基于NSGAII算法的宽体客机商载航程研究

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1、第４６卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．５２０１６年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１６基于ＮＳＧＡＩＩ算法的宽体客机商载航程研究葛瑞辰，丁松滨，王筱丽（南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１１１０６）摘要：宽体客机研发模式已从传统“单一机型”向“系列化机型”转变。根据宽体客机系列化设计通用性准则，对其设计方法进行了研究。建立了以宽体客机系列化设计制造成本、最大起飞重量间差值总和为目标函数，各机型商载能力为约束条件的宽体客机系列化设计模型。利用非劣排序遗传算法（ＮＳＧＡＩＩ），对宽体客机系列化设计模型求解，得到符合条件的Ｐ

2、ａｒｅｔｏ解集，取解集中的两个方案进行比较分析，其结果具有一定的实际意义，为宽体客机制造商在宽体客机系列化设计过程中商载航程的选取提供了一种依据。关键词：宽体客机；系列化设计；商载航程；ＮＳＧＡＩＩ算法中图分类号：Ｖ２１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１６）０５-００６３-０４StudyonPayloadandRangeofWide-bodyAircraftFamilyBasedonNSGAIIAlgorithmＧＥＲｕｉ-ｃｈｅｎ，ＤＩＮＧＳｏｎｇ-ｂｉｎ，ＷＡＮＧＸｉａｏ-ｌｉ（CollegeofCivilAviation，NanjingUniver

3、sityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１１１０６，China）Abstract：Ｔｈｅｒｅｈａｓｂｅｅｎａｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｏｍｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｔｏｆａｍｉｌｙｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｄｅ-ｂｏｄｙａｉｒｃｒａｆｔｆａｍｉｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅｎｅｓ－ｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｉｎｄｅｘａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔａｋｅｏｆｆ

4、ｗｅｉｇｈｔ（ＭＴＯＷ）ａｓｔｈｅｏｂ－ｊｅｃｔｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｐａｙｌｏａｄａｓｔｈｅｒｅｓｔｒａｉｎｓ．ＷｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦａｓｔｎｏｎ-ｄｏｍｉｎａｔｅｄｓｏｒｔｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌ－ｇｏｒｉｔｈｍ（ＮＳＧＡＩＩ），ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｈａｓｇｏｔ．Ｔｗｏａｎｓｗｅｒｓｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄａｎｄｔｈｅｍｅａｎｉｎｇｆｕｌａｎａｌｙｚｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｆａｍｉｌｙ．K

5、eywords：ｗｉｄｅ-ｂｏｄｙａｉｒｃｒａｆｔ；ａｉｒｃｒａｆｔｆａｍｉｌｙｄｅｓｉｇｎ；ｐａｙｌｏａｄａｎｄｒａｎｇｅ；ＮＳＧＡＩＩａｌｇｏｒｉｔｈｍ引言化。ＦｒｅｅｍａｎＤａｎｅ对无人机系列化设计进行了研［３］究，并从适应性等方面进行了验证。蒙文巩构建了传统的客机系列化设计是在已拥有成熟机型的基［４］稳健优化设计模型，对系列化客机的机翼气动特性础上，通过机身长度（加长、缩短）、机翼或相关部件结进行了研究。张帅提出并解决了概念化设计过程中系构的局部简单修改，设计出符合客户需求的新型号客［５］机，形成系列化客机。现今客机制造商在概念设计初列化客机参数优化问题，使得客

6、机在设计过程中保期便开始了系列化机型的研发，即在保持通用性的基持通用性的同时兼顾经济性。但宽体客机系列化研究础上，同时设计符合客户需求的多种机型。这种“市场仍停留在相关部件优化阶段，缺乏从概念设计初期以需求分析－客机概念阶段系列化设计－客机制造－客系列化客机整体为单位的科学研究。机的使用维护”模式有效地缩短了客机的设计、制造周本文以宽体客机为例，以设计制造成本、最大起飞期，有效地降低了客机系列的设计制造成本及全寿命重量差值总和为目标函数，商载能力为约束条件的宽周期成本。体客机系列化设计模型。用ＮＳＧＡＩＩ算法对宽体客机国内外对客机系列化的研究始于２１世纪初期。系列化中各

7、机型参数进行了初步设计，为宽体客机制ＫａｒｅｎＷｉｌｌｃｏｘ在系列化概念设计过程中使用多目标规造商提供了相关建议。［１］划方法，通过改变座位数数值，观察已建立模型结果的变化。ＪａｓｅｎＰｅｔｅｒＷ以最小的燃油消耗量及最低成１宽体客机系列化设计概念及设计原则［２］本为目标，将飞机系列化设计及机队规划进行了优宽体客机系列化即宽体客机在设计时遵从同一设收稿日期：２０１６－０５－１３修订日期：２０１６－０６－１６基金项目：南京航空航天大学创新基地（实验室）开放基金项目资助（ｋｆｊｊ２０１５０７０３）作者简介：葛瑞辰（１９９１－），女，辽宁营口人，