高原机场飞机起飞滑跑距离计算方法

针对高原机场的复杂环境和飞机发动机性能明显下降的特点,分析了高原机场的飞机起飞滑跑过程.将机场实际气压换算为标准大气压力,用修正的发动机瞬时推力计算不同时刻的滑跑距离,提出了高原机场飞机起飞滑跑距离计算方法.分析了海拔高度、起飞质量、气温、风速等影响因素对飞机起飞滑跑距离的影响,得出滑跑距离的简化计算公式并进行了实例验证.分析结果表明:当高原机场海拔高度3 569.5 m,气温为16.4℃,逆风风速为2.1 m· s-1时,针对Ⅰ型飞机,采用提出方法计算的滑跑距离与实测滑跑距离的最大绝对误差不超过48 m,最大相对误差不超过2.7％;针对Ⅱ型飞机,采用提出方法计算的滑跑距离与实测滑跑距离的最大绝对误差不超过100m,最大相对误差不超过4.2％;针对Ⅰ型飞机与Ⅱ型飞机,应用简化计算公式计算的滑跑距离与实测滑跑距离的最大相对误差分别为3.9％和2.8％,满足工程精度要求.     

飞机起飞航迹计算中发动机推力计算方法

为了确定飞机起飞航迹,应用数值计算理论,提出了发动机瞬时推力的计算方法,以发动机推力曲线已知推力为基础,通过拉格朗日插值确定未知推力。基于计算的发动机瞬时推力,计算了起飞航迹,并与实测航迹进行了比较。计算结果表明:飞机1的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过10 m,最大相对误差不超过3.9%;飞机2的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过35 m,最大相对误差不超过8.3%,计算方法可靠。     

基于假设温度减推力起飞的理论依据

为正确使用和推广减推力起飞技术,分析了高涵道比涡轮风扇发动机温度特性和大型民航机起飞性能.假设温度是由飞机实际起飞质量确定的相当的大气温度.实施假设温度减推力起飞的必要条件是飞机实际起飞质量小于最大起飞质量,并且假设温度高于发动机推力平台温度.假设温度减推力起飞的风扇转速由发动机相似条件计算.     

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机场管制区域附近的起飞和进近着陆是最容易发生重大运输飞行事故的阶段,而飞机发动机失效对其影响最为严重.本文通过对进近着陆过程中一发失效时航空器受力情况进行建模分析,并对飞机性能进行动态解算,得出轨迹变化;通过详细编程计算各类飞机中断滑跑距离,对各个机型中断起飞性能作出对比分析,并结合机场各类特情,首次将特情处置信息与塔台管制员指令相结合,提出识别方法及主动的应急策略.从而更好地协助飞行员在发动机失效情况下保证航空器运行安全,并及时采取应急救援措施,提高管制应急效率.     

拉萨机场飞机最大复飞限重提升策略研究

拉萨机场是我国西南地区最重要的高高原机场,保证航班正常运行,提高机场运行效率十分必要。本文对拉萨机场气温变化特征和夏秋季航班时刻分布规律进行统计分析,得出拉萨机场夏季下午时段航班量减少的主要原因在于"高海拔+高温"特性导致的飞机发动机推力下降。运用空客PEP软件,对选装CFM56-5B7或IAEV2522-A5这两种发动机的A319机型在拉萨机场的最大复飞限重进行了计算,研究了两种发动机选型、三种不同的着陆复飞襟翼构型对改善飞机最大复飞限重的影响。结果表明通过选装高高原性能优良的发动机和优化飞机进近着陆复飞程序,可以有效提升飞机最大复飞限重。     

民航飞机起飞推力对油耗和排放的影响分析

起飞是飞行过程中一个非常重要的阶段。为研究起飞推力对油耗和排放的影响，基于多 种数据，建立一种耦合的起飞油耗计算方法，以广州白云机场起飞的B738、A320、A321、B737为 研究对象，比较不同方法的起飞油耗计算结果，分析推力对起飞油耗和排放的影响，并对比分析 推力调整后起飞排放的变化情况。结果表明：本文方法计算结果准确性较高，与真实数据相比，4 种机型起飞油耗平均相对差值分别为-2.32%、5.41%、2.31%和-3.80%；B738和B737随着推力的 增加，起飞油耗先减少后增加，推力在77%和81%时，起飞油耗最低；A320随着起飞推力越大，起 飞油耗越少；A321 随着推力越大，起飞油耗越多；采用推力调整后，广州白云机场 B738、B737、 A320、A321这4种机型的年起飞排放量累计可减少2499.3 t，减少率达6.4%；在各种排放物中，碳 排放量减少最多，为2471.1 t，占总排放物的98.9%，减少率达6.5%。采用推力调整减少起飞油耗 和排放对航空器节能减排有重要意义。     

