通用航空飞机性能分析

随着国家低空空域的逐渐开放,通用航空迎来了它的快速发展期。随着发展要求的不断提高,通航很多方面的研究远远滞后于其快速的发展,其所面对的瓶颈问题也越来越大,从而制约了通用航空产业的长足发展。本文从飞机性能的角度,针对通用航空飞机性能对飞行安全的重要性,着重研究通用航空飞机的起飞、着陆等性能。如起飞重量,着陆重量,起飞距离,着陆距离以及飞机载重的限制、航程时间及燃油消耗等。     

大型灭火水上救援水陆两栖飞机起飞性能计算方法研究

和着陆过程一样,起飞过程虽然只占飞行任务很小部分,然而,却是飞行任务中最危险的一个阶段,其危险性仅次于着陆阶段,所以,对飞机起飞阶段的飞行特性研究,对于提高飞机的安全性具有十分重要的意义。针对飞机起飞性能研究介绍了一种可靠的计算方法,对飞机研制具有一定的参考价值。     

高原机场飞机减载使用分析

高原气候环境特殊,空气稀薄,飞机在高原机场运行时,起降性能受气温气压影响显著,飞机载重受到限制.基于高原机场飞机起飞着陆性能的分析,提出飞机减载的判定准则和分析方法,分别研究了轮胎速度、跑道长度、刹车能量和道面承载能力等因素对飞机起降质量的限制.根据运动学理论分析起飞离地、着陆接地平衡状态,得到离地速度与起飞质量、接地速度与着陆质量的关系,计算轮胎速度限制的最大起飞着陆质量;分析高原机场跑道长度计算理论,利用解析积分法计算跑道长度限制的飞机最大起飞着陆质量;将刹车能量对飞机起飞着陆质量的限制转化为决断速度对飞机起飞着陆质量的限制,通过决断速度计算飞机的最大起飞质量;采用ACN-PCN(aircraft classification number-pavement classification number)评价法,确定飞机的最大起飞着陆质量.以某高原机场为例计算某型飞机的最大起飞质量和最大着陆质量,给出了具体的减载方案.研究表明,对于正常起飞和正常着陆,轮胎速度对最大起飞质量和最大着陆质量影响最敏感;对于一发失效,刹车能量对最大起飞质量影响最敏感.     

考虑运营参数不确定性的民机机翼优化对燃油经济性的影响

燃油经济性是民机市场竞争力的主要指标之一,在实际运营中飞机的商载和航程具有不确定性,直接影响燃油经济性.利用基于物理模型的开源软件计算燃油消耗,采用基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的代理模型,对民机机翼分别进行确定性及考虑商载和巡航航程不确定性的优化设计,以期降低燃油消耗总量.研究结果表明:考虑运营参数不确定性的优化结果相比确定性优化设计,执飞相同数量的航班时燃油消耗总量降低约1.26％,具有一定的经济收益前景.     

电动轻型飞机起飞总重估算方法研究

电动飞机在飞行过程中其重量始终保持不变,使得对其进行起飞总重估算的过程中,在参数的确定方法上与传统的燃油飞机有所不同。首先提出了适用于电动轻型飞机的按任务剖面、按商载和航程估算起飞总重的方法,并对任务剖面法解的存在性和收敛性进行了分析。然后以某型双座电动轻型飞机为例,应用这两种方法对起飞总重分别进行了估算,取两者的平均值作为最终起飞总重的估算值,并对该估算结果的合理性进行了分析。本文提出的方法为后续电动飞机的研制提供直接参考价值。     

飞机起飞性能算法

根据两点起飞和三点起飞不同的飞行原理和运动特点,分别建立两种不同起飞方式下的数学仿真模型。重点结合飞机的气动特性和起落架系统特性,依据全机总体设计参数进行仿真计算,给出不同起飞方式下的性能数据。以某型飞机为例,编写起飞性能程序,计算两种不同起飞方式下飞机的起飞性能。最后分析了2种不同的起飞方式对飞机各起飞阶段下的距离和速度等性能数据的影响,结合飞机实际飞行,验证仿真模型的准确性,并给出较优的起飞方式,用于指导部队飞行。     

