民航客机最佳机翼面积的优化方法

分析了民航客机燃油效率的影响因素,将气动阻力进行分解,推导出了以巡航效率为优化目标的最佳机翼优化方法。算例表明,无论是在飞机的方案设计阶段,还是在详细设计阶段,方法都是适用的。方法不仅可用于最佳机翼面积的优化工作,在详细设计阶段,还可用于检验飞机的气动优化设计是否偏离飞机的优化目标,以及检验飞机的最佳巡航航程指标是否与最佳燃油效率匹配。     

基于参数化模型的大型民用飞机设计航程研究

航程和座级直接反映民用客机的市场定位,是飞机产品能否被市场广泛接受的关键因素。目前全球大型客机市场由波音和空客两家公司垄断,又细分为窄体客机、宽体客机和超大型客机等市场。其中,宽体客机的航程跨度较大,是否发展中、短程宽体客机的争论从未终止。伴随空客公司推出A330区域型客机,中短程宽体客机是否有利可图的争论更加炙手可热。有鉴于此,基于全参数化飞机模型,研究了特定座级下设计航程与机翼、发动机、特征重量、气动特性以及燃油经济性之间的关系,分析了设计航程对民用飞机总体设计带来的影响,从技术层面阐述了设计航程变化带来的收益及代价。     

基于市场航线数据的民用宽体飞机寿命研究

为了合理确定我国宽体客机的服役寿命,对不同市场区域内的航线开展了分析和研究。通过对双通道宽体客机运行航线的统计和梳理,列出了不同约束条件下宽体客机运行航线的不同特点和规律,以及对宽体飞机设计服役寿命的影响,其中重点指出了不能忽视"潜在客户"这一重要影响因素。"有所为,有所不为"是我国双通道宽体客机市场定位的原则,避免"大而全"。在宽体客机服役寿命确定的过程中,前提是要立足中国,并辐射亚太地区的基本市场,果断剔除目标市场内那些不具可行性但又对设计服役寿命影响巨大的运营航线,为我国双通道宽体客机的发展"减负",充分发挥后发优势,增强宽体飞机的航线适应性和竞争力。     

先进客机设计中油耗指标的分解方法

先进客机最重要指标之一是油耗指标。研究一种将油耗指标进一步分解为更为具体的发动机的耗油率指标、客机的升阻比指标和使用空重指标的方法。以典型中程客机为例，应用分段解析方法建立客机飞行剖面的燃油量计算程序。应用计算程序分别分析了发动机的耗油率、客机的升阻比和使用空重的变化对油耗的影响。在此基础上，对发动机的耗油率、客机的升阻比和使用空重的指标进行规划，以满足先进客机油耗指标的要求。研究结果为未来客机确定出合理的升阻比、耗油率和使用空重的指标提供了参考。     

宽体客机新开航线需求分析方法研究

宽体客机国际航线开辟对航空公司运营影响很大,其中新开航线市场需求分析是难点。从市场需求角度研究宽体客机新航线开拓,依据O&D理念分析市场需求,建立从机场服务半径开始,借助引力模型和服务质量指数模型,并以旅客溢出结束的完整宽体客机新开航线市场需求分析系列模型。最后用实际航线案例验证该模型的可信度和可行性。     

国产支线飞机航线运营经济性分析框架

国产某支线飞机进入市场化运营阶段,运营经济性成为推动民机产业发展的主导因素,亟需基于该支线飞机运营数据和实践经验研究建立国产支线飞机航线运营经济性分析框架。首先进行支线飞机潜在边际收益的因果关系分析,随后从成本和收益角度分别构建直接运营成本模型、间接运营成本模型、潜在边际收益模型、运输收益模型等,然后从年度收入成本分析、寿命周期收入成本分析、飞机投资回报分析三个维度提出支线飞机航线运营的经济性分析指标,从而构建了国产支线飞机的航线运营经济性分析框架。基于案例研究,从客公里收入、吨公里成本、收入成本利润、静态投资回收期、动态投资回收期等方面对飞机进行经济性分析,最后提出国产支线飞机的优化设计与运营经济性的相关建议。     