基于流量和滑动窗的空中交通管理动态排序算法

在空中交通流量管理的战术管理中，机场飞机的降落与起飞的动态管理是其重要的内容。本文提出了基于滑动窗和机场降落／起飞混合流量的排序算法，该算法以达到机场最大混合流量为目标进行排序。考虑到计算的繁杂性，采用了滑动窗的方法来减少计算量。并对机场混合流量进行了仿真计算，仿真结果证明所提算法具有有效性和实用性。     

改进的Sliding Window在线船舶AIS轨迹数据压缩算法

分析了船舶AIS数据的时间序列特征与船舶操纵特性, 提出了改进的Sliding Window在线压缩算法; 计算了277艘船舶总计1 026 408个坐标点的AIS轨迹数据, 确定了合适的压缩阈值, 分析了距离阈值与角度阈值对算法压缩率的敏感程度; 根据压缩率图像的阶跃点, 推荐了高、中、低3个档位的距离阈值和1个角度阈值, 对比了Douglas-Peucker算法和改进Sliding Window算法的压缩率与压缩效率。试验结果表明: 随着压缩率的提高, 压缩后所剩下的点越来越少, 数据所保留下来的有用信息也越来越少; 压缩率与距离阈值、角度阈值均呈正比; 经量纲为1化处理的高、中、低档位压缩距离阈值分别为43%、38%、33%船长; 距离阈值为130m时, 角度阈值超过9°后压缩率平稳, 所以推荐角度阈值为9°, 与《海港总体设计规范》 (JTS 165—2013) 中风流压差角8°相接近; 随着距离阈值的增大, Douglas-Peucker算法和改进Sliding Window算法压缩率趋于相近, 当距离阈值为120 m时, Douglas-Peucker算法压缩率仅比改进Sliding Window算法高1.74%;在5种距离阈值的情况下, Douglas-Peucker算法运行所用的平均时间是改进Sliding Window算法的5.39倍; 随着数据量的增大, 2种算法压缩效率的差距更加明显。可见, 改进的Sliding Window算法能在降低压缩风险的同时大幅提高压缩效率, 可以在数据持续更新的状态下一直保持压缩状态, 与普通压缩模式相比, 系统所占用的资源更少, 处理效率更高, 可用于船舶轨迹数据处理、电子海图显示与对船舶关键行为特征提取等方面。      

机场跑道全波段不平整测试方法

结合车载式激光断面仪与全球导航卫星移动定位系统，提出了一种机场跑道全波段不平整测试方法；在济南遥墙国际机场进行了现场测试，采用重复试验与水准仪对该测试方法进行了可靠性验证；利用ADAMS/Aircraft软件建立了B737-800虚拟样机模型，进行了实测跑道不平整数据下的飞机滑跑仿真，探究了不同检测方法、滑跑速度、飞机位置下实测道面数据特征对飞机振动响应的影响。研究结果表明:所提出的测试方法可获得道面全波段不平整数据，弥补了激光断面仪难以捕获14 m以上波长的缺陷；当速度为80 km·h-1时，全波段不平整道面下飞机振动响应波动幅值分别为长波不平整和短波不平整下的1.25~2.39倍和1.19~1.85倍，说明仅考虑道面长波或短波不平整将低估飞机在实际不平整条件下的振动响应；随着飞机滑跑速度的增大，全波段不平整与短波不平整条件下的飞机振动加速度差别逐渐增大，而动载系数差值则呈现先增大后减小的趋势，在速度为160 km·h-1时达到最大，说明飞机在高速滑行中道面长波不平整的影响更为明显；全波段不平整相比短波不平整条件下驾驶舱加速度增幅平均比重心处大0.062 m·s-2，前起落架动载系数增幅比主起落架平均大0.039，表明长波不平整对飞机前部振动的影响比重心处大，且随着滑行速度增大，这一差值先增大后减小，加速度的差值在80~120 km·h-1时最明显，峰值约为0.078 m·s-2，而动载系数的差值在160 km·h-1达到0.062的峰值。      

