飞行性能

2024-05-25

飞行性能（精选4篇）

飞行性能篇1

0 引言

基于性能的导航 (Performance Based Navigation, PBN) 是国际民航组织积极推广的新技术之一, 是未来新航行系统的重要组成部分。但我国设计工作起步晚, 经验不足, 面对日益增长的空中交通流量以及更高的程序设计要求, 如何确保并提高我国程序设计质量成为亟待解决的问题。因此, 有必要建立一套客观、完整的质量评价体系, 本文初步探索建立PBN飞行程序设计质量评价。

1 我国PBN飞行程序设计存在的问题

飞行程序设计工作是民航机场规划发展以及空域资源利用和开发的基础, 更是航空运行安全的保证[1], 我国程序设计工作却存在以下问题。

1.1 任务重

根据国际民航组织要求, 2016年, 全部机场终端区实施RNAV-1或RNP-1运行, 全部仪表跑道具备RNP进近能力[2]。中国民航“十二五”规划中提出至2015年, 我国民用运输机场数量将达到230个[3], 意味未来4年, 须对现有及新建机场和仪表跑道完成PBN飞行程序设计, 程序设计工作任务巨大。

1.2 难度大

我国民航发展长期忽视空域和机场规划可持续性, 导致当前空域结构、航路划设不合理, 机场布局和选址不科学, 终端区运行容量接近饱和等诸多突出问题。此外我国地形复杂, 现有39个特殊机场, 在建多个高原和复杂机场。因此, 程序结构选择、障碍物处理和规避、航段梯度设置, 低温限制及最低运行标准制定都将增大设计难度。

1.3 能力不足

国外程序设计参与者包括程序设计员、管制员、公司飞行机组、签派员及性能分析员, 由程序设计和使用者共同参与程序的前期资料收集、方案设计及后期运行维护, 以求最优化。但我国程序设计、评审监督主要由设计员凭工作经验完成, 设计单位和人员数量有限, 设计重点仅停留在符合设计规范的层面, 缺乏使用者的参与和沟通, 设计中软硬件设施的落后, 忽略了程序的经济性、简便性以及长期性等方面要求。

1.4 标准不统一

我国PBN飞行程序设计主要依据《航空器运行第二卷目视和仪表飞行程序设计》, 以及《基于性能导航 (PBN) 手册》。这两部文件属一般性规则, 未考虑特殊性问题, 因此, 造成我国各地区设计单位间设计方法、标准不统一, 这对程序安全可靠性及局方对程序的评审、监管的一致性产生影响。

飞行程序设计应当遵循安全、经济、简便的原则, 在确保安全的前提下, 达到经济和简便的要求[4]。同时还需对经济效率、简便性、环境影响以及可持续性等进行考虑。

2 PBN飞行程序质量评价

PBN飞行程序设计包含程序制定中考虑的所有事项信息, 涵盖数据收集至程序公布的全过程。目前尚无飞行程序设计质量的完整定义, 本文将其描述为:PBN飞行程序全过程中, 符合规定的有关法规、技术标准, 能满足程序使用者所需性能总和。它不仅包括程序设计过程以成果的质量, 还包括参与设计活动组织和人员的工作质量。并认为质量评价评价主体根据一定的评价目的和标准采用适当的方法技术对评价客体的价值、质量进行认识评定。

因此, 本文以PBN飞行程序设计为研究对象, 以保证其质量为目的, 发现可能引起质量问题的因素, 建立评价指标。

3 PBN飞行程序质量评价指标

3.1 质量评价内容

安全性, 在保证前期资料收集的充分、可靠性基础上, 以Doc8168及Doc9613中规范和标准为依据, 评价航行参数、保护区绘制、障碍物评价、坐标计算以及导航数据库等。

经济性考虑程序的容量, 航器运行油耗及性能。

简便性从程序使用者角度, 考察进离场是否分离以减少飞行冲突, 便于管制员调配;是否便于飞行人员操作及流畅性。

环境影响考虑航空器运行中产生的噪声等级, 温室气体排放量。

长期可持续性考察程序是否能适应机场长期发展, 当机场流量增长, 开辟新航线, 扩建或增加跑道时, 现有程序的可用性和兼容性, 避免程序设计重复性。

上述五个评价内容分别是多层次单因素指标对程序各方面进行定性和定量的评价, 各评价内容和指标间相互关联又彼此约束。因此, 作为一个系统工程, 需再将系统整体作为评价对象, 进行综合评价, 从而使程序质量整体达到最优化。

