大型飞机在风切变环境中飞行安全尺度分析

基于低空风切变对飞行安全的影响,对大型飞机在风切变环境中的飞行安全尺度进行了详细分析.主要从风切变能量水平和飞行安全尺度进行比较,从而可以评估风切变的危险程度,而风切变的危险程度主要从风切变危险尺度和速度危险尺度来衡量.风切变危险程度如果达到飞机飞行安全尺度边界,飞机则会发出告警提示.飞行员根据告警提示采用相应的操纵方法避免危险的发生,从而提高飞机的飞行安全性.     

我国第一套机载前视式红外低空风切变探测/告警系统

机载前视式风切变探测/告警系统是近年来国际民航界及航空电子制造行业关注的热点。我国民用机发展计划也将研制机载低空风切变探测/告警系统列为重点攻关项目。 洛阳电光设备研究所负责研制的机载前视式红外低空风切变探测/告警系统试验样机已在去年底通过了航空工业总公司的鉴定。在不长的时间 里,该研究所的科研人员从理论研究、工程设计乃至仿真技术等方面做了充分论证,系统地解决了低空风切变温度特征、探测原理、危险尺度判据、伪信号修正方法、探测波段选择、机载多通道红外辐射计、风切变信息处理计算机快速解算算法及仿真软件等一系列难题。     

机载低空风切变系统适航要求及验证方法研究

风切变是一种特殊的大气现象,影响飞行安全,民用飞机在飞行时应尽量躲避风切变.机载低空风切变系统是一种有效的风切变探测系统,可以探测风切变的存在并发出警告,使飞行机组有足够的时间采取措施安全地避开风切变.本文简要介绍了风切变的概念及其危害,梳理了民用飞机主要应用的机载低空风切变系统类型,分析了机载低空风切变系统的适航条款要求,并给出了可采用的符合性验证方法.研究结果对国内民用飞机的适航审定取证工作具有积极意义.     

机载风切变系统的告警准则

利用风切变场中飞机近似的能量高度传递函数研究了飞机在激发其沉浮振荡的最严重风切变场中的动态特性 ;确立了适用于机载风切变探测告警系统的风切变危险通报的阈值。为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则     

低空风切变对飞行的危险性评估

本文利用风切变场中飞机的近似的能量高度传递函数和激发飞机长周期振荡的最严重的风切变模型,研究并确定了适用于机载风切变系统的风切变危险通报(caution)的阀值.为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则.     

低空风切变中直升机纵向运动特性分析

低空风切变是危及飞行安全的一种危险天气，由此而引起的严重事故时有发生，将风切变引入直升机的基本运动方程，定性地讨论了水平风切变对直升机进场着陆／着舰的影响，着重分析了直升机在低空风切变中的飞行航迹，操稳特性变化特点等，对飞行员处理风切变有一定的参考价值。     

飞机低空风切变的探测和警告系统

现今大量的证据确证,近来不断增加的飞行事故都与低空风切变(LAWS)有着直接关系。美国国家研究委员会发现1964～1982年期间,几乎所有与天气有关的飞行死亡事故都存在着低空风切变。然而,目前尚没有令人满意的方法能在飞机起飞或着陆的关键阶段提供必要的安全裕度(safety margins)。美国联邦航空局已关注此事,并支持发展从飞机上对低空风切变进行时空探测,且至少在飞行员有潜在危险前一分钟发出警告的机械系统。本文的一个目的就是介绍初步的飞机测量研究结果,证明前视     

风切变与飞行

一、引言 低空风切变是飞机起飞降落阶段威胁飞行安全的危险因素。低空风切变有时间短、尺度小、强度大、发生突然的特点。由于大、中型喷气运输机质量很大,具有很大惯性,发动机加速性能羞,在低高度往往缺乏足够的空间进行应对,在遭遇风切变的情况下,由于风向、风速和飞机空速的内在联系,风切变会对飞机空速造成影响,进而造成飞机的升力变化,使飞行高度发生变化,对飞行高度低、速度小的起飞进近飞机危害是极大的。所以,对飞行员来讲,深刻了解风切变对飞行的影响,加强对低空风切变判断和防范的研究,是十分重要的。飞行员应尽量提早发现风切变,一旦陷入其中,应能正确处置,安全脱离。     

浅析低空风切变及其探测技术

低空风切变是一种在飞机起降阶段危害飞行安全的气象现象,通过介绍目前常用的一些探测技术,以帮助读者提高对低空风切变及其探测技术的认识.     

