飞机自然结冰试飞空域选择的研究

发布时间：2017-09-01 10:09

  本文关键词：飞机自然结冰试飞空域选择的研究

  更多相关文章： 飞机自然结冰 结冰试飞 积冰算法 积冰案例 积冰区域

【摘要】：飞机积冰严重危害飞机的飞行安全,飞机在投入运营前必须满足能在一定的积冰条件下安全运行,并且满足规定的积冰试飞运行标准以及性能要求,取得包括飞机自然结冰试飞安全认证在内的多种合格认证。所以飞机自然结冰试飞工作也是其中一项重要工作,飞机自然结冰试飞工作的关键部分在于自然结冰试飞空域的选择上,试飞空域应该满足空域广阔、相对湿度高等特点。此外,还要有一定的提前预判积冰天气的能力,从而为新机型的自然结冰试飞工作提供便利并减少时间。 本文总结了国内外多种计算飞机积冰的算法与指数,选出两个比较优良的积冰算法和积冰指数,分别是改进的Ic积冰算法和SCEM (vv)积冰指数,然后利用NCEP资料分析积冰案例,找出较优良的积冰算法。先分析案例中的大尺度天气形势,然后分析各种物理量特征,找出产生积冰的天气原因,以及出现飞机积冰时共同的气象要素特征。通过MATLAB软件分别用之前提到的两个积冰算法画出积冰区域,观察所画积冰区域是否覆盖积冰案例中报告的积冰位置。对比两种积冰算法的准确性,最终得出改进的Ic积冰算法更准确。此外,通过分析积冰案例还发现空气的垂直上升运动对积冰的产生和强度有促进作用,但不是积冰产生的必要条件。 从案例分析中得出,积冰区域一般在冷暖气团交界处的零度等温线一带,尤其是温度低于零度且相差十度以内及相对湿度较大的空域,这一区域的大气温度变化快,常常出现锋面。此外,飞机积冰的出现与大气的辐合运动和水汽的聚合有关。通过统计我国50年的日平均气象再分析资料,计算出我国不同高度层不同月份积冰频率值的分布情况。文中将积冰频率值达到30%的称为积冰区,积冰区分布的总体情况为,我国的冬半年,积冰区处于长江以南的广大长江流域,频率最高值往往位于四川盆地,另一处积冰高发区位于新疆北部。随着时间的推移,地面温度逐渐升高,出现积冰区的高度层增高,在夏半年,700hPa高度层以下几乎没有明显的积冰区,600hPa高度层的积冰区主要分布在35°N以北,500hPa高度层则主要分布在35°N以南。我国积冰区域主要受冷暖空气团相互作用的影响,随季节的变化而南北间有规律的变化。大致规律为,12、1、2、3月份(冬半年)积冰的高发区在850hPa的新疆北部以及700hPa长江流域偏南地区；3、4、5、6月份出现在600hPa高度层的长江流域。从5月份开始,500hPa高度层的青藏高原地区开始出现积冰；6、7、8、9月份,500hPa高度层以青藏高原地区为中心的积冰频率最高,且覆盖范围最广,从9月份开始,北方地区的高频率积冰区开始出现,700hPa高度层的北方地区再一次出现高概率积冰区；10月份,全国没有明显的积冰区；11月份,疆北地区再一次出现大于30%的积冰区域。
【关键词】：飞机自然结冰 结冰试飞 积冰算法 积冰案例 积冰区域
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V328.1;V321.229
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 研究背景和意义13-18
• 1.1.1 积冰的种类以及强度14-15
• 1.1.2 机体各部分产生积冰的影响15-17
• 1.1.3 飞机强度的划分17
• 1.1.4 飞机自然结冰认证工作17-18
• 1.2 国内外对飞机积冰的研究现状18-21
• 1.2.1 国外飞机积冰研究过程及现状18-20
• 1.2.2 国内飞机积冰的研究现状20-21
• 1.3 主要研究内容及创新点21-22
• 1.3.1 研究内容21-22
• 第二章 积冰算法的描述与选择22-29
• 2.1 几种积冰算法的描述22-28
• 2.1.1 Ic积冰算法22-23
• 2.1.2 RAOB积冰算法23
• 2.1.3 WRF23
• 2.1.4 NAWAU积冰算法23-24
• 2.1.5 RAP积冰算法24
