基于四维导引的飞机纵向飞行剖面的解算与综合

定常Mach/CAS型下降是一种符合驾驶员实际操纵特性的剖面下降方法,可方便地用于对进入终端空域的飞机进行四维导引和控制。本文研究了这种四维飞行剖面的计算与综合技术,分析了剖面的构成与结构特点;讨论了剖面解算的数值积分算法和简化代数算法;对飞行速度剖面,提出了双参数描述法来扩大对飞行时间的调整范围,并开发了相应的迭代算法;最后以波音707飞机为对象,进行了数字仿真计算,得到了满意的结果。     

四维下降飞行技术的研究与仿真：定常航迹角法下降剖面解算

本文研究的是四维飞行性能管理系统的核心环节－飞机在终端区域内的四维下降技术，首先探讨了基于常值航迹角的定常Ｍ数／指示空速下降飞行技术，论述了其高度剖面的构成与特点，通过尤拉积分方法求解飞机运动方程，实现了高度冲面的解算。其次开发了对速度剖面的迭代过程，选取原则及方法。本文在进行理论分析的同时，还开发了满意的仿真软件，一了其应用价值。     

飞机等表速运动方程与稳态爬升参数计算

为了揭示等表速飞行的内在机理,建立了飞机等表速运动方程,提出了等表速爬升运动参数计算方法。对比等表速和等真空速爬升公式,提出了功率因子的概念,以反映飞机等表速与等真空速爬升所需单位剩余功率之间的关系。针对等表速等推力、等表速等梯度、等表速等升降速度3种典型爬升方式,应用飞机等表速运动方程给出了稳态运动参数计算方法。计算结果表明,3种爬升方式均存在稳态爬升剖面,稳态运动参数与表速呈一一对应关系。     

基于改进粒子群算法的高超声速飞机爬升轨迹优化

装备涡轮基组合动力发动机的高超声速飞机,其推力特性不同于传统的涡扇发动机,因此传统飞机的爬升策略不再适合这类高超声速飞行器。在分析了飞机爬升段数学模型的基础上,基于改进粒子群优化算法针对某高超声速飞机模型飞行剖面爬升段,以最小燃油消耗为目标进行轨迹优化设计。通过仿真计算,优化后的爬升段飞行轨迹能有效减少燃油消耗,证明了优化方法的可行性。     

飞机航路爬升航迹的计算分析

精确的航迹预测能力是空中交通管制软件的开发基础。对飞机航路爬升的飞行轨迹进行了二维模拟,并绘制出了飞机航路爬升时的飞行轨迹曲线和其他分析曲线。用航迹角来代替性能计算中常用的爬升率概念,对飞机爬升各项参数的变化及其影响因素进行了研究。     

太阳能飞机能量平衡建模

能量平衡是太阳能飞机设计工作的核心和难点。基于太阳能飞机能量原理,结合太阳辐射模型和太阳能飞机典型飞行剖面开展太阳能飞机能量平衡建模研究。根据太阳能飞机起飞-爬升-巡航阶段和持续跨昼夜飞行阶段的飞行剖面和能量需求,分别建立了各阶段的能量平衡模型,给出了各时段的能量特性计算方法并对傍晚下滑阶段的多种飞行情况进行了分类讨论。最后以某太阳能飞机为例对本文所建立的起飞-爬升-巡航能量平衡模型和持续跨昼夜飞行能量平衡模型进行了验证。     

高马赫数飞机全剖面航程性能估算方法

文中将典型巡航型高马赫数飞机分为起飞滑跑阶段、加速爬升阶段、巡航飞行阶段、俯冲飞行阶段和滑翔返回阶段、降落滑跑阶段等若干阶段,在对不同阶段进行受力分析基础上,对各个阶段的航程性能估算方法和各阶段的质量变化处理方法进行了理论推导,形成了适用于高马赫数巡航飞机概念设计阶段的全剖面航程性能估算和质量处理方法.最后,通过具体算...     

垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算方法

针对垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算需要,研究建立了爬升过程中的飞行动力学方程、垂直导航(VNAV)模式下的爬升过程所需推力计算方法,包括固定爬升角爬升和固定爬升率爬升;然后建立了不同爬升模式下的离场过程中爬升性能参数计算方法;之后以某型国产民机的基础性能数据为例,对VNAV爬升和常规爬升模式下的性能参数进行计算分析,对比分析了固定爬升角爬升、固定爬升率爬升与传统爬升之间的差异性。研究表明,在VNAV爬升过程中,由于所需推力小于最大爬升推力,使得飞机达到目标高度所需时间、爬升水平距离、油量消耗要大于常规爬升;当爬升角/爬升率增加到一定值时,所需推力受限于最大爬升推力,此时等同于常规爬升。在飞行计划制作、离场航迹优化等研究中,需要按照VNAV模式来计算飞机的爬升性能参数,以更好的贴合飞机实际飞行情况。     

基于空气动力参数的ARJ21飞机爬升性能分析研究

爬升是飞行中的重要阶段,最大速度爬升是运输飞机通常采用的爬升方式。本文针对最大速度爬升过程,以空气动力参数为主要指标,分析了最大爬升率与爬升真空速和爬升角的关系。以ARJ21飞机为例,分析了民航运输飞机爬升真空速与高度的变化关系,爬升角与高度的变化关系,最大爬升率与高度的变化关系,计算了飞机爬升性能的主要参数。     

奇异摄动法解飞机最小耗油量爬升航迹

本文应用奇异摄动理论,按照完全分离时间尺度建立了有关问题的数学模型;并计及了飞机质量的变化以及控制变量的约束条件;确定了外层解、边界层解的解法及其匹配方法,以歼×机作为算例,求得了控制变量 C_L 的反馈解,并将结果与一般爬升耗油量作了对比,表明有显著的优越性。     

飞机挂载吊舱爬升性能快速估算方法研究

某型歼击机翼下挂载大型伴飞摄影吊舱后,其升阻特性发生变化,从而影响飞机爬升性能,这直接关系到飞机试飞安全。本文以此为例,采用工程估算方法计算飞机挂载吊舱后升、阻力系数变化量,然后将飞机无外挂"干净"构形的爬升性能试飞结果与得到的变化量进行叠加计算,得到飞机挂载吊舱后的爬升性能计算结果。计算结果表明,此种快速估算方法计算精度和效率较高,具有很好的工程实用性,对指导飞机改装和试飞有一定的参考价值。     

飞机普通框疲劳寿命的三维有限元分析

基于维非线性有限元数值分析,对飞机普通框进行疲劳寿命分析.首先简述了数值分析的数学模型,最后得到普通框的应力数值解,明确了疲劳寿命情况.并将有限元计算的DFR结果与常规方法计算的DFR结果进行对比,探讨有限元方法分析飞机普通框疲劳寿命的可靠性.     

基于全量运动微分方程的飞机飞行系统仿真

飞行系统仿真是飞行模拟器仿真的重要组成部分.飞行系统数学模型中的运动方程模型可以分为小扰动模型和全量运动微分方程模型.由于小扰动模型不能模拟飞机的全部运动状态,所以研究基于全量运动微分方程模型的飞行系统仿真是必要的.介绍了飞机气动力/力矩计算公式和飞机全量运动微分方程以及在飞行系统仿真中飞机气动力/力矩计算和全量运动微分方程解算所要用到的主要算法公式.针对飞机全量微分方程的解算,较详细介绍了一种改进的变步长Runge-Kutta方法并应用该方法进行了飞机定直平飞无操纵小扰动情况下的仿真.结果表明,该数值方法运行稳定,精度也能达到要求.     