3.2 PBN飞行程序设计质量评价指标

评价指标是反应评价内容功能的特定概念和数值, 具有综合性和数量性。评价内容需要多个因素组成的多指标评价体系, 并组成整体, 全面、客观地综合反应研究系统的情况。评价指标的选取是开展质量评价的基础, 指标选取时应遵循系统性、科学性、简便性、可测性以及定性、定量相结合的原则, 同时各指标间还应当避免相互包含的关系。

由于程序设计过程中对质量影响起到决定性作用的为前期准备和程序设计阶段, 同时这两个阶段也是在验证之前设计人员可控、可操作、调整余地较大, 较为经济、快捷的阶段。因此根据质量评价内容和准则, 以安全性评价为重点, 就这两个阶段建立综合质量评价指标。

4 结论

在表1至表5中所建立的评价指标, 较为全面、综合的反应了设计中各质量影响因素。所建立的指标体系中既有定性指标, 又有定量指标。在实际质量评价过程中, 需要进一步确定各定量指标的计算模型, 经过数学处理后, 作为评价标准, 经专家评判和模型计算分析之后。为探索PBN飞行程序设计的质量情况作出较为客观、科学的评价, 为提高程序设计质量提供参考和决策依据。

摘要：本文重点论述实施PBN程序设计质量评价的必要性, 建立质量评价指标, 为进一步研究PBN飞行程序质量保证和管理体系提供参考依据。根据飞行程序设计原则, 选取安全性、经济性、简便性、环境影响及可持续性为评价准则, 分析各准则下包含的质量影响因素并以此构建评价指标, 为程序设计提供全面、客观的质量评价标准。本文研究内容可为今后飞行程序设计质量保证体系理论与实践研究提供参考。

关键词：PBN,质量评价,评价指标

参考文献

[1]王保强.飞行程序设计工作的组织管理和质量管理[J].空中交通理, 2002 (2) :46-47.

[2]中国民用航空局.中国民航基于性能的导航实施路线图[R], 2009.

[3]中国民用航空局.中国民用航空发展第十二个五年规划[R], 2011.

[4]朱代武, 何光勤.目视和仪表飞行程序设计[M].成都:西南交通大学出版社, 2004:3.

飞行性能篇2

弹用涡喷发动机飞行试验启动加速性能仿真

结合导弹飞行的.应用实际,利用有限的部件特性,建立了弹用涡喷发动机启动加速至巡航状态全过程的动态性能仿真模型.对仿真模型计算结果进行了分析,模型计算结果与飞行试验数据吻合较好.该模型的建立对导弹发射过程发动机性能的分析具有重要的现实意义.

作者：于军于守志作者单位：航天机电集团公司31所,北京,100074刊名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：200122(6)分类号：V235.11关键词：导弹推进涡轮喷气发动机飞行试验空中起动加速过程数学模型

飞行性能篇3

近年来, 军事领域随着科学技术的发展而出现了突飞猛进的发展, 无论是作战的军事技术还是军事设备都面临着一个前所未有的春天。虽然目前国际形势总体和平, 但是局域地区的动荡不安也使各国加紧了对军事设备的研发。飞行器的隐身技术就是目前各国主要研究的方向。一旦飞行器隐身技术有所突破, 那么在飞行器执行打击和侦察等任务指令时, 就能够提高命中率, 减少本国的人员伤亡, 在战场上能够有效的提高作战能力。目前对于飞行器的隐身技术的研究主要集中在雷达隐身器的研究。雷达在支撑飞行器运作的过程中起着至关重要的作用, 没有雷达设备, 飞行器没有办法实行飞行和准确定位, 但是也是因为雷达的存在暴露了飞行器的踪迹, 增加了飞行器的危险性。目前, 各个国家对于飞行器雷达隐身技术的研究主要集中在通过减弱雷达的回波, 而降低地方发现的概率。使其既能够有效的完成军事命令, 又能在一定范围内逃避地方的侦察, 提高军事指挥作战能力。飞行器的隐身技术主要有:雷达隐身技术;红外隐身技术。由于雷达作用距离较远, 多用于对飞行器的远程探测。而红外探测装置作用距离较近, 常用于近距离使用。雷达隐身技术的作用机理主要是通过减弱、吸收、抑制散射目标的雷达回波强度, 降低目标的有效探测概率, 使目标在一定的范围内难以被对方雷达发现和识别。一般采取的措施:一是外形隐身技术, 二是材料隐身技术。外形隐身技术往往在一个角度范围内获得RCS减缩的同时伴随着另一角域的RCS增加, 如果要求更多方向上的减缩, 须结合吸波材料技术。外形隐身技术的首要条件是要确定威胁区域。如果所有方向的威胁是同等重要的, 则外形隐身技术是无能为力的。对于实际的飞行目标, 通常都可以确定出其最重要的和次重要的威胁区域, 因此可以利用外形隐身来获得有效的RCS减缩。

