CN110930639B

CN110930639B - 直升机机载风切变报警系统及方法

Info

Publication number: CN110930639B
Application number: CN201911043550.0A
Authority: CN
Inventors: 赵燕勤; 陈仁良
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2039-10-30
Also published as: CN110930639A

Abstract

本发明公开了一种直升机机载风切变报警系统及方法，该系统包括预警式风切变模块以及反应式风切变报警模块，所述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。本发明结合直升机的特点，设计了一种专用于直升机以及类似飞行特点飞行器的机载风切变报警系统及方法，可为飞行器遭遇风切变提供警报，增强飞行安全。

Description

直升机机载风切变报警系统及方法

技术领域

本发明涉及直升机的风场机载报警，具体涉及预警式与反应式两种情形下的风切变机载报警方法。

背景技术

风切变通常指带在一定时间或空间范围内急剧变化的气流，在众风切变形式中，最危险的是水平漩涡一般在600m高空下的微下击暴流，其中心气流下冲时又转为向外辐射的水平风，因此，其具有风速变化多样性、风切变强度变化剧烈性的特点。

直升机的低空低速低能量的飞行特点，且其广泛用于海上救援、森林救火等低空任务，遭遇风切变几率增大，且因为风切变强度大、突发性强等特点，风切变对直升机的威胁不容忽视。目前应用于飞机已有较权威的风切变报警方法，但直升机由于其飞行条件、飞行机理与飞机并不完全相同，且缺乏相应的报警方法。

因此，有必要根据直升机在风切变中可能遭遇的威胁进行分析，并建立相应的报警方法。

飞机的风切变报警方法：一般说来，预警式风切变(Predictive Windshear)报警系统基于机载雷达通过测量机体前方气流，并通过计算得出威胁值，若达到报警门限，则发出警报，指导驾驶员规避风场，属于主动监测。

反应式风切变(Reactive Windshear)通过飞机其他系统信号的来源，检测飞机能量级别，判断风切变的存在，属于被动检测。在风切变环境中，飞机的姿态、计算空速、地速、高度、航迹角等参数会有明显的变化且这些变化由大气数据与惯性基准组件(ADIRU)提供给飞行增稳计算机(Flight Augmentation Computer)，此外也可通过由其他传感器测得的风速梯度、垂向风速度等信号计算，然后FAC通过计算判断出风切变的存在，当飞机能量低于最低安全能量阀值时，触发警告，指引飞机逃离。该系统可提供准确的F因子读数，但需要飞行器在风场中飞行1km后，即飞机已完全浸入风场中后才可提供警告，飞机典型降落飞行速度约75m/s，则需要约15s时间延迟。

飞机飞行速度较快，主要通过机翼产生升力，机体相对来流速度对飞机升力大小至关重要，若升力过小，高度降低，需要发动机增大发动机推力，提高飞行速度，但由于发动机提供推力延迟较大，若遭遇风切变时，易由于风场从逆风到顺风的变化过于急剧导致机体操作、反应不及时，并甚至酿成坠机事故。

但相反的，直升机飞行速度较慢，一般为0-250km/h，与风场水平风速范围近似，且机动性较强，发动机响应延迟较短；此外，直升机的水平方向与垂向操纵相互独立，垂向通道与其他操纵通道的耦合较小，这也是其区别于飞机的主要特点之一。

发明内容

为填补目前直升机风切变报警方法的空白，本发明的目的是提供一种直升机机载风切变报警方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种直升机机载风切变报警系统，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。

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。

一种直升机机载风切变报警方法，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，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，判断是否达到报警临界值，若达到报警临界值，则提供警报；

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，带入反应式威胁因子F’计算表达式中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；