兰州中川机场低空风切变的初步分祈

本文介绍了2004年以来出现在西北4个机场的16次低空风切变过程。分析了兰州中川机场低空风切变的气候特征；就2007年5月2日弱对流下的强低空风切变过程，与2007年6月23日有雨幡，但无风切变过程的多普勒雷达对探测图像及风切变数值进行了对比分析。结果表明：西北机场的低空风切变主要出现在飞行降落阶段。中川机场的低空风切变有增多趋势。风沙和弱对流云下的降水中也会出现强低空风切变。     

风切变影响下飞机纵向模态分析

飞机在大气中飞行时,会受到复杂的大气紊流的影响,其中以风切变最为普遍。文章分别对有风切变影响和无风切变影响下飞行的飞机建立纵向运动方程,并根据小扰动线性理论,针对低空定常平飞,分析了各自的纵向运动模态特性,为飞机飞行控制研究提供一定的理论依据。     

计算机辅助的低空风切变改出优化控制

介绍了动态系统的计算机辅助直接优化方法的原理及其在低空风切变改出飞行中的应用，利用较真实的风切变工程化模型，选择适当的控制函数模型，性能准则及其约束条件，通过计算机直接地，系统地和迭代地探寻最优条件，对飞机改出低空风切变控制进行了优化，获得了最佳改出性能飞行参数曲线，并与没有优化的改出引导策略结果作了比较，结果表明，通过优化，飞机改出低空风切变的性能获得了明显的改善。     

低层风切变对大型运输机自动着陆的影响

本文用线性控制系统的最佳理论求解飞机在着陆拉平过程中的最佳控制规律(包括升降舵操纵杆和油门杆角位移控制),使飞机安全着陆且纵向偏离和下沉率偏离最小。计算中考虑了水平向对数型风切变和下降气流的影响;并可以分别采用纵向空速u_(as)、高度h,下沉率h和姿态角θ等不同的跟踪方法减小风切变对飞行的影响。本文用此法对某飞机在着陆拉平过程中的特性进行进行了计算。     

机载前视式低空风切变探测数值模拟研究

使用二维面对称微下击暴流数值模式,对“湿”微下击暴流风切变进行了模拟,并通过工作在Ｘ－波段的微波多普勒雷达,对飞机着陆下滑航迹前方的微下击暴流风切变进行探测。结果表明：通过单元－单元自动增益控制、杂波滤波和天线仰角控制,可提前８０ｓ（６ｋｍ）探测到“湿”微下击暴流风切变,符合ＦＡＡ提出的适航要求     

Y7－200B飞机的失速试飞

根据Ｙ７－２００Ｂ飞机失速试飞结果，从飞机的气动设计特点出发，与原型机对比分析了飞机的失速特性。结果表明，Ｙ７－２００Ｂ飞机的气动设计改进目前还没有达到降低失速速度，提高安全裕度的预期设计目标。主要原因在于气动设计和操纵系统的改进针对性不强，改进措施不协调，为此必须进行综合的分析，系统地采取有效改进措施。     

飞机抗拒风切变的能力

本文对大型喷气飞机穿越严重风切变——微下冲气流提出了一种简单、近似的飞机安全穿越微下冲气流的性能指标,并基于能量守恒定律,推导出一种近似的计算飞机抗拒风切变能力的解析式。通过对波音-727飞机在起飞、着陆阶段的抗风切变能力的计算,表明该式之结果与通过时间历程进行动态计算所得的结果是一致的,从而为飞机风切变的告警以及抗风切变控制系统的设计提供了一个参考的准则。     

低空风切变系统建模及其对直升机飞行安全威胁定性分析

系统地建立了含湍流的三维低空风切变模型，并综合分析了其对直升机飞行安全的威胁。建立了微下击暴流风场及大气湍流场组合的风切变模型，在不增加计算量的前提下，选取特征点发展直升机飞行动力学模型，有效捕捉了风切变的切变特性，提高了在风场中的动态响应计算精度。模型配备姿态保持功能的控制增稳系统已符合一般直升机的飞行状态，并改善机体响应。根据风速分布的特点，选取不同飞行速度、不同风场位置进行飞行仿真，定性地对比分析状态量变化与风场对应关系，并且以垂向通道为例，从动力学角度分析验证了响应的理论计算表达式。结果表明：湍流主要导致高频姿态角响应，风切变对飞行状态量变化占主导作用，且垂向风是引起威胁的主要因素，据此提出危险风场规避建议。     

A Criterion Based on Closed-loop Pilot-aircraft Systems for Predicting Flying Qualities

During the process of aircraft design, the mathematical model of pilot control behavior characteristics is always used to predict aircraft flying qualities (FQ). This is one of the important methods to avoid pilot-aircraft adverse coupling. In order to study the FQ criterion based on closed-loop pilot-aircraft systems, first, an experimental database is built, which includes 40 aircraft dynamics configurations and the corresponding flight simulation results. Second, the mathematical pilot models with a set of different aircraft configurations are obtained by this experimental database. Then, two FQ criteria, Neal-Smith criterion and Moscow Aviation Institute (MAI) criterion, are analyzed. And the relationship between the FQ level evaluated by actual pilot and the parameters of closed-loop pilot-aircraft systems is studied. Finally, an improved criterion of aircraft FQ is built based on the above two criteria. This new criterion is further used to predict FQ for four new aircraft dynamics configurations, and the prediction results verify its accuracy and practicability.