跑道特性对飞机起飞性能影响的仿真研究

在考虑跑道不平度和摩擦力对飞机滑跑姿态以及气动力的影响下,建立了跑道、飞机本体和起落架的动力学模型,并对飞机在简易跑道上的起飞性能进行了仿真研究。通过对飞机起飞的运动轨迹和姿态的数值模拟,得到了飞机起飞性能参数,以及跑道不平度对起落架及机体的随机振动影响。仿真结果表明,所建立的动力学模型和相应的仿真方法能够满足飞机在不同跑道特性起飞性能研究的需要。     

随机路面激励下车载无人机的载荷响应与仿真

建立了五自由度的车载无人机的振动系统在随机路面激励下的数学模型，并获得路面不平度双激励下的功率谱矩阵，运用功率谱密度法求得频域上的频响特性和加速度的均方值。由路面功率谱反推路面不平度的方法，对A、B、C和D4个国家等级路面不平度交替冲击的复杂情况进行了时域模拟，运用MAT-LAB的Simulink工具，仿真了无人机在一次运载任务剖面中的载荷响应。     

起落架缓冲系统参数对飞机滑行动态响应的影响

 本文将滑行中飞机简化为2自由度系统,采用功率谱方法,给出了滑行时由地面不平度引起的动态响应统计量的解。对一些飞机的计算结果与文献中以时域法得到的结果大致相符。在此解基础上,分析了起落架缓冲系统主要参数对飞机地面滑行时,由地面不平度引起的各动态响应量的影响。     

论地面效应对航向信标辐射和接收信号的影响

本文以无线电波在视距传播中的地面阻挡损耗和波瓣功率损耗对航向信标辐射信号和接收信号的影响，分析了常规跑道道面和信号保护区的接收信号功率及存在问题，举例论述了特殊跑道道面时的航向信标天线阵的位置和高度。     

飞机起落架滑行载荷识别

 在飞机滑行方向跑道路面不平度为平稳随机函数的假设下,采用滑行过程分段等速化、起落架动态特性分段线性化方法,把原非线性非平稳随机振动问题,简化为分段线性平稳随机振动问题。在频域中采用频响函数描述飞机动态特性,计及全机刚体平动和俯仰模态及结构前ｎ阶弹性模态,给出了从飞机重心处加速度观测值识别起落架接地点载荷自谱密度函数的方法。起落架当量线性参数采用迭代求解。算例表明,本方法和程序可行。     

跑道侵入与冲突检测的共形几何代数描述

提出一种基于共形几何代数(CGA)的跑道侵入与跑道冲突检测描述方法,以弥补欧氏空间中跑道侵入与冲突检测算法的计算结构复杂、语义不清晰及动态计算效率低等不足。首先,建立跑道保护区的共形几何代数描述,基于共形几何代数的外积运算,通过判断飞行器与跑道保护区(RPZ)各边界所在面的位置关系检测跑道侵入。然后,对飞行器保护区进行共形几何代数描述,基于共形几何代数的内积运算,通过判断飞行器保护区是否相交检测跑道冲突。最后,基于ADS-B数据,构造跑道侵入与冲突场景,利用卡尔曼滤波算法预测航迹,通过实验验证了所提方法的有效性：本文跑道侵入与冲突检测算法的运算速度比欧氏空间方法分别快1.5倍和2.2倍以上,可以更快速地准确检测跑道侵入与跑道冲突。     

中国民航跑道侵入事件严重程度等级计算及预防措施

<正>随着全世界民航空中交通量的增长,跑道侵入的不安全事件数量急剧增加,严重威胁着航空安全。根据国际民航组织(ICAO)《防止跑道侵入手册》(Doc9870 AN/463)中的定义,跑道侵入是指在机场发生的任何航空器、车辆或人员误入指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的情况。该手册还根据事件严重程度将跑道侵入划分为A至E共5个等级,同时该手册还包含了一个跑道侵入严重等级计算器(RISC),它能够为跑道侵入事件严重等级划分提供快速简便及标准统一的方法。本文利用RISC计算器,通过对近10年我国民航发生的跑道侵入事故征候进行定量测算和分析,给出了跑道侵入不安全事件的相关预防措施和建议。一、计算工具RISC简介RISC软件由ICAO提供,受软件著作     