基于飞机最大起飞重量、商载与航程关系的飞机选型研究

飞机选型与机队规划是航空公司发展与决策的核心内容.本文从航空公司运营角度出发,围绕飞机的最大起飞重量、商载和航程的匹配关系进行深入研究,依据商载航程图,重点分析了其限制条件和最大起飞重量的改变对商载、航程能力的影响.针对16个机型关于商载、航程、起飞重量等10个影响因子建立了商载、航程能力比较算法,进而最终确定最大起飞...     

场面航空器滑行时空协同优化模型

引入双层规划方法, 研究了场面航空器在滑行道系统中的滑行调度问题; 考虑了成本与冲突对场面航空器运行效率和安全的影响, 以航空器推出延迟时间与滑行路径作为决策变量, 以航空器在滑行道系统中滑行过程无冲突与场面航空器的总滑行距离最短为目标函数, 构建了场面航空器滑行时空协同优化模型; 针对航空器滑行道调度问题的特点, 设计了适用于航空器滑行时空协同优化模型的双层规划算法, 以降低场面航空器滑行距离和等待时间; 为了验证航空器滑行时空协同优化模型及算法的有效性, 对比了先到先服务调度方案的计算结果, 分析了滑行等待时间与滑行距离对场面航空器运行效率的影响。研究结果表明: 场面航空器滑行时空协同优化模型与先到先服务的航空器调度方案相比, 保证了航空器滑行过程无冲突, 将16架次航空器的总滑行距离从40 690 m降至37 700 m, 降低了8%;航空器平均运行时间为254 s, 提升了滑行道系统的整体运行效率; 在复制组数为100与变异概率为0.4的条件下, 采用场面航空器滑行时空协同优化模型能够在412 s内获得最优解, 求解效率与收敛性显著。可见, 采用场面航空器时空协同优化模型在保障航空器滑行安全的前提下, 能有效提高场面航空器滑行调度效率, 降低航空器运行成本, 能够为繁忙机场滑行道调度提供决策支持。      

路段平均行程时间估计方法

为了有效利用线圈检测数据,精确估计路段平均行程时间,提出了一种路段平均行程时间估计方法。将路段平均行程时间分为平均行驶时间、平均排队时间和平均通过路口时间三部分。考虑线圈埋设的特点,通过估计平均行驶速度得到平均行驶时间。用分段时齐Poisson过程描述车辆驶入路段过程和驶离过程,用Markov排队模型描述车辆排队过程,用生灭过程描述排队车辆数,得到车辆排队模型,计算了路段有、无初始排队的平均排队时间。基于选取与路口相关的饱和流率和平均车长,计算了平均通过路口时间。计算结果表明:平均行程时间估计值与实测值的误差小于12%,说明路段平均行程时间估计方法可行。     

民用飞机航线平均燃油消耗评估模型研究

定量评估民用飞机的航线平均油耗水平是优化飞机型号设计、制定碳排放收费政策的前提。论文通过统计分析国内常见民用客机的航线生产运营数据,运用灰色关联分析法对影响民用飞机航线平均耗油水平的主要因素进行分析。为定量评估民用飞机航线平均油耗水平,本文建立了以航距和最大起飞重量为解释变量的非线性统计回归模型,模型的拟合优度达到0.9945。实证分析结果表明,该模型可靠性较高。     

