飞机航路阶段尾流遭遇风险仿真研究

来源 :中国民用航空飞行学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyuerhaha
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近年来,伴随着空中交通流量日益增长,空域当中运行的飞机种类和交通混合度大幅增加,航路飞行阶段因尾流引发的安全事故时有发生,为确定航路阶段尾流间隔的安全性,有必要对航路阶段尾流遭遇风险进行评估。本文围绕尾流生成、演化及尾流遭遇响应问题,对飞机航路阶段运行时尾流遭遇风险进行研究。论文主要研究工作包括:首先,研究尾流生成及耗散特性。结合国内外研究现状,通过数学模型对飞机尾流的生成及演化特性进行研究,并对尾流演化的影响因素进行分析;对比分析不同尾涡诱导速度模型的特点,选取合适的模型用于尾流遭遇响应的研究;同时,针对飞机航路阶段的运行特点,对不同高度、不同重量及不同机型的尾流耗散情况进行研究。其次,总结飞机在航路阶段可能出现的尾流遭遇场景,使用空气动力学中的条带法,结合具体的飞机构型,构建飞机整体的尾流遭遇响应模型;并使用MATLAB仿真软件对后机进入前机尾涡流场不同位置时的升力变化量、滚转力矩变化量进行计算,确定其在前机尾涡流场中的最危险位置。然后,对衡量尾流遭遇风险的安全指标进行选取和分析,以RECAT-CN尾流间隔标准为基准,通过仿真计算不同机型组合在不同间隔下的滚转力矩系数、高度变化量和颠簸强度最大值,以此评估航路阶段尾流遭遇的潜在风险。最后,总结影响尾流安全间隔的因素,并根据不同机型的滚转力矩系数极限值,对航路阶段尾流遭遇的临界安全间隔进行计算,并与RECAT-CN尾流间隔标准进行对比。结合尾涡下沉运动,归纳不同机型组合在航路阶段飞行时的需要保持的纵向与垂向间隔。论文拟通过上述工作为研究尾流遭遇风险、制定科学合理的尾流间隔标准提供理论基础和实验依据、为制定更为优化的飞机航路阶段运行标准提供参考。
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