[发明专利]直升机机载风切变报警系统及方法

权利要求书

1.一种直升机机载风切变报警系统，其特征在于：包括预警式风切变模块以及反应式风切变报警模块，其中：

所述预警式风切变模块通过气象雷达系统预测并主动告知直升机前方有风切变，指引直升机规避；预警式风切变模块根据总可用功率、当前飞行状态的需用功率、直升机当前垂向飞行速度及风场下降气流风速最大值，得出预警式威胁因子值，判断是否达到报警临界值，若达到报警临界值，则提供警报；

所述预警式威胁因子F计算表达为：

其中，当F＜1时表示安全，当F＞1表示有威胁，G为直升机总重，V_z为直升机当前垂向飞行速度，W_z为测得的风场下降气流风速最大值，P_cur为当前飞行状态的需用功率，P_TOT为总可用功率；

所述反应式风切变报警模块在有垂向下降气流并威胁直升机安全，且预判到直升机无法通过正常操纵克服垂向风时，触发警报；反应式风切变报警模块根据总可用功率、当前飞行状态的需用功率、直升机当前垂向飞行速度，得出反应式威胁因子值，判断是否达到报警临界值，若达到报警临界值，则提供警报；

所述反应式威胁因子F’计算表达式为：

其中，当F’＜1时表示安全，当F’＜1表示有威胁，G为直升机总重，V_z为直升机当前垂向飞行速度，P_cur为当前飞行状态的需用功率，P_TOT为总可用功率。

2.根据权利要求1所述的直升机机载风切变报警系统，其特征在于：所述预警式风切变模块包括前视风切变雷达、扭矩表或功率表、机体运动传感器、高度传感器，其中：

所述前视风切变雷达用于通过观测及计算，以获得前方风场中的风场下降气流风速最大值；

所述扭矩表或功率表用于测得直升机的当前飞行状态的需用功率；

所述机体运动传感器用于测得直升机当前垂向飞行速度；

所述高度传感器用于测得当前海拔高度，得到发动机最大连续总可用功率。

3.根据权利要求1所述的直升机机载风切变报警系统，其特征在于：所述反应式风切变报警模块包括扭矩表或功率表、高度传感器、机体运动传感器，其中：

所述扭矩表或功率表用于测得直升机的当前飞行状态的需用功率；

所述高度传感器用于测得当前海拔高度，得到发动机最大连续总可用功率；

所述机体运动传感器用于测得直升机当前垂向飞行速度。

4.一种基于权利要求1-3任一所述系统的直升机机载风切变报警方法，其特征在于：包括预警式风切变方法以及反应式风切变报警方法，其中：

所述预警式风切变方法根据总可用功率、当前飞行状态的需用功率、直升机当前垂向飞行速度及风场下降气流风速最大值，得出预警式威胁因子值，判断是否达到报警临界值，若达到报警临界值，则提供警报；

所述反应式风切变报警方法根据总可用功率、当前飞行状态的需用功率、直升机当前垂向飞行速度，得出反应式威胁因子值，判断是否达到报警临界值，若达到报警临界值，则提供警报。

5.根据权利要求4所述的直升机机载风切变报警方法，其特征在于：所述预警式风切变方法中，带入预警式威胁因子F计算表达式中得出预警式威胁因子值；

预警式威胁因子F计算表达为：

其中，当F＜1时表示安全，当F＞1表示有威胁，G为直升机总重，V_z为直升机当前垂向飞行速度，W_z为测得的风场下降气流风速最大值，P_cur为当前飞行状态的需用功率，P_TOT为总可用功率。