QAR的深度挖掘和应用(5)

2019-06-11 09:35

但地面数据分析系统的发展非常快,国外各公司的软件不断升级,更多用途和功能的推出,特别是仪表显示、三位飞行仿真回放等新功能将用于飞行品质的监控和分析中。

目前国内一些航空公司也在根据自己公司的需要自行研制开发出一些优秀的数据分析软件,比如西南航重庆公司研制和开发了一系列QAR和FDR译码软件,已通过了民航局的技术鉴定,这些软件在飞行技术评估、航安监控、飞机维护等方面一直发挥着巨大作用。

第三章 QAR飞行品质监控的流程及目标

3.1 QAR飞行品质监控的流程

飞行品质监控的最终目的就是超限事件的获取,从而预防飞行事故的发生。

飞行品质监控的流程可以通过下简图来表示

飞行数据的采集 转录译码 飞行事件分析程 序超限事件的人 工分析与过滤 事先建立的译码数据库 事先建立的监控标准体系 已开发的飞行事件分析程序 监控结果的趋 势分析与利用 改进飞行技术、制定训练计划 排除设备故障、改进ATC程序 改进飞机性能、降低运营成本 获取超限事件

图2-1 飞行品质监控的流程图

该图经过对飞行中的数据采集加工或得到飞行超限信息,并加以利用。归纳一下可以看出进行飞行品质监控,获取超限信息主要经过以下4个环节: (1) 数据译码

机载原始数据均为二进制代码,被下载到地面站后首先要译码,也就是通过一定的转换将这些二进制代码恢复成实际的工程数据才能被我们所分析利用。正确的译码是最基础的工作,具体而言就是要在地面软件平台中正确建立系统译码参数库,在建立参数时,必须研究掌握参数的类型、记录方式、记录格式及工程值转换关系以保证数据译码的准确性。当各种类型的参数根据其相应的转换关系设置好以后,还要进一步结合飞行条件、飞机状况,对译码所得出的工程值进行合理性分析。 (2)事件标准体系的建立与完善

监控重点、监控项目以及各机型的监控标准构成了监控标准体系。监控标准体系应当能够涵盖对飞行中可能发生的各种风险的检查和评估,同时应当对风险相对集中的飞行阶段实施重点监控。

建立事件的标准体系时,要研究飞机的飞行手册、性能手册及其它相关资料,分析飞行技术对飞行安全的影响,选择出合理可监控的项目并确定监控标准。也就是说监控标准应符合各机型的手册要求,这是我们设立标准的边界条件,同时还应符合中国民航以及公司的有关运行标准。至于可监控性则主要包括两方面的含义:

A.具有合适的参数

B.具有能保证监控精度的算法 例如用QAR做发动机状态监控:

在飞行运行品质分析监控软件中编写过滤程序,利用发动机厂商提供起飞和巡航的条件设置过滤标准。以GE发动机为例。

1.稳定巡航状态条件

A.稳定巡航至少5分钟,建立稳定的飞机和发动机工作状态(脱开自动油门) B.在12秒内能保持如下状态,记录数据 C.发动机引气稳定 D.进气道及大翼防冰开关

2.起飞数据条件:监控数据应在或接近EGT峰值状态时记录。典型的状态。如:CF6—80C2型发动机为空速大于100节后40秒。在处理QAR数据过程中,过滤程序工作滤出符合标准的数据,形成文件。按发动机厂商提供的数据输入格式设置输出文件格式,生成发动机监控软件能够接受的文件。将文件输入到发动机监控软件中。

数据误差对监控结果的影响

CFM56发动机 CF6发动机 高度 >20 000英尺 25 000英尺 马赫数 >0.6and>0.9 >0.65and>0.9 Δ马赫数 <±0.015 <±0.006 Δ总温 <±1℃ <±1℃

ΔN1 <0.4% <±0.5 Δ高度 <±100英尺 <±100英尺 ΔN2 <±0.8% <±1%

例如:N1误差为+1%,就将导致Δ(ΔEGT°C)下降10°C、Δ(ΔWF%)下降4%、Δ(ΔN2%)下降0.6%。而稳定巡航数据筛选的条件如下表6-6-2-1所示:

表6-6-2-1 稳定巡航数据筛选的条件 数 据 名 称 波动范围 马 赫 数 空 速 0.004 1.5节 数据名称 方向 风速 风向 地速 外界温度 滚转角度 波动范围 2.0° 2.0节 2.0° 2.0节 0.5℃ 2.0° 气 压 高 度 80英尺 发动机参数 引 气

0.010EPR 0.4% N 1 N orm a 位 可以看出采集飞行数据是关键的第一步,而采集起飞和巡航数据的条件又非常苛刻,数据误差对监控结果的影响巨大。如下图3和图4分别为利用QAR记录的数据和飞行员记录的数据所转换的ECM的趋势:

图2-2利用QAR数据转换的ECM趋势图

图3-3利用飞行员记录数据转换的ECM趋势图

利用QAR记录的数据实施发动机的监控,相对于以往利用飞行员记录的数据进行发动机监控的方式,有其明显的优势。手工记录的数据量与QAR记录的数据容量是无法相提并论的:QAR记录数据的精度高,歧义离散点少;QAR记录的数据抗干扰能力强,最终在发动机监控软件中形成的性能趋势曲线也更加平滑;QAR的记录方式和采集时间固定,横向的可比性更强,因此所以说高质量的监控数据是ECM的关键。

通常事件标准体系建立后不是一成不变的,需根据实际数据分析进行调整与完善;对有些经过检验确认其监控精度无法满足要求的监控项目应取消;有些项目则需根据实际的监控结果对监控参数、超限标准值等进行调整,以监控进近下降速率为例,开始建立的项目标准规定下降速率大于1400FT/MIN为三级事件,但在对超限事件进行分析时却发现了如下现象:有的下降速率没有超过所设标准值却触发了SINK RATE警告,而有的虽超过了所设标准值却没有触发SINK RATE警告。这个例子给我们以很好的启示:监控标准体系是一个从理论到实践的反复过程,需要在实际应用中不断完善以保证其合理性与准确性。在对一些在建立监控项目时未考虑到,但在数据分析时多次发现的问题应及时的补充。

(3)事件分析程序的开发与改进

监控项目与监控标准准确确立后,需要在地面系统的译码软件平台上开发出相应的飞行事件分析程序,要保证起准确性,需要从以下两个方面来把握:

A.对参数的了解与正确选择


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