一种飞机剩余供氧时间显示方法与流程

1.本技术属于飞机氧气/生命保障系统设计技术领域，特别涉及一种飞机剩余供氧时间显示方法。


背景技术：

2.飞机氧气/生命保障系统用于为飞行员提供满足生理需求的氧气供应，实现低气压防护，避免飞行员因吸入气氧分压不足引起的缺氧症状。在民用飞机和运输类飞机上，一般采用高压氧气瓶作为氧源，在作战类飞机上采用分子筛氧气浓缩器制氧，高压氧气瓶作为备用氧源，在分子筛氧气浓缩器制氧失效或座舱高度超过8km时使用。若仅采集高压气瓶内氧气压力，不采集温度，随着飞行环境温度的变化，压力波动范围可达10％，故现飞机在采集高压气瓶内氧气压力的同时采用了氧气温度，主要作用是将氧气压力修正为正常状态下(21.1℃)的压力，因为在大多数情况下氧气系统中的主要性能参数如压力、可用氧量、氧气流量等均为正常状态。目前飞机上氧源显示为修正到正常状态下的氧气压力，但对于空勤人员，更直观的显示应为剩余供氧时间，该时间与氧气压力、座舱高度、余压状态等多参数相关。
3.因此如何准确地显示飞机氧源的剩余供氧时间是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供了一种飞机剩余供氧时间显示方法，以解决现有技术中不显示飞机氧源的剩余供氧时间的问题。
5.本技术的技术方案是：一种飞机剩余供氧时间显示方法，包括：
6.接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，解算单元分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，两组高压氧气瓶分别为第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶；
7.解算单元计算正常状态下的氧气压缩因子；
8.根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力；
9.计算修正后的氧源修正压力，将氧源修正压力上传至机电管理计算机；
10.机电管理计算机根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量；
11.机电管理计算机获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力；
12.机电管理计算机计算根据座舱温度、座舱压力、btps状态下每名机组人员的吸气量计算ntpd状态下每名机组人员的吸气量；
13.机电管理计算机获取两组高压氧气瓶的总容积，根据ntpd状态下每名机组人员的吸气量、机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间；
14.优选地，所述第一高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始a
为：
[0015][0016]
t
原始a
——第一高压氧气瓶内介质温度；p
原始a
——第一高压氧气瓶内介质压力；
[0017]
所述第二高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始b
为：
[0018][0019]
t
原始b
——第二高压氧气瓶内介质温度；p
原始b
——第二高压氧气瓶内介质压力；
[0020]
优选地，所述正常状态下的氧气压缩因子z
修正
为：
[0021][0022]
t
正常
——正常状态下的温度，294.3k(21.1℃)；
[0023]
p
正常
——正常状态下的大气压力，101.1kpa；
[0024]
优选地，所述第一高压氧气瓶的修正压力p
修正a
和第二高压氧气瓶的修正压力p
修正b
的计算方法为：
[0025][0026][0027]
优选地，所述氧源修正压力p
修正
的计算方法为：
[0028][0029]
优选地，所述氧源剩余供氧流量l
剩余
的计算方法为：
[0030][0031]
p告警——氧源低压告警压力，l气瓶——第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶的总容积；
[0032]
所述ntpd状态下每名机组人员的吸气流量q
正常
为：
[0033][0034]q正常
——ntpd状态下的吸气量；q
身体
——btps状态下的吸气量15l/min；p
座舱
——座舱压力；t
身体
——身体周围温度，可取座舱温度；t
正常
——正常状态下的温度；
[0035]
所述剩余供氧时间t
剩余
为：
[0036][0037]
其中，a——安全系数；b——余压修正系数，c——机组人数修正系数，n——机组人数。
[0038]
本技术的一种飞机剩余供氧时间显示方法，接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，而后计算正常状态下的氧气压缩因子，再根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力，根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量，获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力，而后根据btps状态下每名机组人员的吸气量计算ntpd状态下每名机组人员的吸气量，获取两组高压氧气瓶的总容积，根据ntpd状态下每名机组人员的吸气量、
机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间，计算时间短、计算精确，方便机组人员查阅，剩余供氧时间能够在飞机主显示器上实时显示。