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。

所述预警式威胁因子和反应式威胁因子中的任一达到报警临界值时，均触发报警。

有益效果：本发明结合直升机的特点，设计了一种专用于直升机以及类似飞行特点飞行器的机载风切变报警系统及方法，可为飞行器遭遇风切变提供警报，增强飞行安全。

附图说明

图1是直升机遭遇风切变示意图；

图2是不同组合对应的垂直下降气流边界及其相应总距杆量，其中，(a)为由功率条件约束的垂直下降气流边界；(b)为(a)中边界值所相应的总距操纵杆量；

图3是威胁因子表达式比较说明图；

图4是反应式风切变报警系统示意图；

图5是预警式风切变报警系统示意图；

图6是综合预警式与反应式的直升机风切变报警系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

图1示出了一种直升机飞越风场的场景示意图。如图1所示，直升机1进入风场2，依次经过逆风3、下降风4，顺风5，水平风从大速度逆风逐渐减弱，接着增大，转至大速度顺风环境，水平风速变化明显。此外，在风场中心存在垂直下降气流，且离地面高处，垂向风速大，靠近地面处，垂向风速减弱。在上述场景下，直升机在沿水平方向飞行且遭遇逆风到顺风的风向变化时，通过适当操纵以及增稳系统的辅助，并通过直升机的优异加减速机动性能，直升机可较好地适应水平风速的变化，保持机体稳定。所以，水平风切变对直升机威胁不大。而由于垂直下降风可导致旋翼上升力减小，机体下降。为克服机体下降速度，可通过操纵总距提高旋翼升力，但所需功率也随之增大。若垂向风速过大，可能达到直升机的操纵极限或功率极限，从而导致坠机风险的存在。因此垂向风对直升机威胁占主导作用。

所以有必要分析下降风威胁边界变化趋势及其范围，即直升机可接受的下降风风速极值变化趋势及范围。从直升机飞行条件出发，影响下降风威胁边界的因素主要是载重与海拔高度，约束条件为可用功率与总距操纵。为综合考虑功率的影响，且从安全裕度较大出发，考虑随飞行海拔高度h变化导致的直升机最大连续可用功率输出P_TOT(h)，可表示为海拔高度的函数，一般来说，可用功率随海拔高度增大而减小。

可以选取典型的飞行条件计算威胁边界的覆盖范围及其变化趋势。在本实施方式中，选取三种载重与海拔高度的组合，最小设计载重飞行海拔高度300米，最大设计载重飞行海拔高度300米，最大设计载重飞行海拔高度2000米。300m海拔高度代表机体可用功率输出最大时的状态，2000m海拔高度约为样例直升机的悬停升限，此高度可兼顾飞行速度包线范围广及海拔高度高的特点。

如图2示出了上述实施方式中的计算结果，可以看出垂向气流边界变化明显。图2中(a)表征随前飞速度变化，上述3种不同的组合对应的垂向下降风的变化。直升机处于最大载重状态时，位于300m海拔高度的基准配置分析威胁边界。垂向风边界主要由直升机的可用功率限制，总距对其影响不大，仍留有足够的操纵余量。此外，曲线呈现中间高，两边低的趋势。由于直升机马鞍形曲线形状的需用功率趋势，一般简单估算时，水平飞行时的剩余可用功率可近似转换成爬升需用功率，故直升机以巡航速度飞行时，机体对垂向气流的承受能力最强。

此外，垂向气流包线随机体总载重变化显著。相同海拔，载重最轻的构型，由于可用剩余功率较大，对垂向风的抵抗能力最强，垂向下降气流包线最高。此外，图2中(a)示出了在直升机处于不同载重状态下，随着前飞速度增加，包线边界速度差值不断减小。这主要是因为随着前飞速度增大，型阻功率占总需用功率比例增加，其仅与直升机飞行速度相关，而与载重无关，剩余可用功率趋于相近。

进一步而言，垂向气流包线随海拔高度的变化明显。对于同一直升机构型而言，其变化趋势较为统一。随着前飞速度增大，不同海拔包线差值相差较小，与可用功率随海拔高度线性变化一致，直升机的需用功率变化不明显，因此剩余功率变化随飞行速度基本为常值。

