隨著民用航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展,空中交通流量急劇增加,空中交通系統(tǒng)面臨著越來越嚴重的航線擁擠,飛行沖突日益嚴重。自由飛行是解決該問題的有效途徑,即允許飛行員選擇最適合自己的飛行速度和飛行路線，選擇對他所駕駛的飛機以最優(yōu)的飛行路線和飛行速度、并選擇最合適的飛行高度巡航。所以自由飛行條件下的沖突解脫和優(yōu)化問題就成為了飛行安全研究的重要方向。在優(yōu)化飛行沖突解脫方面，國內(nèi)外做了很多研究，本文的主要內(nèi)容將以性能為基礎(chǔ)對多架飛機的沖突進行分析，運用遺傳算法，得出幾種沖突條件下的最優(yōu)解脫方案，并在給定機型條件下，使用性能計算軟件和手工計算的方法來計算各種沖突解脫方案的成本。并且本文還包含了對跨越高度層的三維解脫方案進行了最優(yōu)成本計算，做出了對比，得出了最優(yōu)的解脫方案。此外，本文也將在飛機爬升、巡航、下降的性能分析的基礎(chǔ)上對較短的（主要是小于1500公里）固定航程飛行剖面進行研究分析，給出了用確定最優(yōu)爬升速度和下降速度來得出最優(yōu)固定航程飛行剖面的方法，并用實例計算的數(shù)據(jù)結(jié)果對該方法進行了證明，數(shù)據(jù)結(jié)果證明用確定最優(yōu)爬升速度和下降速度的方法來得出最優(yōu)固定航程飛行剖面的方法是實用的，有效的。為結(jié)合全文的性能計... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

1爬升的各個階段示意圖

（2.6）爬升剖面的速度類型分析：民航運輸機在執(zhí)行爬升、下降任務(wù)時，有典型的各種速度程序或過程（如圖2.3），這些過程是經(jīng)過長期的飛行實踐檢驗過的經(jīng)濟的、安全的、易于實際操作的過程：圖 2.3 爬升過程各階段所選用的速度從圖中可以看到，在飛機從3050m爬升到9150m左右的高度的過程中，經(jīng)歷了等表速和等M數(shù)這兩個速度過程，所以，在計算爬升經(jīng)過的距離和高度時，還要知道表速和真空速之間的換算關(guān)系：V = σeV 。爬升所經(jīng)過的水平距離為：0costpsl =V θdt∫ （2.7）2.2.2 爬升段的耗油量計算以氣壓變化量 ΔP 作為積分微元， ΔH 為高度增量，那么有[35]：ΔH =ΔP ×ISATT（2.8）爬升時間是： Δ t= ΔP ×ISATTsinθ1V× （2.9）爬升的燃油是：fhW = q× Δ t（2.10）2.2.3 爬升后平飛段的性能計算此處的平飛段計算不是指后面要提到的巡航段，在這里是為了比較不同速度爬升到同高度的耗油量所設(shè)的一個共同點

2.2.4.1 初始巡航高度對最佳爬升速度的影響設(shè)某架飛機的起飛重量為75000kg，爬升速度為0.83M，巡航速度為0.83M，本文分別對不同初始巡航高度計算該飛機的最佳爬升速度并繪制成曲線如圖2.4[34]：圖2.4 不同初始巡航高度下飛機的最優(yōu)爬升速度2.2.4.2 起飛重量對最佳爬升速度的影響分析按照上面的公式計算，對初始巡航高度為10065m（即33000ft），飛機重量從190000kg到250000kg對應(yīng)的最佳爬升速度繪制成曲線如圖2.5[34]。圖2.5 起飛重量與最佳爬升速度的曲線關(guān)系

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Matlab/GUI的新型界面開發(fā)方式[J]. 邱金蕙,王矞輝,李振全.  河北工業(yè)科技. 2008(04)
[2]不同管制方法下空域運行的燃油經(jīng)濟性與仿真分析[J]. 徐肖豪,王琦,劉宏.  中國民航大學(xué)學(xué)報. 2008(02)
[3]基于布朗運動的空中交通短期沖突探測[J]. 李丹,崔德光.  清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽. 2008(04)
[4]飛機最佳爬升速度計算與研究[J]. 王玉,谷潤平.  中國民航飛行學(xué)院學(xué)報. 2008(01)
[5]基于一種免疫遺傳算法的自由飛行沖突解脫[J]. 楊尚文,戴福青.  航空計算技術(shù). 2007(01)
[6]采用內(nèi)點約束的最優(yōu)沖突解脫方法[J]. 程麗媛,韓松臣,劉星.  交通運輸工程學(xué)報. 2005(02)
[7]基于能量控制的長航時飛機軌跡優(yōu)化設(shè)計及仿真[J]. 田小燕,陳懷民,吳成富,李愛民.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2004(S9)
[8]基于飛行姿態(tài)的潛在沖突預(yù)警算法[J]. 舒紅平,游志勝,劉健波.  計算機工程. 2004(15)
[9]自由飛行中沖突解脫的線性規(guī)劃法[J]. 靳學(xué)梅,韓松臣,孫樊榮.  交通運輸工程學(xué)報. 2003(02)
[10]自由飛條件下的沖突探測與解脫方法[J]. 劉星,胡明華,韓松臣.  南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2002(S1)

碩士論文
[1]安全飛行與經(jīng)濟飛行的研究[D]. 徐穎.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]沖突探測與解脫技術(shù)在未來空中交通管理中的應(yīng)用[D]. 周向華.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]模擬退火遺傳算法在飛行沖突解脫中的應(yīng)用[D]. 裴志剛.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[4]自由飛行空域中多機沖突探測與解脫技術(shù)研究[D]. 程麗媛.南京航空航天大學(xué) 2005
[5]自由飛行空域中多機沖突探測與解脫技術(shù)研究[D]. 靳學(xué)梅.南京航空航天大學(xué) 2004



本文編號：3072726