附图说明
[0039]
为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
[0040]
图1为本技术整体流程示意图；
[0041]
图2为本技术整体结构示意图。
[0042]
1、第一高压氧气瓶；2、第二高压氧气瓶；3、第一压力采集模块；4、第二压力采集模块；5、温度采集模块；6、解算单元；7、机电管理计算机；8、显示控制处理机；9、主显示器。
具体实施方式
[0043]
为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0044]
一种飞机剩余供氧时间显示方法，如图1-2所示，以生命保障系统为例进行说明：生命保障系统包括第一高压氧气瓶1、第二高压氧气瓶2、第一压力采集模块3、第二压力采集模块4、温度采集模块5。第一压力采集模块3和第二压力采集模块4用于分别采集第一高压氧气瓶1和第二高压氧气瓶2内的压力，温度采集模块5用于采集座舱温度。
[0045]
本技术额外设置解算单元6、机电管理计算机7和显示控制处理机8，用于对剩余供氧时间的计算和显示。解算单元6、机电管理计算机7和显示控制处理机8之间通过总线连接，显示控制处理机8通过总线连接主显示器9。具体包括如下步骤：
[0046]
步骤s100，接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，解算单元分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，两组高压氧气瓶分别为第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶；
[0047]
第一高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始a
为：
[0048][0049]
t
原始a
——第一高压氧气瓶内介质温度；p
原始a
——第一高压氧气瓶内介质压力；
[0050]
第二高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始b
为：
[0051][0052]
t
原始b
——第二高压氧气瓶内介质温度；p
原始b
——第二高压氧气瓶内介质压力；
[0053]
步骤s200，解算单元计算正常状态下的氧气压缩因子；
[0054]
正常状态下的氧气压缩因子z
修正
为：
[0055][0056]
t
正常
——正常状态下的温度，294.3k(21.1℃)；
[0057]
p
正常
——正常状态下的大气压力，101.1kpa；
[0058]
通过初始状态的氧气压缩因子和正常状态下的氧气压缩因子进行对比，为准确计算出高压氧气瓶的修正压力做基础。
[0059]
步骤s300，根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力；
[0060]
第一高压刚气瓶的修正压力p
修正a
和第二高压氧气瓶的修正压力p
修正b
的计算方法为：
[0061][0062][0063]
在获得修正压力后，即可对机组人员的吸气流量和氧源剩余供氧流量进行计算；
[0064]
步骤s400，计算修正后的氧源修正压力，将氧源修正压力上传至机电管理计算机7；
[0065]
氧源修正压力p
修正
的计算方法为：
[0066][0067]
步骤s500，机电管理计算机根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量；
[0068]
剩余供氧流量为：
[0069][0070]
p告警——氧源低压告警压力，l气瓶——第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶的总容积；
[0071]
机电管理计算机获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力，为准确计算出ntpd状态下每名机组人员的吸气量做基础。
[0072]
步骤s600，计算根据座舱温度、座舱压力、btps状态下每名机组人员的吸气量计算ntpd状态下每名机组人员的吸气量；
[0073]
ntpd状态下每名机组人员的吸气流量q
正常
为：
[0074][0075]
其中，q
正常
——ntpd状态下的吸气量；q
身体
——btps状态下的吸气量，15l/min；p
座舱
——为座舱压力；t
身体
——身体周围温度，可取t
座舱
；
[0076]
步骤s700，获取两组高压氧气瓶的总容积，根据ntpd状态下每名机组人员的吸气量、机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间；
[0077]
剩余供氧时间t
剩余
的计算为：
[0078][0079]
其中，a——安全系数，1.1；b——余压修正系数，安全余压状态时为1.1，加压供氧状态时为1.2；c——机组人数修正系数，1人时为1.20，2人时为1.10，3人时为1.06，4人时为1.03，5人时为1.02；n——机组人数。
[0080]
机电管理计算机7将剩余供氧时间t剩余上传至显示控制处理机8后，在主显示器9
上显示。
[0081]
本技术通过先接收飞行环控系统初始状态下的发出的座舱压力和座舱温度，计算出初始状态下的高压氧气瓶的氧气压缩因子，而后根据正常状态下的座舱温度计算出正常状态的氧气压缩因子，根据两种氧气压缩因子的比值即可计算出修正压力，而后再结合高压氧气瓶的总体积、ntpd状态和btps状态计算出氧源剩余供氧流量和ntpd状态下每名机组人员的吸气流量，进而计算出剩余供氧时间，计算时间短、计算精确，方便机组人员查阅，剩余供氧时间能够在飞机主显示器9上实时显示。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