• 2.1.6 SCEM(vv)积冰指数24-25
• 2.1.7 积冰严重性指数25-26
• 2.1.8 温度平流积冰算法26-28
• 2.2 本章小结28-29
• 第三章 积冰案例分析与算法验证29-62
• 3.1 积冰案例一29-38
• 3.1.1 大尺度天气形势分析30-32
• 3.1.2 物理量特征分析32-35
• 3.1.3 空气的垂直运动35-36
• 3.1.4 积冰分布图36-38
• 3.2 积冰案例二38-43
• 3.2.1 大尺度天气形势分析38-39
• 3.2.2 物理量特征分析39-41
• 3.2.3 空气的垂直运动41-42
• 3.2.4 积冰分布图42-43
• 3.3 积冰案例三43-48
• 3.3.1 大尺度天气形势分析43-44
• 3.3.2 物理量特征分析44-47
• 3.3.3 空气的垂直运动47-48
• 3.3.4 积冰分布图48
• 3.4 积冰案例四48-52
• 3.4.1 大尺度天气形势分析49
• 3.4.2 物理量特征分析49-51
• 3.4.3 空气的垂直运动51
• 3.4.4 积冰分布图51-52
• 3.5 积冰案例五52-56
• 3.5.1 大尺度天气形势分析53
• 3.5.2 物理量特征分析53-54
• 3.5.3 空气的垂直运动54-55
• 3.5.4 积冰分布图55-56
• 3.6 积冰案例六56-61
• 3.6.1 大尺度天气形势分析56-57
• 3.6.2 物理量特征分析57-59
• 3.6.3 空气的垂直运动59-60
• 3.6.4 积冰分布图60-61
• 3.7 本章小结61-62
• 第四章 积冰的分布情况62-78
• 4.1 统计思路与方法62-65
• 4.2 积冰频率的分布情况65-77
• 4.2.1 1月份各高度层的积冰分布情况65-67
• 4.2.2 2月份各高度层积冰的分布情况67
• 4.2.3 3月份各高度层的积冰分布情况67-68
• 4.2.4 4月份各高度层的积冰分布情况68-69
• 4.2.5 5月份各高度层的积冰分布情况69-70
• 4.2.6 6月份各高度层的积冰分布情况70-71
• 4.2.7 7月份各高度层的积冰分布情况71-72
• 4.2.8 8月份各高度层的积冰分布情况72-73
• 4.2.9 9月份各高度层的积冰分布情况73-74
• 4.2.10 10月份各高度层的积冰分布情况74-75
• 4.2.11 11月份各高度层的积冰分布情况75-76
• 4.2.12 12月份各高度层的积冰分布情况76-77
• 4.3 本章小结77-78
• 第五章 结论与展望78-80
• 参考文献80-82
• 攻硕期间取得的成果82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何治,常士楠,袁修干;悬停状态下直升机旋翼水滴撞击特性研究[J];北京航空航天大学学报;2003年11期

2 李勤红,乔建军,陈增江;Y7-200A飞机自然结冰飞行试验[J];飞行力学;1999年02期

3 张大林,杨曦,昂海松;过冷水滴撞击结冰表面的数值模拟[J];航空动力学报;2003年01期

4 张大林,陈维建;飞机机翼表面霜状冰结冰过程的数值模拟[J];航空动力学报;2004年01期

5 陈维建,张大林;瘤状冰结冰过程的数值模拟[J];航空动力学报;2005年03期

6 杨倩,常士楠,袁修干;水滴撞击特性的数值计算方法研究[J];航空学报;2002年02期

7 刘风林;孙立潭;李士君;;飞机积冰诊断预报方法研究[J];气象与环境科学;2011年04期

8 施能;鲁建军;朱乾根;;东亚冬、夏季风百年强度指数及其气候变化[J];南京气象学院学报;1996年02期

9 谷文龙;刘峰;;“2010.8.24”飞机积冰过程分析[J];中国民航飞行学院学报;2013年01期

10 郑莉;彭又新;卜雪琴;冯康;;飞机防冰系统设计中气象条件模拟及参数测量方法[J];科技导报;2013年25期

，

本文编号：771459