13.所述飞行器飞行性能检测系统，包括：数据获取分析模块，用于获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；飞行性能分析模块，用于根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；飞行性能预警模块，用于将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。
14.其中，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量。
15.此外，所述行器飞行性能检测系统还包括：预处理模块，用于在对所述飞行数据进行分析之前，对所述飞行数据进行预处理，所述预处理包括：数据清洗处理、异常值处理和/或缺失值填充处理。
16.另外，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。
17.此外，所述数据获取分析模块包括：正常环境分析模块、大气紊流分析模块、离散突风分析模块和风切变分析模块；其中，正常环境分析模块，用于根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；大气紊流分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；离散突风分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；风切变分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。
18.另外，所述飞行性能分析模块包括：正常环境性能分析模块、大气紊流性能分析模块、离散突风性能分析模块和风切变性能分析模块，其中，正常环境性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；大气紊流性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；离散突风性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；风切变性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。
19.本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明通过飞行器的飞行数据来进行飞行气流环境的识别，并根据识别出的飞行气流环境来计算飞行性能和预警，进而有效实时了解飞行器在复杂飞行环境下的飞行性能，提高了飞行器的飞行安全性。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.图1是根据一示例性实施例示出的一种飞行器飞行性能检测方法的流程示意图；图2是根据一示例性实施例示出的一种飞行器飞行性能检测系统的结构框图；图3是根据一示例性实施例示出的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
23.以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
24.本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
26.本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
27.本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
28.应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
29.本技术的装置或系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
30.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.图1示出了本发明的一种飞行器飞行性能检测方法的一个实施例。
32.在该可选实施例中，所述飞行器飞行性能检测方法，包括：步骤s101，获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；步骤s103，根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；步骤s105，将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。
33.图2示出了本发明的一种飞行器飞行性能检测系统的一个实施例。
34.在该可选实施例中，所述飞行器飞行性能检测系统，包括：数据获取分析模块201，用于获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；飞行性能分析模块203，用于根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；飞行性能预警模块205，用于将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。
35.在该可选实施例中，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量。
36.此外，在该可选实施例中，为了保证数据的准确性，还可在对所述飞行数据进行分析之前，对所述飞行数据进行预处理，对应的，所述飞行器飞行性能检测系统还包括：预处理模块（图中未示出），用于在对所述飞行数据进行分析之前，对所述飞行数据进行预处理；所述预处理包括：数据清洗处理、异常值处理和/或缺失值填充处理。
