光纤压力补偿的飞机油量测量

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1、第32卷第9期计算机仿真2015年9月文章编号：1006—9348(2015)09—0133—04光纤压力补偿的飞机油量测量夏超，李小刚，胡金海，刘书东(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：针对飞行中的燃油液面晃动的测量误差问题，提出光纤压力补偿算法测量燃油。利用不同数量光纤压力传感器测量高度确定出油平面；根据光纤压力传感器的特性和飞机飞行姿态以及三轴加速度信息，补偿计算油箱油量。讨论传感器最优布局，通过计算机辅助三维交互式建模软件建立燃油体模型，根据特性数据得出单传感器和双传感器布局下的燃油体体积参数和质量。仿真结果表明双传

2、感器的测量误差为0．078％，测量精度较高。双传感器布局下的光纤压力补偿算法可以较好地解决由于飞机姿态改变带来的燃油晃动的测量误差的问题。关键词：光纤压力；惯性补偿；窜油；建模中图分类号：V241．72文献标识码：BMethodofOpticFiberPressureSensorforIndicatingAircraftResidualFuelXIAChao，LIXiao-gang，HUJin-hai，LIUShu-dong(AeronauticsandAstronauticsEngineeringInstitute，AirForceEnginee

3、ringUniversity，Xi'an，Shanxi，710038，China)ABSTRACT：AimingattheproblemofswingfuelmeasurementeITors，thepaperputforwardamethodofOpticFiberPressureSensorforIndicatingAircraftResidualFuel．UsingthevalueofdifferentnumbersoffuelOpticfiberpressuresensors，thepositionoffuelsurfaceinfuelta

4、nkwasdecided，whichoffersanewmethodwiththeadvantageofOpticfiberpressuresensor．BasingonComputerAidedTri—DimensionalInterfaceApplicationmodel，wediscussedoptimalsensorplacementandestablishedthedatabaseautomatically．ThenwecomputedthevolumeandquantitydataofSin—glesensorandDoublesens

5、orsplacement．Consideringthedata，theerrorrateofDoublesensorsplacementis0．078percents．Itprovesthatthemethod，underDoublesensorsplacement，callsolvetheproblemofswingfuelmeasure—menten-orsbroughtbychangesofflightattitude．KEYWORDS：Opticfiberpressure；Inertiacompensation；Oilexpelling；M

6、odeling1引言现代飞机的燃油测量系统通过测量飞机在飞行过程中油箱的剩余油量，从而计算出飞机的航程、续航时间和有效载荷等。我国目前的飞机采用的燃油测量系统有模拟式燃油测量系统、飞机雷达燃油液位测量系统、移动式燃油流量测量系统等。其中模拟式燃油测量系统和飞机雷达燃油液位测量系统不能解决飞机姿态变化对测量结果带来的误差影响；移动式燃油流量测量系统虽然提出了飞行姿态改变情况子下的燃油测量，却不能很好地减少测量误差。传感器作为燃油测量系统的重要部分，目前国内外已设计装备了很多种，如电子式油位信号器、超声波油量传感器、燃油介电常数传感器、质量流量传感器燃

7、油密度传感器等。相比其它液位传感器，光纤压力传感器具有体积小，重量轻，绝缘，不受电磁干扰等优点，一般在静态液位测量领域基金项目：国家自然科学基金(51105374)收稿日期：2014—12—04修回日期：2015—01—04得到应用，且精度较高。本文选择光纤压力传感器对燃油压力进行测量。通过建立飞行姿态下飞机油箱的力学模型，根据流体力学原理进行力学计算，对油箱燃油进行受力分析，然后对光纤压力传感器的测量结果校准补偿。这种补偿算法突破了光纤压力传感器只应用于静态液位测量的限制，相比于传统液位传感器的测量精度有了显著改善，为保证飞行安全，提高飞行品质做

8、好技术支持。2光纤压力测量系统2．1光纤压力传感器的工作原理光纤压力传感器应用于高温高压，电磁辐射强度较大，静态液位测量精