进近阶段飞机尾流遭遇风险研究

发布时间：2020-06-11 23:23

【摘要】：飞机尾流是前后飞机之间保持安全间隔的起因。安全的尾流间隔在保证航班安全运行方面贡献巨大,但同时也在一定程度上限制了容量的提高。针对该问题,本文对飞机尾流的分类、形成、演化机理、对后机的影响以及飞机尾流遭遇风险评估指标的遴选、尾流遭遇严重性指标的评估展开了研究。在国内外相关研究的基础上,针对性的建立了尾流模型,对初始尾流环量的影响因素进行了分析,研究了尾流环量在不同翼型的机翼展向分布;建立了诱导速度模型,对尾流诱导速度场进行仿真计算;基于三种尾流遭遇场景,建立了飞机横向穿越尾流的动态响应模型、纵向遭遇单涡的动态响应模型、纵向遭遇双涡的动态响应模型。提出用数据分析的方法遴选尾流遭遇风险评估指标,运用SPSS软件和AMOS软件对尾流遭遇风险评估指标进行因子分析和结构模型路径系数分析,最终得出诱导滚转力矩作为飞机尾流遭遇的严重性评估指标。以国际民航组织的尾流遭遇飞行模拟实验数据为参照,将文中所提诱导滚转力矩系数计算方法与欧控的诱导滚转力矩系数计算方法进行比较,验证了文中所提出的方法,计算结果可信、得出的建议值安全性较高,能够用于尾流遭遇风险评估工具开发和尾流间隔缩减的安全性分析。建立了尾流遭遇严重性评估系统,对现行尾流间隔进行基于尾流遭遇严重性的安全评估,针对现行尾流间隔的安全评估问题,提出了残余尾流环量和诱导滚转力矩系数值。可以作为尾流间隔风险评估的安全水平值,可用于尾流间隔风险控制工具的开发。尾流间隔标准在飞行安全和效率方面作用重大,虽然现有间隔标准在确保空中交通安全、航空器有序运行方面发挥了重要作用。但是,尾流的耗散和传输规律随气象条件的不同有很大的差异,现有间隔标准在大多数气象条件下都过于保守。过大的尾流间隔标准增大了起降飞机之间的间隔,在一定程度也限制了管制空域的容量,影响了机场资源的利用效率。飞机尾流遭遇风险研究是动态尾流间隔运行甚至优化现行尾流间隔的重点工作,必须小心谨慎的研究。本文研究了尾流形成、演化以及对后机的影响,建立了飞机进近时遭遇尾流的风险评估模型,提出了飞机尾流遭遇严重性评价指标,并对指标进行验证。研究成果将为制定更科学的尾流间隔标准、提高机场跑道的利用效率提供理论基础和实验依据、为制定更优化的航空器进离场运行标准提供参考。
【图文】：

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图 1.1 论文研究框架本课题研究内容从以下三个方面展开:1) 进近阶段飞机遭遇尾流模型研究在国内外尾流研究的基础上，建立尾流模型，，包括飞机尾流初始环量模型、尾流环在不同翼型机翼展向的分布模型、尾流耗散模型、尾流诱导速度场。结合尾流演化机与后机尾流遭遇响应特征，建立尾流遭遇模型，并验证模型的准确性。2) 进近阶段飞机尾流遭遇风险指标计算尾流遭遇风险评估非常复杂。如果没有量化尾流遭遇风险的工具和技术，就必须采保守的尾流间隔来实现民航的高安全运行。遭遇尾流后，对飞机的飞行控制会有很多确定的影响。一些小的尾流遭遇，可能都没法感受到，而一些大的尾流遭遇会导致飞结构的损坏或者失去控制。本文基于特定场景，对飞机遭遇尾流进行模拟，计算飞机

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9图 1.2 论文章节安排介绍本课题的研究背景与意义，综述飞机尾流演的现状研究、飞机尾流遭遇风险控制研究现状，概内容作了安排。尾流演化机理分析。介绍飞机尾流的形成、分类强度的影响、尾流环量的分布、以及不同条件下尾流遭遇动态响应机理分析。构建飞机尾流遭遇别对飞机纵向遭遇单个尾流、纵向遭遇两个尾流了定性分析，研究了飞机遭遇尾流后，对飞行控尾流遭遇的飞机动态响应风险评估分析。介绍了
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V328

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