37.具体的，对飞行过程中采集到的数据集进行数据清理，通过填补缺失值、光滑噪声数据，平滑或删除离群点，并解决数据的不一致性来“清理“数据，主要包括缺失值处理、离群点处理、和噪声处理等。此外，还可对飞行过程中采集到的数据集进行数据集成，将多个数据源中的数据结合成、存放在一个一致的数据存储，如数据仓库中。这些源可能包括多个数据库、数据方或一般文件。也可对飞行过程中采集到的数据集进行数据规约，通过删除数据属性集中的不相关属性，使得可用的飞行数据更加高效和完整。或者对飞行过程中采集到的数据集进行数据变换，包括对数据进行规范化，离散化，稀疏化处理，达到适用于挖掘的目的。
38.在该可选实施例中，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。
而在对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境时，则可进行如下分析：根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。
39.对应的，所述数据获取分析模块201包括：正常环境分析模块（图中未示出）、大气紊流分析模块（图中未示出）、离散突风分析模块和风切变分析模块（图中未示出）；其中，正常环境分析模块，用于根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；大气紊流分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；离散突风分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；风切变分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。
40.具体的，正常飞行的判别，即在飞行过程中无复杂天气过程的气流干扰，即飞行器只是保证正常的飞行巡航，其线速度和角速度无明显的变化。
41.而大气紊流的判别，基于大气紊流的相关函数，区分和判别出大气紊流的飞行环境。大气紊流是指叠加在平均风上的连续随机脉动，随时间和空间变化，由摩擦流场内的涡旋造成，主要在绕流物体的边界层内，或者在不同速度的空气层之间形成。随机性是大气紊流一个最重要的特征，需要借助随机过程理论、方法对其进行研究。通常认为大气紊流是一种平稳、均匀、各态历经、各向同性的随机过程，该过程的统计特性不随时间而变化。
42.本发明中大气紊流的计算模式采用的是 dryden模型，其速度功率谱函数如下：
；式中，为大气紊流的响应速度，为大气紊流的尺度，为大气紊流的强度，ω为频率。
43.而离散突风的判别，基于离散突风的相关函数，区分和判别出离散突风的飞行环境。本发明讨论的离散突风的风速变化是确定的，且离散突风与大气紊流对飞行器的影响是互为补充的关系。离散突风常出现在悬崖、山脉和温度变化区域，以及下降、上升气流的边缘等，主要表现为风速迅速变化的梯度。
44.本发明中离散突风的计算模型为半波长(1-cosine)离散突风模型在飞行控制系统设计、飞机强度计算及飞行品质鉴定中普遍应用。其模型为：；式中，vw表示离散突风的速度，vm表示离散突风的幅度，dm表示离散突风的尺度，x为飞行器的飞行距离。
45.而风切变的判别，基于风切变的相关函数，区分和判别出风切变的飞行环境。风切变是风速在水平（纵向和侧向）和垂直方向的突变，含有纵向水平风的侧向切变，纵向水平风的垂直切变以及侧向风和铅垂风的各向切变等。在低空，雷暴活动、高空积云、低空喷气流及地理条件等因素都会引起风切变。低空风切变严重威胁着无人飞行器的起飞、着陆阶段的飞行安全。
46.本发明中风切变的计算模型采用的是美标mil-8785c中给出的仅考虑垂直梯度水平风的风切变模型，风切变风速作为高度的函数由平均风的分布确定，其公式为：；式中，uw为风切变风速大小，w
20
是离地面20ft(6m)处的风速，h是高度，z0在起飞、着陆阶段为0.046m，其他飞行阶段为0.6m。
47.在该可选实施例中，在根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能时，则可包括如下：在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常
规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。
48.对应的，所述飞行性能分析模块203包括：正常环境性能分析模块（图中未示出）、大气紊流性能分析模块（图中未示出）、离散突风性能分析模块（图中未示出）和风切变性能分析模块（图中未示出），其中，正常环境性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；大气紊流性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；离散突风性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；风切变性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。
49.具体的，在正常飞行环境下，飞行器的传感器获得飞行器的巡航速度v1，单位燃油航程r1，和小时耗油量q1；而基于复杂气流环境识别结果，分别对不同的复杂气流飞行环进行特征提取，主要包括飞行过程中的各方向上的速度变化，即v
x
，vy，vw的值，飞行高度的变化δh等，单位燃油航程r2，r3，r4，小时耗油量q2，q3，q4。
50.在计算时，根据提取出来的复杂气流环境下的飞行参数，计算出不同复杂气流环境下的飞行器的巡航速度v，其中v2为大气紊流下的巡航速度，v3为离散突风的巡航速度，v4为风切变的巡航速度，计算如下：
；式中，x，y，z分别代表在不同复杂气流中三个不同方向上的飞行速度。
51.在计算飞行性能时，则计算过程如下：飞行器在正常情况下的飞行性能计算时，根据飞机定常爬升的受力平衡关系，升力系数可以表达为：；；式中，y为升力，ρ为空气密度，v1为巡航速度，s为机翼参考面积，cl为升力系数，ma为飞行器的质量。