高原危险气象下的机场端净空评定方法研究

高原地区多发的危险气象往往会直接影响到飞机运行安全,为保障高原军用机场的飞机正常起飞,需要对高原危险气象下的机场端净空评定方法进行研究。首先,确定了高原条件下的飞机性能计算参数。其次,针对典型机型的爬升性能进行了区段参数位移计算和危险气象条件下的飞机性能分析,并对不同高度的正常爬升航迹和遭遇不同程度危险气象的爬升航迹进行了模拟仿真。最后,得到了典型机型在不同高度下的性能变化规律,以及危险航空气象干扰对飞机下沉位移量的影响。研究结果表明,高原危险气象情况下飞机在爬升飞行时面临下沉威胁,应对现有机场端净空障碍物限制面作出部分修改。     

JJ—7飞机动升限飞行体会

本文主要是通过JJ-7飞机动升限的一次成功的飞行,探讨了爬升剖面、执行方法、操纵要领和飞行特点,最后通过对试飞结果的分析和说明提出几点看法.     

飞机离场性能参数计算方法研究与实现

针对国产民机起飞离场中的性能参数计算需要,建立了等表速爬升、等马赫数爬升、等爬升率爬升、等爬升梯度爬升以及等爬升比爬升共5种模式下的飞机起飞离场航迹与性能参数计算模型,并以B737-800飞机的基础性能参数为例,对模型进行编程实现。与波音公司BCOP软件相比,二者的轨迹、不同时刻的推力、燃油流量、阻力及爬升率变化趋势一致,总时间、距离及燃油流量的偏差在2.5%以内。研究结果表明,所提算法可应用于国产民机的起飞离场航迹超障安全性、经济性和噪音分析。     

民航机场飞机排放浓度分布模型

按照国际民航组织规定的起飞着陆循环过程,简化飞机在机场起飞降落的活动路线,在原有飞机排放污染物排放指数(EI)计算的基础上,再结合飞机起飞降落过程的燃油流量(F),计算出进近、滑行、起飞、爬升四段路线的排放污染强度.基于高斯点源扩散公式,对其进行积分得线源扩散模型,再对线源扩散模型中的参数进行修正,建立了民航机场飞机排放浓度模型.     

基于失效模式框图的机载设备安全性评估研究

为了解决故障树方法割集遗漏问题和FMEA方法信息遗漏问题,提出一种新型的基于FMEA的安全性分析建模与数值解算方法——失效模式框图法(FMBD).通过FMEA分析得出相应设备的失效模式,根据设备工作机理及其各部分的相互关系,建立失效模式框图,推导失效率解算表达式.与通过FTA方法进行失效率计算相比,不但简化了安全性分析过程,而且克服了FTA方法可能导致的割集遗漏问题;提高了失效率估算精度.将该方法应用于飞机发电机过压保护器(OPU)的安全性分析,通过对OPU主要功能的安全性指标研究,提出了硬件设计修改意见,改进后OPU主要功能的安全性得到了很大提高,使得该设备满足预分配的研制等级要求;验证了该方法的可行性和准确性.该方法可用于飞机系统各级别的失效率分析解算,为飞机安全性分析提供了新途径.     

飞机最短时间爬升轨迹的格点搜寻算法

以飞机在垂直平面的运动方程为基础,采用线性时间负荷控制的飞行模式,提出了求解飞机最短时间爬升轨迹的格点搜寻算法.该方法视飞机为一质点,以此为基础计算出每个相邻格点的时间间隔,最后用h×Ma格点数搜寻法求出飞机最短时间爬升的最优轨迹.数字仿真表明,在规定的爬升范围内用格点搜寻算法可以实现快速的时间响应,得到的最优轨迹能够准确地跟踪设定的性能指标.     

某型飞机燃油计算软件算法研究

实时准确地测量油箱中的剩余油量可以精确计算飞机续航时间,保证飞机安全飞行.本文对某型飞机燃油计算软件算法进行研究,提出了一种稳定、可靠、准确的燃油计算方法,该算法包含油面高度和油面角的计算、燃油质量特性数据库查询、差值解算和信息后处理,可精确得出各油箱内的燃油油量.