[0082]
本技术接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，而后计算正常状态下的氧气压缩因子，再根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力，根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量，获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力，而后根据btps状态下每名机组人员的吸气量计算ntpd状态下每名机组人员的吸气量，获取两组高压氧气瓶的总容积，根据ntpd状态下每名机组人员的吸气量、机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间，计算时间短、计算精确，方便机组人员查阅，剩余供氧时间能够在飞机主显示器上实时显示。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，包括：接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，解算单元分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，两组高压氧气瓶分别为第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶；解算单元计算正常状态下的氧气压缩因子；根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力；计算修正后的氧源修正压力，将氧源修正压力上传至机电管理计算机；机电管理计算机根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量。机电管理计算机获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力；机电管理计算机计算根据座舱温度、座舱压力、btps状态下每名机组人员的吸气量计算ntpd状态下每名机组人员的吸气量；机电管理计算机获取两组高压氧气瓶的总容积，根据ntpd状态下每名机组人员的吸气量、机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间。2.如权利要求1所述的飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，所述第一高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始a
为：t
原始a
——第一高压氧气瓶内介质温度；p
原始a
——第一高压氧气瓶内介质压力；所述第二高压氧气瓶的氧气压缩因子z
原始b
为：t
原始b
——第二高压氧气瓶内介质温度；p
原始b
——第二高压氧气瓶内介质压力。3.如权利要求1所述的飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，所述正常状态下的氧气压缩因子为z
正常
：t
正常
——正常状态下的温度，294.3k(21.1℃)；p
正常
——正常状态下的大气压力，101.1kpa。4.如权利要求1所述的飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，所述第一高压刚气瓶的修正压力p
修正a
和第二高压氧气瓶的修正压力p
修正b
的计算方法为：的计算方法为：。5.如权利要求1所述的飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，所述氧源修正压力p
修正
的计算方法为：6.如权利要求1所述的飞机剩余供氧时间显示方法，其特征在于，所述氧源剩余供氧流量l
剩余
的计算方法为：
p
告警
——氧源低压告警压力，l
气瓶
——第一高压氧气瓶和第二高压氧气瓶的总容积；所述ntpd状态下每名机组人员的吸气流量q
正常
为：q
正常
——ntpd状态下的吸气量；q
身体
——btps状态下的吸气量，15l/min；；p
座舱
——座舱压力；t
身体
——身体周围温度，可取座舱温度；所述剩余供氧时间t
剩余
为：其中，a——安全系数；b——余压修正系数，c——机组人数修正系数，n——机组人数。

技术总结
本申请属于飞机氧气/生命保障系统设计技术领域，为一种飞机剩余供氧时间显示方法，接收氧源压力传感器上传的温度、压力信息，分别计算两组高压氧气瓶的原始压力和温度下的氧气压缩因子，而后计算正常状态下的氧气压缩因子，再根据正常状态下的氧气压缩因子计算两组高压氧气瓶的修正压力，根据氧源修正压力和氧源低压告警压力计算剩余供氧流量，获取飞机环控系统发出的座舱温度和座舱压力，而后根据BTPS状态下每名机组人员的吸气量计算NTPD状态下每名机组人员的吸气量，获取两组高压氧气瓶的总容积，根据NTPD状态下每名机组人员的吸气量、机组人数和各修正系数，计算剩余供氧时间，计算时间短、计算精确，方便机组人员查阅。方便机组人员查阅。方便机组人员查阅。


技术研发人员：王巍 杨轶凡 杨乐 朱盈盈
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/28