基于飞行性能的冲突解脱问题研究
发布时间：2021-03-09 10:35
随着民用航空事业的蓬勃发展,空中交通流量急剧增加,空中交通系统面临着越来越严重的航线拥挤,飞行冲突日益严重。自由飞行是解决该问题的有效途径,即允许飞行员选择最适合自己的飞行速度和飞行路线，选择对他所驾驶的飞机以最优的飞行路线和飞行速度、并选择最合适的飞行高度巡航。所以自由飞行条件下的冲突解脱和优化问题就成为了飞行安全研究的重要方向。在优化飞行冲突解脱方面，国内外做了很多研究，本文的主要内容将以性能为基础对多架飞机的冲突进行分析，运用遗传算法，得出几种冲突条件下的最优解脱方案，并在给定机型条件下，使用性能计算软件和手工计算的方法来计算各种冲突解脱方案的成本。并且本文还包含了对跨越高度层的三维解脱方案进行了最优成本计算，做出了对比，得出了最优的解脱方案。此外，本文也将在飞机爬升、巡航、下降的性能分析的基础上对较短的（主要是小于1500公里）固定航程飞行剖面进行研究分析，给出了用确定最优爬升速度和下降速度来得出最优固定航程飞行剖面的方法，并用实例计算的数据结果对该方法进行了证明，数据结果证明用确定最优爬升速度和下降速度的方法来得出最优固定航程飞行剖面的方法是实用的，有效的。为结合全文的性能计...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1爬升的各个阶段示意图
（2.6）爬升剖面的速度类型分析：民航运输机在执行爬升、下降任务时，有典型的各种速度程序或过程（如图2.3），这些过程是经过长期的飞行实践检验过的经济的、安全的、易于实际操作的过程：图 2.3 爬升过程各阶段所选用的速度从图中可以看到，在飞机从3050m爬升到9150m左右的高度的过程中，经历了等表速和等M数这两个速度过程，所以，在计算爬升经过的距离和高度时，还要知道表速和真空速之间的换算关系：V = σeV 。爬升所经过的水平距离为：0costpsl =V θdt∫ （2.7）2.2.2 爬升段的耗油量计算以气压变化量 ΔP 作为积分微元， ΔH 为高度增量，那么有[35]：ΔH =ΔP ×ISATT（2.8）爬升时间是： Δ t= ΔP ×ISATTsinθ1V× （2.9）爬升的燃油是：fhW = q× Δ t（2.10）2.2.3 爬升后平飞段的性能计算此处的平飞段计算不是指后面要提到的巡航段，在这里是为了比较不同速度爬升到同高度的耗油量所设的一个共同点
2.2.4.1 初始巡航高度对最佳爬升速度的影响设某架飞机的起飞重量为75000kg，爬升速度为0.83M，巡航速度为0.83M，本文分别对不同初始巡航高度计算该飞机的最佳爬升速度并绘制成曲线如图2.4[34]：图2.4 不同初始巡航高度下飞机的最优爬升速度2.2.4.2 起飞重量对最佳爬升速度的影响分析按照上面的公式计算，对初始巡航高度为10065m（即33000ft），飞机重量从190000kg到250000kg对应的最佳爬升速度绘制成曲线如图2.5[34]。图2.5 起飞重量与最佳爬升速度的曲线关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab/GUI的新型界面开发方式[J]. 邱金蕙,王矞辉,李振全. 河北工业科技. 2008(04)
[2]不同管制方法下空域运行的燃油经济性与仿真分析[J]. 徐肖豪,王琦,刘宏. 中国民航大学学报. 2008(02)
[3]基于布朗运动的空中交通短期冲突探测[J]. 李丹,崔德光. 清华大学学报（自然科学版）网络.预览. 2008(04)
[4]飞机最佳爬升速度计算与研究[J]. 王玉,谷润平. 中国民航飞行学院学报. 2008(01)
[5]基于一种免疫遗传算法的自由飞行冲突解脱[J]. 杨尚文,戴福青. 航空计算技术. 2007(01)
[6]采用内点约束的最优冲突解脱方法[J]. 程丽媛,韩松臣,刘星. 交通运输工程学报. 2005(02)
[7]基于能量控制的长航时飞机轨迹优化设计及仿真[J]. 田小燕,陈怀民,吴成富,李爱民. 弹箭与制导学报. 2004(S9)
[8]基于飞行姿态的潜在冲突预警算法[J]. 舒红平,游志胜,刘健波. 计算机工程. 2004(15)
[9]自由飞行中冲突解脱的线性规划法[J]. 靳学梅,韩松臣,孙樊荣. 交通运输工程学报. 2003(02)
[10]自由飞条件下的冲突探测与解脱方法[J]. 刘星,胡明华,韩松臣. 南京理工大学学报(自然科学版). 2002(S1)
硕士论文
[1]安全飞行与经济飞行的研究[D]. 徐颖.南京航空航天大学 2011