电动轻型飞机起飞总质量估算方法

电动飞机在飞行过程中其质量始终保持不变,使得对其进行起飞总质量估算的过程中,在参数的确定方法上与传统的燃油飞机有所不同。首先提出了适用于电动轻型飞机的按任务剖面、按商载和航程估算起飞总质量的方法,并对任务剖面法解的存在性和收敛性进行了分析。然后以某型双座电动轻型飞机为例,应用这两种方法对起飞总质量分别进行了估算,取两者的平均值作为最终起飞总质量的估算值,并对该估算结果的合理性进行了分析。提出的方法为后续电动飞机的研制具有参考价值。     

基于快速存取记录器数据的飞机废气排放计算与分析

近年来,我国大力推行民航绿色发展,飞机废气排放问题逐渐引起重视。本文基于快速存取记录器提供的实际运行数据,参考BFFM2,对ICAO标准排放计算模型加以修正,并利用该模型计算了实际运行航班的废气排放数据。随后从机型/发动机型号、飞行时间以及燃油流量3个影响因素入手,分析其对废气排放的具体影响。最后对民航减排提出了几点建议：改善机队组合;优化场面运行程序;调整航路和巡航模式。本文的研究结果对有关航班全程废气排放和缓解飞机废气排放的研究具有一定的参考价值。     

基于航程的方向舵卡死飞机任务放弃杀伤判定方法

为研究导弹打击引起的方向舵卡死对飞机执行任务能力的影响,提出了一种基于航程的任务放弃杀伤判定方法. 考虑方向舵卡死引起的纵横向气动耦合,论述飞机配平过程;基于受损飞机配平解,计算剩余飞行航程;根据任务剖面确定航程阈值,对比飞机剩余航程与阈值判定是否造成任务放弃杀伤. 设置仿真算例,求解不同卡死角下飞机的航程损失,验证了所提任务放弃判定方法的可行性. 研究结果表明,小角度卡死引起的航程损失较小,随着卡死角度增大航程损失迅速增加并最终导致任务放弃杀伤,且航程损失能够高达50%.      

飞机起飞着陆航迹测试与分析

在采用新研制的飞机起落航迹激光定位系统的基础上，对7个机场7种机型的飞机起飞着陆航迹进行了测试，总结出飞机起飞着陆航迹可行的实地测试方法，测得7种飞机的起飞着陆航迹数据，计算了7种飞机在各种不同温度、气压、海拔等条件下的起飞航迹，并利用实地测试结果对其 进行了校核，本文取得的成果，已在2001年8月新颁发的《军用机场净空规定》中采用。     

飞机起飞着陆性能仿真与分析

为真实反映飞机起飞着陆的滑跑过程，记录了某型飞机的速度、加速度传感器现场数据，建立了飞机起飞着陆滑跑过程的微分方程并进行了解算；基于飞机滑跑过程的微分方程采用Simulink对飞机起降性能进行建模和仿真，记录数据、理论结果和仿真结果三者对比验证了所建立的仿真模型是有效的。基于该模型对该飞机滑跑过程进行仿真分析，结果表明起飞和不放阻力伞着陆过程可近似为匀加速直线运动过程，放阻力伞着陆过程则比较复杂。最后，研究3个主要参数对滑跑距离的影响，结果表明滑跑距离与机场海拔和风速呈近似线性关系，与迎角呈非线性关系且在迎角为8°时存在极小值点。     

基于油耗模型的下降阶段参数优化分析方法

由于飞机在着陆阶段的飞行环境复杂且飞行员操纵参数众多,对飞机的飞行安全提出了严峻考验。因此,以飞机着陆阶段的油耗模型为例,提出了参数优化分析方法,优化影响油耗的参数,从而简化飞行操作。结果表明,优化后,影响飞机着陆阶段燃油消耗的因素由十个减少为四个,并且油耗预测模型的预测精度基本不变,模型结构简洁,从而更好地保证了飞机飞行安全。     

变掠翼轰炸机起飞重量估算方法研究

起飞重量的估算是飞机设计的第一步,只有确定了飞机的起飞重量,才能进行后续的总体设计,即确定飞机的基本尺寸及布局形式。该文通过统计学的数学方法,介绍了一种新型轰炸机在概念设计阶段起飞总重估算的思路,提出了该类飞机起飞重量的组成,特别是按照这种处理问题的思路提供了飞机起飞总重估算所用到的一个公式及推导过程。该公式的推导是基于第三代/第四代轰炸机起飞总重估算建立的,适用于该类飞机在概念设计阶段初始起飞总重的估算。     