52.而受到的阻力为：；式中，d为阻力，cd为阻力系数， k1为常规飞行中的升阻比。
53.此时，爬升速度为：；式中，v
p1
为爬升速度，ma为飞行器质量，a1为常规飞行中的上升加速度。
54.而爬升率则为：；式中，p1为爬升率，f为装机推力，d为阻力，ma为飞行器质量，k1为升阻比，v
p1
为正常飞行的爬升速度。
55.此外，可以通过传感器获得飞行器的单位燃油航程为r1，小时耗油量为q1。
56.飞行器在大气紊乱气流下的飞行性能计算时，则大气紊流情况下爬升速度则为：；式中，v
p2
为大气紊流下的爬升速度，ma为飞行器质量，a2为大气紊流下的上升加速度。
57.而大气紊流情况下爬升率则为：；式中，p2为大气紊流下的爬升率，f为装机推力，ma为飞行器质量，k2为大气紊流下的升阻比，v2为大气紊流中的巡航速度。
58.大气紊流情况下的单位燃油航程则为：；式中，r2为大气紊流下的单位燃油航程， k2为大气紊流下的升阻比，r1为正常飞行下的单位燃油航程， k1为正常飞行下的升阻比。
59.大气紊流情况下的小时耗油量则为：；式中，q2为大气紊流下的小时耗油量， k2为大气紊流中的升阻比，q1为正常飞行下的小时耗油量， k1为正常飞行下的升阻比。
60.飞行器在离散突风气流下的飞行性能计算时，离散突风下爬升速度为：；式中，v
p3
为离散突风下的爬升速度，ma为飞行器质量，a3为离散突风气流下的上升加速度。离散突风下爬升率则为：；式中，p3为离散突风下的爬升率，f为装机推力，ma为飞行器质量，k3为离散突风下的升阻比，v3为离散突风气流下的巡航速度。
61.而离散突风下的单位燃油航程则为：；式中，r3为离散突风下的单位燃油航程， k3为离散突风下的升阻比，r1为正常飞行下的单位燃油航程， k1为正常飞行下的升阻比。
62.离散突风下的小时耗油量则为：；式中，q3为离散突风下的小时耗油量，k3为离散突风下的升阻比，q1为正常飞行下的小时耗油量，k1为正常飞行下的升阻比。
63.飞行器在风切变气流下的飞行性能计算时，风切变下的爬升速度为：；式中，v
p4
为风切变下的爬升速度，ma为飞行器质量，a4为风切变下的上升加速度。而风切变下的爬升率为则为：；式中，p4为风切变下的爬升率，f为装机推力，ma为飞行器质量，k4为风切变下的升阻比，v4为风切变下的巡航速度。
64.而风切变下的单位燃油航程则为：；式中，r4为风切变下的单位燃油航程， k4为离散突风情况下的升阻比，r1为正常飞行下的单位燃油航程， k1为正常飞行下的升阻比。
65.风切变下的小时耗油量则为：；式中，q4为风切变下的小时耗油量，k4为风切变情况下的升阻比，q1为正常飞行下的小时耗油量，k1为正常飞行下的升阻比。
66.在该可选实施例中，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量。
67.另外，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。
68.图3示出了本发明的一种计算机设备的一个实施例。该计算机设备可以是服务器，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储静态信息和动态信息数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述方法实施例中的步骤。
69.本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备
可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
70.在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。
71.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
72.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（read-only memory，rom）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（random access memory，ram）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（static random access memory，sram）或动态随机存取存储器（dynamic random access memory，dram）等。
73.本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种飞行器飞行性能检测方法，其特征在于，包括：获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。2.根据权利要求1所述的飞行器飞行性能检测方法，其特征在于，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量；且在对所述飞行数据进行分析之前还包括：对所述飞行数据进行预处理，所述预处理包括：数据清洗处理、异常值处理和/或缺失值填充处理。3.根据权利要求2所述的飞行器飞行性能检测方法，其特征在于，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。4.根据权利要求3所述的飞行器飞行性能检测方法，其特征在于，对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境包括：根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。5.根据权利要求4所述的飞行器飞行性能检测方法，其特征在于，根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能包括：在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；