[2]冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用[D]. 周向华.南京航空航天大学 2009
[3]模拟退火遗传算法在飞行冲突解脱中的应用[D]. 裴志刚.西北工业大学 2005
[4]自由飞行空域中多机冲突探测与解脱技术研究[D]. 程丽媛.南京航空航天大学 2005
[5]自由飞行空域中多机冲突探测与解脱技术研究[D]. 靳学梅.南京航空航天大学 2004
本文编号：3072726
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1爬升的各个阶段示意图
（2.6）爬升剖面的速度类型分析：民航运输机在执行爬升、下降任务时，有典型的各种速度程序或过程（如图2.3），这些过程是经过长期的飞行实践检验过的经济的、安全的、易于实际操作的过程：图 2.3 爬升过程各阶段所选用的速度从图中可以看到，在飞机从3050m爬升到9150m左右的高度的过程中，经历了等表速和等M数这两个速度过程，所以，在计算爬升经过的距离和高度时，还要知道表速和真空速之间的换算关系：V = σeV 。爬升所经过的水平距离为：0costpsl =V θdt∫ （2.7）2.2.2 爬升段的耗油量计算以气压变化量 ΔP 作为积分微元， ΔH 为高度增量，那么有[35]：ΔH =ΔP ×ISATT（2.8）爬升时间是： Δ t= ΔP ×ISATTsinθ1V× （2.9）爬升的燃油是：fhW = q× Δ t（2.10）2.2.3 爬升后平飞段的性能计算此处的平飞段计算不是指后面要提到的巡航段，在这里是为了比较不同速度爬升到同高度的耗油量所设的一个共同点
2.2.4.1 初始巡航高度对最佳爬升速度的影响设某架飞机的起飞重量为75000kg，爬升速度为0.83M，巡航速度为0.83M，本文分别对不同初始巡航高度计算该飞机的最佳爬升速度并绘制成曲线如图2.4[34]：图2.4 不同初始巡航高度下飞机的最优爬升速度2.2.4.2 起飞重量对最佳爬升速度的影响分析按照上面的公式计算，对初始巡航高度为10065m（即33000ft），飞机重量从190000kg到250000kg对应的最佳爬升速度绘制成曲线如图2.5[34]。图2.5 起飞重量与最佳爬升速度的曲线关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab/GUI的新型界面开发方式[J]. 邱金蕙,王矞辉,李振全. 河北工业科技. 2008(04)
[2]不同管制方法下空域运行的燃油经济性与仿真分析[J]. 徐肖豪,王琦,刘宏. 中国民航大学学报. 2008(02)
[3]基于布朗运动的空中交通短期冲突探测[J]. 李丹,崔德光. 清华大学学报（自然科学版）网络.预览. 2008(04)
[4]飞机最佳爬升速度计算与研究[J]. 王玉,谷润平. 中国民航飞行学院学报. 2008(01)
[5]基于一种免疫遗传算法的自由飞行冲突解脱[J]. 杨尚文,戴福青. 航空计算技术. 2007(01)
[6]采用内点约束的最优冲突解脱方法[J]. 程丽媛,韩松臣,刘星. 交通运输工程学报. 2005(02)
[7]基于能量控制的长航时飞机轨迹优化设计及仿真[J]. 田小燕,陈怀民,吴成富,李爱民. 弹箭与制导学报. 2004(S9)
[8]基于飞行姿态的潜在冲突预警算法[J]. 舒红平,游志胜,刘健波. 计算机工程. 2004(15)
[9]自由飞行中冲突解脱的线性规划法[J]. 靳学梅,韩松臣,孙樊荣. 交通运输工程学报. 2003(02)
[10]自由飞条件下的冲突探测与解脱方法[J]. 刘星,胡明华,韩松臣. 南京理工大学学报(自然科学版). 2002(S1)
硕士论文
[1]安全飞行与经济飞行的研究[D]. 徐颖.南京航空航天大学 2011
[2]冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用[D]. 周向华.南京航空航天大学 2009
[3]模拟退火遗传算法在飞行冲突解脱中的应用[D]. 裴志刚.西北工业大学 2005
[4]自由飞行空域中多机冲突探测与解脱技术研究[D]. 程丽媛.南京航空航天大学 2005
[5]自由飞行空域中多机冲突探测与解脱技术研究[D]. 靳学梅.南京航空航天大学 2004
本文编号：3072726
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3072726.html