图2中(b)表示在上图各对应的垂向速度下，所需的总距杆量变化曲线。总体来说，影响垂向下降气流边界的因素为机体总重、海拔高度、前飞速度。然而，较多影响因素不符合工程实际应用。因此考虑从其他角度出发。在计算如图2中(a)所示的风场威胁边界时，主要运用的边界约束条件为功率限制，剩余功率可表征直升机的剩余能量，其随海拔高度、直升机飞行状态等变化，可覆盖直升机全飞行包线，亦可表征直升机在风场中抵抗风场的能力，适合作为威胁报警方法的判定条件。

由直升机性能计算可知，在估算直升机功率时有：

P_cur＝P_level+G(W_z-V_z)

其中，P_cur为当前飞行状态的需用功率，P_level为无风场时直升机平飞时的需用功率，W_z，V_z分别为风场下降气流风速及直升机垂向飞行速度(以向下为正)，G为直升机总重。上式可说明，有垂向运动速度时，机体总需用功率分为两部分，平飞需用功率P_cur与垂向运动需用功率G(W_z-V_z)。其中，垂向运动需用功率可以转换为直升机重力势能。

直升机具有独特的垂直飞行能力，因此，其飞行状态有多种情况。比如，平飞、爬升、下降等。其中，水平飞行为直升机飞行的主要状态。各状态所需功率亦不相同，同一前飞速度下，爬升所需功率最大，平飞所需功率次之，下降所需功率最小。当发动机可用功率认定为定值时，爬升状态可用剩余功率最少，下降状态可用剩余功率最大。在遭遇风场威胁的情况下，若直升机采取随风场下降的方式保留功率，则机体高度降低，无法保证安全裕度。若采取爬升的飞行状态，在风场范围内，由下至上垂向风风速增大，在爬升剩余功率较低的状态下，风速的增大亦导致飞行器飞行安全裕度较低。

综合上述分析，定义：若直升机能够以保持进入风场的高度，并以水平飞行状态飞越风场，则表示该风场对飞行器无威胁。

事实上，预警式风切变通过气象雷达系统预测并主动告知前方有风切变，指引飞机规避。且提前预警时间较长，能提供足够的时间供飞行员规避。

预警式风切变雷达一般包括红外、微波多谱勒和激光多谱勒雷达等。其中，红外式风切变雷达是根据下冲气流的速度与温度具有线性的关系，通过探测温度场，进而探测风切变，从而可以直接测量垂直风的风速。微波多谱勒雷达与激光多谱勒雷达是基于多普勒效应，能探测径向风速。

直升机的威胁主要来自垂向风的影响，而水平风切变对直升机威胁较小，若是利用多谱勒雷达，则仅能测量径向速度，可通过水平风切变拟合得到垂向风速。

预警式风切变通过气象雷达系统预测并主动告知前方有风切变，指引飞机规避。在前飞过程中，雷达监测或应用比例因子计算垂向气流。接着计算直升机以当前的前飞速度飞越风场，在遭遇垂向风处的功率值，若其低于总需用功率，则安全无威胁，即

P_level+GW_z＝P_cur-GV_z+GW_z<P_TOT

其中，P_cur为当前飞行状态的需用功率，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，G为直升机总重。