1 飞行器雷达隐身技术现状

目前国际上的军事大国主要是俄罗斯和美国, 这两个国际的军事作战能力和军事作战技术都是不容小觑的。他们拥有目前国际上最先进的军事作战设备。率先意识到飞行器隐身技术重要性的美国, 在上个世纪的末期就结合当代军事发展的主要趋势, 集结了大量的军事技术研究人员和军事研究专用费用, 进行了相关技术的纵深研究。经过他们的不断努力, 在国家和人民的高度重视之下, 目前已经取得了比较突出的成绩, 他们目前掌握着不同实际用途和具体型号的军事作战武器, 这些武器中无一不渗透着相关的隐身技术, 使得其国际巡航导弹和反弹道导弹系统领先于世界各国之上, 军事实力大增。美国作为当前的军事大国和经济大国, 率先将隐身技术纳入了军事研发战略之中, 并逐步提高其重视地位, 从目前对其武器的了解情况分析, 美国的多有巡航导弹设备都安装了相应的隐身技术, 而且其隐身技术的能力也在逐渐的提高, 隐身的范围在逐渐的扩大, 隐身效果越来越明显。从目前我们分析的数据上观察, 美国军事作战器最初的隐身系数基本上确定为0.1平方米, 但是随着其研究技术的深入和实战演练的综合性分析, 到目前为止, 改过的飞行器隐身范围基本上提高到0.01平方米, 这是一个非常惊人的数据值, 目前, 国际上还鲜有国家能够达到这个参考系数, 也就是说美国的军事作战能力也将大幅度提高, 在战争时期其军事打击能力将略胜一筹。从实际的例子进行具体的阐释:如:在实战中应用最多的“战斧”系列巡航导弹, 采用常规的圆截面弹体外形, 在翼面、进气道、弹体表面等部件上采用了吸波材料, 其RCS约为0.1m2。此外, 先进巡航导弹AGM-129A (RCS约为0.01m2) 、联合防区外空地导弹JASSM (RCS约为0.01m2) 等均采用先进的隐身外形, 并综合采用吸波材料等多种隐身措施, 获得了非常好的隐身性能。综观世界飞行器的发展动态, 隐身飞行器是各国武器装备重点发展的目标之一, 具有隐身飞行器多样化、多功能隐身、全方位隐身、开发新概念隐身飞行器等特点。

2 飞行器机翼布局隐身设计

雷达后向散射涉及到入射场与整个反射结构的相互作用, 对于大多数雷达, 其波长大大小于飞行器的典型尺寸, 电磁散射实际上是局部现象, 为了较显著地降低RCS, 必须首先对主散射体采取措施, 以减小雷达散射截面。飞行器常见的头向强散射中心有:雷达舱、座舱、进气道、机翼、尾喷管等部位。消除这些强散射中心是目标外形设计的目的。在控制或降低这些部件的雷达散射截面时, 必须保证它们能够满足飞行器的总体要求, 如机载雷达及其天线罩的隐身必须确保雷达的正常工作;进气道的隐身必须保证进气量及总压恢复系数以获得足够的推力;座舱的隐身必须保证飞行员具有足够的可见度。隐身飞行器外形设计的具体措施有:改善飞行器的总体布局, 使飞行器表面尽量光滑而没有明显的突变;采用低RCS的部件;尽量缩小飞行器的机械尺寸等。在隐身总体设计中, 需要根据威胁情况、可实现程度、成本等情况进行权衡, 将隐身飞行器的性能价格比控制在合理的范围内。

2.1 飞行器机翼布局设计

机翼飞行器整体构造中一个重要的散射源头, 换句话说, 它是比较容易遭受到敌方侦察的区域, 因此, 提高该部位的隐身技术能力, 也是提高飞行器整体隐身能力的一个关键。

“战斧”导弹的弹翼后掠角为7°, 将其变化为20°和40°进行了RCS计算和分析。结果表明, 弹翼后掠角主要影响弹翼前缘散射峰值的方位, 而对其他方位的影响很小, 头向和全方位的RCS均值也没有明显差别。

2.2 导弹尾翼布局设计

尾翼的研究主要针对尾翼布局的变换, 对比分析正常的“十”字形布局和倾斜的“X”形布局。计算结果表明, 尾翼布局对侧向附近方位的RCS有非常明显的影响, “X”形布局使侧向RCS显著降低, 这从均值统计可以看出, “X”形布局的±180°全方位RCS均值因侧向减缩而下降了一个量级, 而±45°头向RCS均值则没有变化。

3 结论

综上所述, 虽然在当今大的和平的背景之下, 各个国家都没有放松对于国防军事能力的建设, 只有国防和军事的作战能力全面提高, 才能对其他的国家产生一定的威慑能力, 进而维护国家的和平与发展。飞行器的隐身技术一经诞生就引起了各个国家的足够重视, 在其技术研究领域中美国处于优势的地位, 并已经将其研究结果应用于具体的导弹系统中, 我们国家从国防和国情两个层面出发, 也应该集中一定的人力和物力进行飞行器的隐身技术研究, 尤其是要加大对于雷达隐身技术的研究, 只有这样才能提高我国军事能力, 进而促进国家综合实力的提升。

参考文献

[1]阮颖铮.雷达截面与隐身技术[M].北京:国防工业出版社, 1998.[1]阮颖铮.雷达截面与隐身技术[M].北京:国防工业出版社, 1998.