GPS在飞机起飞着陆性能测试中的应用

本文介绍了GPS测试系统的组成及其在飞机起飞着陆性能测试中的应用,利用GPS实时记录飞机的位置、速度、时间等信息,经分析处理,获得飞机起飞着陆性能指标。     

民用飞机巡航阶段污染物排放量计算研究

随着航空事业的不断发展,发动机的排放污染也越来越引起社会关注。巡航是民航飞机主要的飞行阶段,航班飞行中绝大多数的燃油消耗、飞行时间和污染物排放量均发生在该阶段。利用波音公司的飞机性能计算软件,计算了不同巡航方式、巡航高度、巡航重量、外界温度偏差等条件下的巡航性能参数,然后基于ICAO排放量数据建立污染物排放量计算模型,用Visual Studio开发了巡航阶段污染物排放量计算软件,实现对不同巡航条件下各种污染物排放量的计算。计算结果表明,在排放总量中占比从高到低的污染物类型依次为CO2、NOX、CO和HC。基于计算数据分析了巡航方式、巡航高度、飞机质量和外界温度偏差等因素对不同类型污染物排放量的影响。尽管变化趋势不尽相同,但在其他条件一定时,选择合适的巡航高度和巡航方式,可使特定污染物的排放量达到最少。     

大型灭火水上救援水陆两栖飞机着陆着水性能计算方法研究

在飞机的整个飞行过程中,虽然飞机在着陆过程中的飞行时间与距离所占用的比例很小,但是却是飞机安全事故发生最多的阶段,因此,对着陆阶段飞行性能的研究,对提高飞机安全性具有十分重要的作用。介绍了一种着陆阶段飞行性能计算方法,经过理论推理和工程验证,对运输机飞行性能的研究具有一定的参考作用。     

民用飞机试飞燃油消耗率影响因素实证研究

研究了某型号民航飞机在试飞过程中燃油消耗率的影响因素，并利用拟合回归分析建立相应数学模型。通过对参数及模型的优化，得出了民机试飞燃油消耗率与起飞风速、起落架收放、装载重量等因素呈正相关，与着陆风速、起飞重心、飞行时间等因素呈负相关的结论。将优化后的模型应用在同一机型不同架机的试飞数据上，模型预估的燃油消耗率与实际燃油消耗率相差较小，进一步验证了模型及结论的有效性。     

考虑燃料消耗的飞机副油箱燃油晃动等效建模

随着燃料消耗,飞机副油箱内燃油的晃动特性将改变,并影响飞机飞行品质和安全。为准确高效地分析副油箱内燃油晃动行为,通过势流理论和有限元法建立了不同充液高度下燃油晃动的单摆等效力学模型。基于充液高度对单摆等效力学模型的各参数进行插值处理,提出了考虑燃料消耗的燃油晃动等效力学模型建立方法。以俯仰激励和滚转激励为例,对固定充液比和变充液比情形下的单摆等效力学模型进行了验证。结果表明,本文建立的等效力学模型对燃油动力学响应的预测结果与计算流体动力学软件的仿真结果吻合良好。可见,该等效建模方法在飞机副油箱内燃油晃动动力学描述上准确有效。     

减少飞机起飞质量和空载质量估算误差研究

目的 研究减少飞机概念设计时空载质量和起飞质量估算误差。方法 通过对一些新型运输飞机的基型和衍生型数据进行统计分析研究,拟合出空载质量估算相对误差与航程之间的二阶多项式关系曲线,导出飞机起飞质量、空载质量和航程之间的关系式,改进了Ｒｏｓｋａｍ的空载质量估算公式,通过对利用Ｒｏｓｋａｍ估算公式和改进后Ｒｏｓｋａｍ估算公式的计算结果分析对比,得出了较为满意的结果。结果 空载质量和起飞质量的估算误差范围     

航空发动机排气污染物排放适航审定方法研究

 为解决中国民用航空发动机测试数据处理方式中的技术难点,使符合飞机发动机排气污染物的适航审定标准,参考国际民航组织(ICAO)颁布的“飞机发动机排放”条例采集污染物气体样本数据。基于ICAO标准的起飞着陆(LTO)循环概念,采用ICAO计算方法和美国车辆工程师协会(SAE)航空建议操作规程(ARP)计算方法得出航空发动机NO_x排放指数。根据中国民航规章34部(CCAR-34),验证得出航空发动机JT3D-7的NO_x排放符合现行的适航标准。