对上式进行转换使其在各类型直升机上均适用，且可以有一个统一的量化标准F表示。事实上，F作为一种威胁因子可以分别通过F1和F2来表示，具体的，

上述两式当F<1时均表示安全，若F>1均表示有威胁。

结合工程实际的需要，并考虑到上式基于对旋翼可用功率的粗略估算，以及提前预警时间等因素，在不增加误警率的前提下，可将F的临界值设为小于1。

F1、F2两者均可用于风切变的预警威胁因子计算，为了降低报警方法的虚警率及误警率，进一步分析两者的差异性。

图3表示在垂向运动速度V_z确定，当前功率P_cur已知的情形下，威胁因子F随垂向风速W_z的变化。两直线的相交点为判断威胁的临界点，且均为F1、F2处于报警临界值1时的状态。图3中的虚线示出了威胁因子F在报警与安全之间的临界边线，在虚线上方，即F>1时，表示威胁区域；在虚线下方，即F<1时，表示安全区域。在相同的计算状态量下，两种表达式的斜率不同，F₁的斜率较小，F₂的斜率较大，斜率大表示威胁因子对垂向风速变化更敏感，相同垂向风速变化导致的威胁因子因子变化更大，因此，计算结果更有区分度。在实际工程实践中，需要敏感度更高的威胁因子以适应各类突发情况。可以理解，在直升机遭遇风切变时，预警时间越提前，则留给操作人员的操作时间越长，从而使得操作人员能更有效的规避分切变风险。所以，预警式威胁因子F的表达式可表示为：

图4为预警式风切变模块及其方法流程，预警式风切变模块10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10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。预警式风切变模块10包括前视风切变雷达11、扭矩表或功率表12、机体运动传感器13、高度传感器14，其中：前视风切变雷达11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；同时，扭矩表或功率表12测得直升机的当前飞行状态的需用功；同时，机体运动传感器13测得直升机当前垂向飞行速度；同时，由高度传感器14测得当前海拔高度，得到发动机最大连续总可用功率；最后根据总可用功率、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，带入预警式威胁因子F计算表达示中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。

上述预警式风切变模块及其方法的计算公式简单，需要的计算参数少，且现有技术手段基本可达到计算精度要求，以求得精确的威胁因子值。此外，其复杂度低，以功率为关键因素，作为判断基准，可有效全面的覆盖机体飞行包线，实时表现机体状态。另一方面，有效结合了直升机基本飞行操纵的特点，可适用于各类型直升机。

本发明的直升机机载风切变报警系统及方法还包括反应式风切变报警模块及其方法，反应式风切变通过其他系统信号的输入并由飞行增稳计算机进行判定，即反应式风切变报警可结合机体状态判断。

当直升机在风场中平飞时，即V_z＝0，无高度损失，此处的垂向风速为W_z，则此时的直升机需用功率的约束条件为低于总可用功率P_TOT，则：

P_level+W_zG<P_TOT

与P_cur＝P_level+G(W_z-V_z)联立可消去垂向风速W_z：

GV_Z<P_TOT-P_cur

反应式威胁因子F’可以表示为：

且报警临界值为F’＜1。

在反应式风切变中，直升机处于风场的环境下，垂向下降气流与机体下降速度耦合，且直升机机身上安装风速传感器，还需要考虑旋翼下洗流作用的影响，因此，在机体上利用传感器测得的风速值具有一定的局限性，而直升机的垂向运动速度可由机体上传感器精确测得，且置信度高。

反应式威胁因子的计算以直升机当前飞行状态为计算量，而未有风场信息输入。因此，需要验证该方法在正常飞行状态下却提供警报的可能性。上述分析基于平飞状态分析，下文分别验证爬升与下降状态下的实用性。

1)若机体处于爬升阶段，即V_z<0，则虽然此时有垂向气流，但仍有富裕功率供爬升，且机体高度升高，能量增大，显然无威胁，对应的F’＜0。

2)若机体在无垂向风的环境中以Vz下降，则对应的反应式威胁因子F’为：

不会触发警报。

误警率(例如达到危险风切变条件而无警告)可能性分析：

方法建立的前提条件为：在机体有下降速度的情况下，驾驶员通过正确的操纵(提总距)的方式避免机体下降，若因驾驶员未进行操纵而导致的危险，例如高度大幅下降，甚至坠地，不在此方法的考虑范围内；或者直升机高度保持增稳控制系统为打开的状态，可有效应对机体高度降低的情况。