在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。6.一种飞行器飞行性能检测系统，其特征在于，包括：数据获取分析模块，用于获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；飞行性能分析模块，用于根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能，所述飞行性能包括飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程、小时耗油量；飞行性能预警模块，用于将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。7.根据权利要求6所述的飞行器飞行性能检测系统，其特征在于，所述飞行数据包括飞行速度、飞行高度、飞行加速度、飞行时间、空气动力学参数、飞行器质量、机翼参考面积、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量；且所述行器飞行性能检测系统还包括：预处理模块，用于在对所述飞行数据进行分析之前，对所述飞行数据进行预处理，所述预处理包括：数据清洗处理、异常值处理和/或缺失值填充处理。8.根据权利要求7所述的飞行器飞行性能检测系统，其特征在于，所述飞行气流环境包括：正常飞行气流环境和非正常飞行气流环境，其中，所述非正常飞行气流环境包括大气紊流环境、离散突风环境或风切变环境。9.根据权利要求8所述的飞行器飞行性能检测系统，其特征在于，所述数据获取分析模块包括：正常环境分析模块、大气紊流分析模块、离散突风分析模块和风切变分析模块，其中，正常环境分析模块，用于根据所述飞行数据，计算飞行器的线速度和角速度，并将所述线速度和角速度与预定标准阈值范围进行比对，在将所述线速度和角速度位于预定标准阈值范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为正常飞行气流环境；大气紊流分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时大气紊流参数，并将实时大气紊流参数与预定标准大气紊流参数范围进行比对，在所述实时大气紊流参数位于预定标准大气紊流参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为大气紊流环境；离散突风分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时离散突风参数，并实时离散突风参数与预定标准离散突风参数范围进行比对，在所述实时离散突风参数位于预定标准离散突风参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为离散突风环境；风切变分析模块，用于根据所述飞行数据，计算实时风切变参数，并实时风切变参数与预定标准风切变参数范围进行比对，在所述实时风切变参数位于预定标准风切变参数范围时，判定飞行器的当前飞行气流环境为风切变环境。10.根据权利要求9所述的飞行器飞行性能检测系统，其特征在于，所述飞行性能分析模块包括：正常环境性能分析模块、大气紊流性能分析模块、离散突风性能分析模块和风切
变性能分析模块，其中，正常环境性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为正常飞行气流环境时，将所述飞行数据中的飞行速度、常规单位燃油航程以及常规每小时耗油量分别作为当前飞行气流环境下的巡航速度、单位燃油航程和小时耗油量，并根据该巡航速度和所述飞行数据，计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率；大气紊流性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为大气紊流环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算大气紊流环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；离散突风性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为离散突风环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算离散突风环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量；风切变性能分析模块，用于在当前飞行气流环境为风切变环境时，根据所述飞行数据中的飞行数据计算风切变环境下的巡航速度，并根据该巡航速度和所述飞行数据计算当前飞行气流环境下飞行器的飞行爬升速度、爬升率、单位燃油航程和小时耗油量。

技术总结
本发明涉及航空技术领域，公开一种飞行器飞行性能检测方法及系统，该方法包括：获取飞行器的飞行数据，并对所述飞行数据进行分析，确定飞行器的当前飞行气流环境；根据确定的当前飞行气流环境，从所述飞行数据中选择环境特征值，并根据所述环境特征值，计算当前飞行气流环境下的飞行性能；将所述飞行性能值与预定性能阈值进行比较，并根据比较结果进行飞行性能预警。本发明通过飞行器的飞行数据来进行飞行气流环境的识别，并根据识别出的飞行气流环境来计算飞行性能和预警，进而有效实时了解飞行器在复杂飞行环境下的飞行性能，提高了飞行器的飞行安全性。器的飞行安全性。器的飞行安全性。


技术研发人员：李红金 傅益 毕嘉 张强 杜晓凯 赵程 王耀虎 李诚 孙生生
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军航空兵学院
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/9/9