飞行性能篇4

飞行性能主要研究飞机在外力作用下, 其质心运动的规律。描述飞机质心运动规律的诸参数, 主要包括飞机的速度、高度、航程、航时、起飞、着陆和机动飞行等。飞行性能主要受飞机的气动特性 (主要包括升阻特性) 和发动机特性 (主要包括推力特性及耗油特性) 影响。对于民用飞机而言, 飞行性能与飞机的经济性息息相关, 因此对于民机设计而言, 如何能够快速、准确地获得飞行性能计算结果便显得尤为重要。

1软件简介

本软件可以对民用喷气飞机的起飞性能、爬升性能、巡航性能、下降性能、着陆性能的相关指标、轮挡飞行总量 (包括飞行距离、时间、耗油量) 以及商载—航程等典型的飞行性能指标进行快速计算, 其主要的结构如图1。

本软件根据实际情况分别采用双精度和整型数据输入及存储计算, 计算结果可以满足工程应用及初步分析设计以及画图的精度要求。

2编程实现方法

作为一种飞机设计专用软件, 民用喷气飞机飞行性能计算软件需要兼顾界面的友好性、专业性, 以及计算的高效性、准确性。Matlab作为MathWorks公司开发的科学计算环境, 具有强大的计算绘图能力, 被誉为“演算纸”式的工程计算工具, 但其作为一种解释执行的脚本语言, 运算速度较慢, 且界面开发功能较弱;而Visual Basic作为一门易学易用的编程语言, 其执行速度相对较快, 且易于进行用户界面开发。因此, 将VB和Matlab进行无缝集成, 可以为科研工作和工程应用提供有力的技术支持, 并且有利于缩短开发周期、优化系统性能。

本软件的开发主要通过使用嵌入VB的矩阵函数库MatrixVB来实现Matlab与VB的集成。MatrixVB是MathWorks针对VB提供的一个Matlab库, 它提供了600多个函数, 包括基本的数学运算和功能强大的信号处理、线性代数、串运算及图形图像处理功能等, 为VB提供了强大的功能扩展。通过MatrixVB插件, 将与MATLAB相似的函数、语法嵌入到VB中, 可以象使用VB的函数、命令一样使用MATLAB函数。该集成方法原理简单, 编程效率高, 并且几乎完全融入VB语言, 特别对图形的处理非常方便, 对于解决工程问题是十分有意义的。

3软件使用方法

本文以爬升性能的计算为例, 介绍本软件的使用方法。由于爬升性能的计算均需用到发动机数据库, 如果用户不采用算例中的发动机, 则需手动更新数据库信息。本软件经打包处理后具有良好的可移植性, 用户可以对文件存储位置以及发动机数据库进行修改。

具体做法如下:

(1) 首先在“ 安装目录原始数据 ”文件夹中找到文件“发动机. mdb”并打开, 如图2所示;

(2) 参照文献[1]中的发动机推力曲线和耗油曲线的形式, 将曲线离散化, 然后参考算例数据库的格式, 选取合适的数据精度, 一一输入到相应的表格中, 最终完成关于发动机特性的数据库的建立;

(3) 将发动机特性数据库更新成功以后, 就可以运行“民用喷气飞机飞行性能计算软件”了。双击相应运行图标或快捷方式, 即可运行该软件 (图3) ;

(4) 进入“飞行性能”菜单, 选择“爬升性能”开始计算。用户既可根据计算任务或提示, 在窗口界面中输入合理的数据, 也可通过通过调入算例来进行计算, 如图4所示。

(5) 数据输入或导入完备后, 点击“确定”键, 即得计算结果, 以消息框或图形的形式输出 (图5) 。

同时在“运算结果”的子文件夹中自动生成相应的文本文件 (图6) 。

此外, 通过“保存算例”, 将算例数据输出到用户指定的文本文件中 (图7) , 输出格式根据输出数据的实际情形的不同而改变。

至此, 用户可以快速获取相应的飞行性能计算结果, 进而评估飞机的设计效果是否满足设计要求。

4结束语