跑道占用时间的影响因素分析与预测方法研究

针对最后进近阶段飞机距跑道入口较远时，跑道占用时间难以实现准确且实时的预测，提出了基于机器学习的跑道占用时间预测方法。面向空中交通管理，考虑3类共10项影响因素与跑道占用时间的关系；然后，基于对影响因素的分析，使用BP神经网络建立按照飞机尾流等级分类的跑道占用时间预测模型；通过对模型的调试和训练，对模型性能、影响因素显著性和不同距离时的预测结果展开了分析。研究表明，模型对跑道占用时间的估算平均绝对误差不超过2.5 s,均方根误差不超过3 s,判定系数均在0.85以上，可以很好地满足跑道占用时间的准确预测；影响因素偏差导致的估算误差随着飞机尾流等级的减小而增大；当飞机位于距跑道入口19 km时，估算误差为4.33 s,是预测跑道占用时间的较佳位置。     

一起波音飞机跑道不安全事件的分析

飞机一旦在跑道出现故障,将长时间占用跑道,对其他飞机的正常起降产生影响、威胁航空安全。针对波音飞机的一起跑道不安全事件,采用故障诊断和受力分析相结合的方法,定性与定量地分析了故障原因,并提出了相应的安全建议。     

表面粗糙度的测量与检验

一、概述 表面粗糙度测量和一般长度测量相比较,具有被测量小,测量精度要求高等特点。如标准中规定的最小轮廓算术偏差Ra=0 008μm,最小微观不平度十点高度Rz=0 025μm,最小的微观不平度的平均间距Sm=0 002mm(比     

某型飞机模型飞行试验地面滑跑控制研究

地面滑跑纠偏的目标是控制飞机沿跑道中心滑行,避免因发动机安装偏差、侧风扰动、跑道不平、飞机结构不对称等非理想特性,出现飞机滑出跑道的情况.首先建立飞机地面滑行动力学方程,并分析三轮、两轮滑跑阶段的受力情况,在此基础上设计了副翼、方向舵与前轮联动的控制策略.在Simulink平台上搭建飞机的地面滑跑全量非线性模型,仿真验证了纠偏控制律结构和逻辑的正确性.试验结果表明,滑跑纠偏控制系统空地状态切换平稳,在低速和高速阶段均具有良好的控制效果.     

弹性飞机地面滑行随机最优控制

将主动控制缓冲器应用于飞机地面滑行减振。建立了飞机在随机跑道激励下,考虑机身俯仰运动与弹性振动的非线性随机动力学模型。采用统计线性化方法,使模型在平衡点附近线性化。加入前置线性滤波器将随机路面高斯激励转换成高斯白噪声激励。基于随机最优控制理论,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器。由Monte-Carlo法模拟了路面随机过程,得到了飞机的动响应。通过主动控制缓冲器与被动控制缓冲器的仿真比较可以看出,主动控制缓冲器能够有效提高飞机地面滑行的舒适性与减振性。     

Methods for determining unimpeded aircraft taxiing time and evaluating airport taxiing performance

The objective of this study is to improve the methods of determining unimpeded (nom-inal) taxiing time, which is the reference time used for estimating taxiing delay, a widely accepted performance indicator of airport surface movement. After reviewing existing methods used widely by different air navigation service providers (ANSP), new methods relying on computer software and statistical tools, and econometrics regression models are proposed. Regression models are highly recommended because they require less detailed data and can serve the needs of general per-formance analysis of airport surface operations. The proposed econometrics model outperforms existing ones by introducing more explanatory variables, especially taking aircraft passing and over-passing into the considering of queue length calculation and including runway configuration, ground delay program, and weather factors. The length of the aircraft queue in the taxiway system and the interaction between queues are major contributors to long taxi-out times. The proposed method provides a consistent and more accurate method of calculating taxiing delay and it can be used for ATM-related performance analysis and international comparison.     