减少数控机床伺服轴定位误差的方法

通过对数控系统补偿功能有关数据的计算和设置,实现了对机床伺服轴定位误差进行补偿,使该项误差限制在机床允许误差范围内,提高了机床的加工精度。     

基于在线有向无环图的船舶轨迹压缩算法

为了解决船舶轨迹数据的压缩问题, 提出了一种船舶轨迹在线压缩算法; 使用多次滑动推算船位判断方法清洗船舶轨迹, 使用在线有向无环图在干净轨迹上建立压缩路径树并输出采样点; 为了提高轨迹队列和路径树在内存中的查询速度, 使用哈希表对其进行管理; 为了验证提出算法的效果, 比较了真实船舶自动识别系统数据与方向保留算法、道格拉斯-普克算法的压缩时间和误差, 采用可视化方法分析了原始轨迹、清洗轨迹和压缩轨迹。试验结果表明: 在压缩时间方面, 方向保留算法和道格拉斯-普克算法的压缩时间分别约为提出算法的1.1、1.3倍, 说明提出的算法比其他2种算法的处理时间更短; 提出的算法在压缩过程中保留了时间信息, 平均同步欧氏距离误差在任何压缩率下都能保持在10 m以下, 最大同步欧氏距离误差在压缩率为1%时仅有127 m, 而其他2种算法的平均同步欧氏距离误差和最大同步欧氏距离误差不受控制, 会随机变化; 在垂直距离误差方面, 提出的算法与道格拉斯-普克算法在压缩率不小于5%的条件下, 都能保证垂直距离误差小于20 m, 而方向保留算法的垂直距离误差会随机变化; 在显示效果方面, 提出的算法能有效清除轨迹噪声点, 压缩轨迹能够较好地代表原始轨迹的宏观交通流情况。可见, 提出的算法能更高效地保留原始轨迹的形状和时间信息。      

机场周围飞机噪声预测辅助系统

为科学预测机场周围飞机噪声,合理评价机场周围的声环境,根据中国机场周围飞机噪声环境标准的要求,结合民用机场建设工程环境影响评价技术导则所推荐的飞机噪声预测模式,采用国际民航组织推荐的计权等效连续感觉噪声级作为机场飞机噪声的评价量,开发了机场周围飞机噪声预测辅助系统。用该系统对某小型机场飞机噪声现状进行了计算,并与实测结果进行了比较。发现噪声计算值与实测值最大误差为1.2 dB,说明系统计算精度高。并用此系统对机场远期噪声影响进行预测,可获得有效的噪声等值线图。     

车辆多目标自适应巡航显式模型预测控制

为了兼顾车辆自适应巡航控制(ACC)系统的跟踪控制效果和实时性, 提出了基于显式模型预测控制(EMPC)理论的车辆多目标自适应巡航控制方法; 基于车辆间运动学关系建立自适应巡航控制运动学模型, 根据预测控制理论推导预测时域内的跟踪误差预测模型, 并确定车辆安全性、跟踪性、经济性和舒适性等多性能目标函数和约束条件; 运用显式模型预测控制中的多参数规划理论, 将基于反复在线优化计算的闭环模型预测控制系统转化为与之等价的显式多面体分段仿射(PPWA)系统, 通过离线计算获得期望加速度与距离误差、速度误差、自车加速度和前车加速度等状态变量之间的最优控制律, 并设计在线查表的搜索流程, 通过定位当前状态所处分区, 并应用该分区的显式控制律实现自适应巡航控制; 进行了纵向跟踪工况仿真验证, 并与传统MPC-ACC控制方法进行对比。对比结果表明: 在前车正弦加减速工况下, EMPC-ACC控制器单步运算速度比MPC-ACC控制器平均提升了53.51%, EMPC-ACC控制下的平均距离跟踪误差为0.220 3 m, 平均速度误差为0.340 1 m·s-1; 在前车阶跃加减速工况下, EMPC-ACC控制器单步运算速度比MPC-ACC控制器平均提升了72.96%, EMPC-ACC控制下的平均距离跟踪误差为0.331 9 m, 平均速度误差为0.399 1 m·s-1。可见, 提出的EMPC-ACC控制算法在保证纵向跟踪性能的前提下, 有效地提高了自适应巡航控制的实时性。      

一种基于机载数据的民用航空器飞行阶段划分方法

为有效解决民用航空器的机载快速存取记录器(QAR)航迹数据中飞行阶段出现错误划分的情况,通过航空器气动构型和垂直运动态势变化提出了飞行阶段重新划分方法,具体分为4个步骤:数据预处理、垂直运动态势划分、飞行状态特征模型构建和飞行阶段重新划分;使用基于DBSCAN的局部遍历聚类方法对气压高度变化趋势进行聚类分析,划分垂直运...