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。     

飞机抗拒风切变能力的计算

本文基于文献[1]-[4]对大型喷气飞机穿越严重风切变-微下冲气流的大量的优化轨迹的分析所得出的结论,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公式。通过对波音-727飞机在起飞、着陆阶段的抗拒风切变能力的计算,表明该公式之计算结果与通过时间历程进行动态分析计算所得结果一致。从而为飞机风切变的警告,抗风切变控制系统的设计等等提供了一个有效的计算方法。     

微下冲气流对飞机滑跃起飞的影响

建立了微下冲气流影响下的飞机运动的数学模型,用数值方法分析了微下冲气流对飞机滑跃起飞的影响。结果表明微下冲气流对飞机滑跃起飞性能有明显的影响,特别是微下冲气流中心的位置对飞机滑跃起飞的影响十分显著。如果飞机离开斜板时处于顺风微下冲气流场,那么飞机的爬升高度和爬升率将严重下降,对飞机的滑跃起飞性能产生不利影响。     

大型飞机穿越微下冲气流的纵向特性分析

根据流体力学雷诺时均方程,采用的CFD数值模拟方法对微下冲气流流场进行模拟分析,建立适合于飞行力学研究和飞行仿真的微下冲气流模型。之后建立了含扰动风参数的飞机动力学模型,并对飞机穿越微下冲气流的纵向响应特性进行仿真分析。结论表明,CFD模拟的微下冲气流能有效地反映出风场内部的流动特征。微下冲气流导致飞机高度急剧降低,高度余量不足时,容易发生撞地危险。     

微下冲气流对飞机着陆性能的影响

针对飞机在下滑着陆阶段穿越微下冲气流的问题,建立了微下冲气流影响下的飞机纵向运动数学模型。用数值方法计算了微下冲气流对空速、迎角和航迹的影响,结果表明,飞机在穿越微下冲气流时,空速、迎角、下滑航迹变化很明显,飞行员操纵和判断的难度会增大。特别是顺风阶段,航迹比正常偏低很多,对飞机的安全着陆影响很大。     

风切变探测雷达现状

美国联邦航空局(FAA)定于今年7月与3家制造风切变探测雷达的公司——联信、柯林斯和韦斯汀豪斯公司会面,以克服风切变探测雷达获得适航证的最后障碍。认证中有待解决的一个 技术问题是雷达对“很干”微下冲气流的探测,某些工业人士说FAA的要求太苛刻,因为现在还缺乏证明“很干”微下冲气流确实存在的科学证据。另一方面的问     

风切变预警系统

风切变是风的不稳定、急速改变,它可以在瞬间就摧毁飞机的爬升能力。它的发生没有或仅有～丝半点的提前警告,而结果却是不堪设想的。在过去的十年,风切变已经成为世界范围内商用喷气机失事的第七大原因。随着技术进步,1996年已可以利用机载多普勒气象雷达探测到微下冲气流,这是风切变中最危险的一种。这一技术正是运用在PWS系统上,它的运用可以使气象雷达对飞机前的大气进行扫描并在飞机进入之前从中探测出风切变,该技术为减小世界范围的风切变事故率奠定了基础。一、什么是风切变风切变是风向或风速突然而且急速的改变。通常出现…     

微下冲气流数值模拟

从大气动力学角度建立了三维冰雹云数值模型，利用此模型模拟研究了发生在美国丹佛机场的一起微下冲气流风切变，并与美国国家航空航天局公布的ＴＡＳＳ模型模拟结果进行了对比分析，得到一些重要结论，并指出了模拟工作中存在的问题。     

更敏感更精确更及时新型增强型湍流探测雷达

满足 FAA"增强型湍流探测"标准的第二代湍流探测雷达已经问世。它们以新的技术和算法使机组人员可以更及时地获得航路上的危险气象信息,减少意外遭遇湍流的几率。经常乘坐飞机的人都知道,飞机在飞行中时常会产生颠簸。这种颠簸不仅发生在飞机穿越淡积云、强雨云或雷暴云等带有强烈的下冲气流或风切变的对流湍流时,有时飞机在晴空万里的蓝天中飞行时,也会遇到称之为"晴空湍流"的气流,使飞机产生强烈颠簸。     

穿越微下冲气流的飞翼布局无人机控制方法

微下冲气流是最危险的低空风切变形式,为在起降阶段安全穿越该气流,飞翼布局的无人机控制律应具有快速响应能力和良好的鲁棒性。针对大展弦比飞翼布局无人机舵面附加升力大和低速状态俯仰操纵效能低的特点,提出了舵面附加升力和机体气动力相结合的复合控制方案,改进了以输出误差为参考量的非线性指令分配策略,设计了基于迎角保护的指令分配策略。将风干扰和模型的不确定性视为未知扰动,采用自抗扰控制(ADRC)理论设计飞翼布局无人机非线性控制律,使之对风干扰和模型的不确定性进行估计补偿。仿真结果表明,复合控制与ADRC相结合的方法加速了航迹倾角的单位阶跃响应速度,使上升时间缩短了64%,同时能够实现对风干扰的有效观测和补偿,使高度损失低于2m;能够在风切变中有效保护迎角,使其维持在5.5°以内。因此,该方法能够为飞翼布局无人机安全平稳地穿越微下冲气流提供一种参考方案。     