机型运营经济性对比与支线市场探索——以内蒙古为例

探寻了支线飞机机队在中国市场发展缓慢的原因和可能的潜在市场。随后挑选了适合支线飞机运营的内蒙古航空市场中属于低客流量,但目前采用的是干线飞机运营的城市对航线作为案例研究。采用运营经济性分析方法,测算并比较了支线飞机与A320-200、波音737-700飞机在这些航线上的运营成本和边际贡献差异,结论支持了燃油效率较高的支线飞机将是这些城市对航线上最适合采用的机型。最后,表明了低客流城市对航线市场将是支线飞机未来的市场机会的结论。     

分布式电推进飞机动力系统评估优化方法

以电推进飞机的动力系统作为研究对象,开展了以下研究工作：采用电力系统潮流计算方法,分析了采用高压直流供电体制的分布式电推进飞机电气系统,模拟了其在稳定运行状态与断路故障状态下的能量流动关系,同时分析了直流电压等级对电气系统的影响。搭建了完整的分布式电推进飞机动力系统仿真模型,依据基于时间和基于高度的飞行剖面,对比分析了纯电推进与涡轮电推进架构在推进功率、推进效率与航程3个评价指标上的优劣。建立了动力系统典型部件的参数化模型,并使用符号规划算法对建立的参数化模型进行了优化计算,比较了传统涡轮推进与涡轮电推进架构下动力系统质量与燃油消耗率间的优化权衡关系。研究结果为分布式电推进飞机混合动力系统的设计提供了有价值的正向设计方法。     

民用客机设计服役目标研究

从市场需求研究民用客机设计服役目标,包括飞行小时、飞行起落和飞行年限等。通过目标市场退役年限获得飞行年限,通过短程、中程和远程典型航线距离获得飞行长度,再依据飞行长度、飞行次数、日利用率之间的统计关系获得飞行循环与飞行小时。对得到的数据进行分析得出结论:自2000年以来全球飞机退役年限和飞行次数呈下降趋势,而日利用率呈上升趋势,即飞行长度和平均航程呈上升趋势。最后以宽体客机亚太市场为例验证该方法。     

客机概念设计中主要参数初估的计算工具

主要总体参数的初估是客机概念阶段的一项重要工作。本文目的是为客机概念设计开发一个总体参数的初估工具。通过文献分析和理论推导,总结出一种初步确定客机主要总体参数的方法。该方法只需输入商载、航程、飞行性能要求,以及较少的预估参数,就可计算出翼载、推重比和重量特性。根据该方法,应用MATLAB编程技术开发了一个具有良好用户界面的计算工具。算例验证表明,由该计算工具确定出的总体主要参数与参考机型基本一致。     

民用飞机性能选型评估研究

随着航空公司机队规模的不断扩大,系统有规划地进行飞机性能选型和根据不同的航线市场需求进行机型匹配是相当重要的。根据航空公司性能选型要求、民航规章和航空公司航线运营分析报告,建立了以飞机性能优劣度为顶层目标的性能选型指标体系,分为4个一级指标,19个二级指标,使用层次分析法得到主观权重,利用熵权法得到客观权重,通过组合赋权法将主观权重和客观权重结合,得到组合权重,权重大小排序靠前的为推重比、直接运行成本、单发小时耗油量、座公里成本、单发推力。然后基于灰色关联-TOPSIS法建立飞机性能选型评估模型,选取四种典型机型进行综合评价,得到各个机型的贴近度和排名情况,从而得出了民用飞机性能选型评估方法,为航空公司选购新型飞机时提供理论依据。     

喷气客机重量、性能和经济性综合评估方法研究

利用现役喷气客机的技术和价格数据,建立了飞机客座数和设计航程要求与飞机最大起飞重量、使用空重、任务用油、飞机售价和直接运行成本之间的函数关系。通过对典型窄体机A320的分析,表明该计算模型具有较高的计算精度,适用于喷气客机初步设计阶段的技术经济方案的快速评估和竞争分析。     

