基于航迹分割的航空器噪声预测模型

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaApr．252014Vol35No41102—1110ISSN1000-6893ON11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．eduCRhkxb@buaa．edu．ca基于航迹分割的航空器噪声预测模型丁建立1’2一，周磊11．中国民航大学计算机科学与技术学院，天津3003002．中国民航大学中国民航信息技术科研基地，天津300300摘要：根据航空器的航迹来预测其影响区域的噪声情况，基于航迹的几何特性，将航迹分成直线段航迹和曲线段航迹两个基本航迹元素；确定了直线段和曲线段的各自影响范围之

2、后，分别计算各航迹段对它们影响区域的噪声值贡献情况；统计了各个航迹段对监测点的噪声影响之后，综合得出整个航迹段对监测点的噪声影响，从而建立了航空器航迹噪声预测的模型。将该模型计算的结果分别和软件模拟数据、实际监测数据进行对比分析，发现该模型在航迹段内对监测点噪声均值的预测较为准确，监测点噪声峰值预测结果更接近实测数据。关键词：飞行航迹；航空器噪声；噪声强度；预测模型；噪声预测中图分类号：V19；TB533文献标识码：A文章编号：1000—6893(2014)04—1102—09当前中国的经济水平快速发展，人民的生活水平逐步提高，人民的出行方式发生着翻天覆地的变化，使得中国

3、的航空事业迎来了蓬勃的发展。机场飞机起降次数增加带来的噪声问题El益突出，给周边人民Et常生活和工作带来了一定的影响[1]。所以，科学准确地预测航空器起降带来的噪声的影响范围和噪声强度尤为重要[2。5]。国内外对此问题展开了较为深入的研究，其中德国和美国取得了一些较为瞩目的成就[6]。在20世纪70年代，德国率先研究出了计算飞机噪声烦扰度的方法，于1975年发布了第一款软件AzB。之后，美国空军研发出软件NoiseMap，其应用范围也比较广，最初试用于空军机场的噪声预测，现在在许多国家的民用机场也得到了广泛的应用。中国对机场附近噪声的测量和标准也做出了相应的研究。许多文献

4、对航空器噪声的评价和预测进行了详细的介绍，并给出了一些评价参数的计算公式以及相关的噪声计算的修正方法[7。1⋯。在应用方面，首都机场股份有限公司采取了一系列的措施，包括安装运行机场噪声监测系统，花费1．2亿元在机场附近社区采取隔音措施等。在实际运用过程中发现，飞行航线情况错综复杂，飞机在沿航线飞行过程中的飞行状态(如速度、推力、爬升角度等)不断变化[11

5、。其飞行航迹可能由不同长度的弯道和直线以各种方式交替组成，计算噪声过程中对于如何计算预测点距离相应航线的最短距离，如何分析航空器在不同飞行状态的情况，需要有一套迅捷的完整的计算模型，而仅知道部分噪声评价量的计算公式很难对

6、机场周围的噪声情况进行客观准确的评估[12I。本文通过分析航空器飞行航迹的几何特点，建立一个适用于各种机型和不同航迹的噪声预测模型，通过实验验证该模型在航空器噪声预测方面达到了准确和快速的效果，为机场噪声的预测收稿日期：2013—06—19；退修日期：2013—08-14；录用日期：2013．11-26；网络出版时间：2014．01-1612：19网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／S1000—689320130474．htmI基金项目：国家自然科学基金(61139002)；国家“863”计划(2012AA063301)；中国民用航空局科技项目

7、(MHRD201006，MHRD201101)中央高校基本科研业务费专项资金(3122013P013)*通讯作者．Tel．：022—24092066E—mail：jIding@caucedu．cn戮搠格式；DingJL，ZhouL．Aircraftnoisepredictionmodelbasedonflighttracksegmentation[d]．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica。2014，35(4)：1102—1110T建立．属磊．基f航迹分韵的航空器噪声预溯模型!JI．航空学报．2014，35(4)：1102-1110．丁建

8、立等：基于航迹分割的航空器噪声预测模型提供了依据和支持。1航迹分割方法在飞机适航过程中，涉及大量的飞行性能相关的工作，主要有基准噪声航迹的计算、飞行航迹的测量以及飞行航迹的修正。计算航空器噪声需要许多参数[13‘15]，其中航迹的确定对预测该条航迹周围的噪声起到了尤为重要的作用。航迹有直线型的(包括起飞滑跑、直线仰飞、直线平飞、直线俯飞以及直线着陆等)，曲线型的(包括左右转弯爬升、左右转弯平飞以及左右转弯下滑等)，也有二者都有的[16。，因此文中将航迹看成直线段航迹和曲线段航迹的组合。每个航迹段都有稳定的速度、推力和仰角等参数