飞机地面滑行随机振动分析

 采用功率谱方法,讨论了飞机4自由度简化模型的地面滑行动态响应问题,并对前、主起落架油-气式缓冲系统的非线性特性进行线化处理,推导了解决此问题的解析方法,算例的计算结果与文献相符很好。     

民用飞机机载跑道入侵预警系统仿真验证

民用飞机在低能见度的机场跑道滑行时,存在发生跑道入侵的风险。国内外民航史记载了数次因跑道入侵事件导致的飞机在机场地面相撞而机毁人亡的严重事故。近年来,越来越多的人选择飞机作为长途出行的交通工具,使得全球大型国际机场的年吞吐量剧增,导致跑道入侵事件时有发生。各国民用航空管理组织对跑道入侵事件的关注度持续上升,航空公司需要在机上安装一套地面避撞系统,来避免跑道入侵事件的发生。本验证项目基于某大型机场的动态地图建立了一个机载跑道入侵预警系统原型,建立了飞机在机场滑行的平面四向运动模型,设定了不同安全等级的跑道入侵预警算法,定义了多种飞机跑道入侵场景,最终在MATLAB/Simulink和FlightGear中进行二维平面仿真和三维立体仿真,验证了系统解决方案的有效性和算法的正确性。     

机场机动区滑行道运行方案设计及仿真评估

我国多跑道机场日益增多,研究此类机场机动区滑行道运行方案的优化设计及评估方法,对促进机场场面资源的集约高效利用具有重要意义。给出多跑道机场机动区滑行道运行方案“固定、单向、顺向、循环”的设计原则,以及面向平行跑道隔离运行场景的“单侧运行”和“双侧运行”滑行道运行方案设计范式;基于“航班备选滑行路径库”和所给滑行道运行方案设计基本原则及范式,两者综合运用开展机动区滑行道运行方案优化。以成都天府国际机场为例,设计三种机动区滑行道备选运行方案,并针对典型的日航班架次采用AirTOp软件进行仿真及量化分析。结果表明：所给多跑道机场机动区滑行道运行方案设计方法有助于缓解航班滑行延误、滑行冲突等待时间以及滑行冲突占比,所给仿真评估方法适用于大航班量下的场面运行方案对比论证。     

一种检测机场跑道辅助飞机着陆的系统设计

跑道作为机场的关键设施,是飞机着陆和减速滑行的区域,通过视觉定位方法计算飞机相对跑道的位置,可以作为辅助飞机快速平稳着陆的一种思路。视觉传感器所需成本较低,对安装环境要求不高,本文旨在设计一个仅靠视觉传感器对飞机进行定位的辅助着陆系统,运用目标检测和视觉定位两个模型,计算飞机相对跑道的位置。首先搭建出等比例微缩的机场跑道模型,视觉传感器产生运动模拟飞机飞行路径,目标检测模型通过机载视觉传感器获取的图像识别出跑道区域,随后视觉定位模型提取图像中跑道区域特征点,计算飞机相对跑道的位置。分别对目标检测和视觉定位两部分的实现原理及难点进行阐述,尝试将目标检测和视觉定位结合起来实现飞机降落时的定位,描述辅助着陆系统设计的整体思路。     

具有随机参数的周期性结构振动分析的谱方法

为了探讨整圈连接的涡轮叶片组内各个叶片的制造偏差对叶片组振动的影响,本文利用一个具有周期性随机参数的结构模型来近似地模拟叶片组结构,并提出了分析这种结构的振动的一种谱方法。假定结构参数的标准差为微小量,因而可应用摄动法。将周期性随机结构参数展开成付氏级数,从而求解结构的自由振动和受迫振动,求得结构的频率和振型,以及共振振幅及其方差估计。论证了主振型的正交性,分析了此结构共振的特殊条件。算例表明,分析结果与实验结果具有相同的量级。