基于粗糙集理论的终端区飞机排序综合评判

针对日益增长的空中交通流量所带来的严重航班延误,提出了一种全新的终端区（TMA）飞机排序方法。在介绍粗糙集综合评判方法的评判过程基础上,建立了TMA飞机排序问题评判指标体系,进行了飞机排序综合评判过程的算例仿真。仿真结果表明,方法简单可行,能够客观得到各评判因素权重,并且与先到先服务（FCFS）排序方法比较,影响范围减少50%,累计延迟时间减少23%,说明方法排序结果优于FCFS排序结果。     

Analysis of direct operating cost of wide-body passenger aircraft: A parametric study based on Hong Kong

Analysis of the Direct Operating Cost(DOC) of aircraft is an important step towards achieving financially sustainable aviation operations. However, the value of the DOC for different aircraft types and flight scenarios is not widely available. In this study, we perform a systematic analysis of the DOC of every wide-body passenger aircraft currently in production, using the method of the Association of European Airlines(AEA). The elements of the DOC, e.g. financial costs, maintenance costs, and flight costs, are evaluated individually. Several realistic flight scenarios are considered, each with differences in route distance, fuel price, passenger number, and seating arrangement. For each flight scenario, the most cost-efficient aircraft type is identified and evaluated in the context of operations from Hong Kong International Airport. The information provided in this study could be useful to airline operators and policy makers.     

基于AHP-灰色聚类的飞机客舱内环境工业设计评价

飞机客舱内环境工业设计评价指标的因素较多，且存在不确定性和相对性，仅采用一种评价方法较难达到直观量化的要求。结合AHP（层次分析法）和灰色聚类方法，通过对飞机客舱内环境工业设计因素进行分析，建立层次化评价指标体系，量化出各层指标的权重，采用灰色聚类方法进行聚类，得出优劣值，从而分析设计方案的优劣情况。结果表明，方法在飞机客舱工业设计方案评价中具有适用性。     

考虑机场场面滑行的停机位指派研究

合理高效的停机位分配能提高机场运行效率和旅客满意度。首先,以旅客步行时间、航空器进/出港滑行时间最短为目标函数,增加同一航空公司的航空器集中停靠约束建立模型。之后设计禁忌搜索算法,以上海浦东国际机场为对象开展实例分析,对比机场原始停机位指派方案,旅客步行时间、进/出港滑行时间分别减少5.04%、25.28%和6.36%,并进行权重灵敏度分析,建议旅客步行时间权重不超过0.7。最后,基于Flexsim设计仿真实验,进/出港滑行时间和冲突次数均减少,可接受延误水平下滑行系统服务航班量增加3.30%,进/出港最大滑行延误时间减少9.09%和2.94%。     

飞机故障的运行后果及成本分析方法

系统故障的运行后果分析技术是飞机运行可靠性分析的重要分支,可为维修任务的成本效益分析提供有力支撑。为了研究飞机系统故障对运行后果及成本的影响,从系统故障运行后果的相关性分析入手,首先,梳理飞机系统故障类型和放行情况对运行后果的影响;然后,结合航线维修现行做法及事件树思想提出一种支持评估飞机系统故障的运行后果及其相关成本的方法,建立基于飞机系统故障的运行后果与成本评估模型;最后,以某型号飞机燃油系统为例,验证所提方法的可行性和适用性。结果表明：本文所提方法合理有效,可为评估故障运行后果提供支持,为飞机的设计、运行和维护提供一定的参考。     

基于多种运行成本最小的机队优化配置研究

为节省航空公司运行成本开支，通过以燃油成本最小、时间成本最小、机场起降费用成本最小为目标函数，以飞机最大航程限制、机场起降条件限制、航班频率限制、旅客座次限制、飞机可用时间限制等为约束条件，建立多目标规划模型。通过实例计算，确定机队优化配置方案，验证了模型的正确性，为航空公司机队规划提供了参考。