大型飞机穿越微下击暴流风场的实时仿真(英文)

为在飞行模拟器中高逼真度地模拟在扰动风场中的飞行,研究了大型飞机在起飞着陆阶段遭遇微下击暴流风切变的实时仿真。基于涡环和Rankine复合涡原理建立了参数化三维微下击暴流模型。通过涡环倾斜和多涡环叠加方法实现了各种复杂微下击暴流风场的模拟。基于Boeing747-100飞机建模数据,系统推导了含风切变影响的六自由度动力学模型,给出了扰动风下气动模型修正的一般方法。对该机遭遇微下击暴流时实施纵向和横侧改出分别进行了控制器设计与仿真。研究结果表明,建立的三维微下击暴流模型可扩展性强,可用于模拟实际复杂风场。含风切变影响的大型飞机动力学模型合理有效。针对飞机从不同位置穿越风场,可采用不同的改出策略。整个模型可应用于飞行模拟器的实时飞行仿真。     

含湍流可变向微下击暴流的建模

本文建立一个适用于飞行力学研究和飞行员训练的微暴流风切变模型。该模型可模拟以任意方向倾泻的微暴流，其暴核离地高度、暴核直径、暴流强度、暴流倾泻方向、距机场位置等皆为可调参数，使用灵活方便，文中还给出了一种模拟非平衡微暴流湍流的方法，使微暴流模型更趋完善。     

Robust neuro-H/sub /spl infin// controller design for aircraft auto-landing

A robust neuro-control scheme is presented for aircraft auto-landing under severe wind conditions and partial loss of control surfaces. In the scheme, a dynamic radial basis function network (RBFN) called minimal resource allocating network (MRAN), that incorporates a growing and pruning strategy, is utilize to aid an H/sub /spl infin// controller using a feedback-error-learning mechanism. The neural network uses only online learning and is not trained "a priori". Specifically, the performance of this neuro-controller for aircraft auto-landing in a microburst along with a partial loss of control effectiveness is analyzed and compared with other control schemes. Simulation studies show that the performance obtained by the neuro-H/sub /spl infin// control scheme is better than the other control schemes under failure and extreme wind conditions.     

APPLICATION OF OPTIMIZATION TO AIRCRAFT LANDING IN WIND SHEAR

 <正> Aircraft landing in wind shear is dangerous. Many accidents have happened and a lot of research work has been done in this area. Whether an aircraft has enough capability to land in wind shear safely or not is not very clear vet. Using the real worst-case wind shear model and the optimization technique, the optima! open loop controls ol two civil aircraft landing in wind shear are found and it can easily be seen thai, generally speaking, an aircraft has potentiality to land in wind shear satelv. The problem hear is how to help the pilot detect the wind shear on board in lime and control the aircraft correctly and timelv.     

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     

无人机穿越变化风场起飞特性仿真研究

引入和定义了必要的风场特征参数和工程化模型，建立了计及任意变化风场的无人机运动方程，以某型无人机为例，进行了数值仿真计算，并给出了切变风场和微下冲气流同无风情况起飞特性仿真时间历程比较曲线，同时讨论了风梯度的气动效应和对无人机起飞过程的影响。     

Robust Kalman filter design for predictive wind shear detection

Severe low-altitude wind shear is a threat to aviation safety. Newly developed airborne sensors measure the radial component of wind along a line directly in front of an aircraft. The authors use optimal estimation theory to define a detection algorithm to warn of hazardous wind shear from these sensors. To achieve robustness, a wind shear detection algorithm must distinguish threatening wind shear from less hazardous gustiness, despite variations in wind shear structure. Statistical analysis methods to refine wind shear detection algorithm robustness are presented. Computational methods predict the ability to warn of severe wind shear and avoid false warning. Comparative capability of the detection algorithm as a function of its design parameters is determined, identifying designs that provide robust detection of severe wind shear     

飞机在变化风场中三维运动的数值仿真

本文在引入和定义了必要的坐标系和Euler角以后,推导了计及任意变化风场的飞机一般运动方程.所得的两组运动方程均适宜于在大气紊流和风切变中飞机三维飞行运动的数值仿真。还讨论了风梯度的气动力效应。     

大气扰动及其对飞行的影响

 大气紊流和风切变等现象会影响飞机的飞行品质,并且可能引起严重的飞行事故。本文简要回顾和评述了目前国外研究大气紊流和风切变问题的情况。包括近年来国外在低空大气扰动对飞行影响方面的研究,在改进数学模型、计算与分析方法以及研究与大气扰动有关的飞行品质规范等方面取得的进展。文中同时回顾了我国研究大气扰动对飞行的影响方面的情况。