综上，当且仅当有垂向下降气流并威胁机体安全，且预判到机体无法通过正常操纵克服垂向风时，才会触发警报。

图5为反应式风切变报警系统及其方法流程，反应式风切变报警模块20包括扭矩表或功率表21、高度传感器22、机体运动传感器23，其中：扭矩表或功率表21测得直升机的当前飞行状态的需用功率；同时，由高度传感器22测得当前海拔高度，得到发动机最大连续可用功率；同时，机体运动传感器23测得直升机当前垂向飞行速度；最后根据总可用功率、当前飞行状态的需用功率、直升机当前垂向飞行速度，带入反应式威胁因子F’计算表达示中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。

反应式风切变报警系统及其方法的计算公式简单，需要的计算参数少，且现有技术手段基本可达到计算精度要求，以求得精确的威胁因子值。各计算参数来源均为直升机现有设备，无需加装其他设备，减轻机体额外载重。计算参数均为直升机实时计算参数，及时性好，可有效向操纵人员提供警报。此外，其复杂度低，以功率为关键因素，作为判断基准，可有效全面的覆盖机体飞行包线，实时表现机体状态。另一方面，有效结合了直升机基本飞行操纵的特点，可适用于各类型直升机。

风切变规避：在相同的下降速度与垂向风情况下，较小的水平飞行需用功率P_level对应较小的需用功率P_cur，相应的F-factor较小，所以，以巡航飞行空速(此状态下平飞需用功率P_level最小)，穿越风场对垂向下降风承受度最高，与上文威胁边界变化一致。当飞行员接收到风切变警报后，指示驾驶员操纵前飞空速向巡航速度靠近，降低前飞需用功率，并提总距；雷达也可指示垂向风较小的方位，指引向飞行员进行规避；在保证距地距离安全的情况下，适当降低高度以进入垂向风速减弱区域。

根据两种实施方式基本原理相似，共通点多的特点，可进一步结合成综合性风切变报警系统。图6为本发明的直升机机载风切变报警系统100，该系统包括预警式风切变模块和反应式风切变报警模块20，综合了预警式与反应式的直升机风切变报警。当任一威胁因子值达到报警临界值，即可发出警报。此综合式系统继承了两种风切变报警方法的优点，并且，有效地增强了报警系统的冗余度，提高了安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

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：

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：

所述机体运动传感器用于测得直升机当前垂向飞行速度；

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。

6.根据权利要求5所述的直升机机载风切变报警方法，其特征在于：所述预警式威胁因子F计算表达式由以下方法得到：

在前飞过程中，雷达监测或应用比例因子计算垂向气流，接着计算直升机以当前的前飞速度飞越风场，在遭遇垂向风处的功率值，若其低于总需用功率，则安全无威胁，即

P_level+GW_z＝P_cur-GV_z+GW_z＜P_TOT

其中，P_level为无风场时直升机平飞时的需用功率；

对上式进行转换使其在各类型直升机上均适用，并引入威胁因子F，F分别通过F1和F2来表示，具体的：

上述两式当F＜1时均表示安全，若F＞1均表示有威胁；

在直升机当前垂向飞行速度V_z确定，当前功率P_cur已知的情形下，威胁因子F随垂向风速W_z的变化，两直线的相交点为判断威胁的临界点，且均为F1、F2处于报警临界值1时的状态，在相同的计算状态量下，F₂表示威胁因子对垂向风速变化更敏感，相同垂向风速变化导致的威胁因子变化更大，需要敏感度更高的威胁因子以适应各类突发情况，所以，预警式威胁因子F的表达式表示为：

7.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：所述反应式风切变报警方法中，带入反应式威胁因子F’计算表达式中得出反应式威胁因子值；

反应式威胁因子F’计算表达式为：

8.根据权利要求7所述的直升机机载风切变报警方法，其特征在于：所述反应式威胁因子F’计算表达式由以下方法得到：

P_level+W_zG＜P_TOT

与P_cur＝P_level+G(W_z-V_z)联立消去垂向风速W_z：

GV_Z＜P_TOT-P_cur

反应式威胁因子F’表示为：

9.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：所述预警式威胁因子和反应式威胁因子中的任一达到报警临界值时，均触发报警。