基于假设温度的大型客机减推起飞方法研究

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1、第30卷第8期计算机仿真2013年8月文章编号：1006—9348(2013)08—0036—05基于假设温度的大型客机减推起飞方法研究王新民，尹海韬，郑翌，谢蓉(西北工业大学自动化学院，陕西西安710129)摘要：在分析减推起飞原理的基础上，对减推起飞的过程和限制进行了详细分析，研究了涡轮发动机的温度特性以及起飞时温度对推力的影响，绘制了某大型客机的机场高度、温度与推力关系图。为研究假设温度减推起飞对燃油消耗以及起飞性能的影响，提出对双轴涡扇发动机采用最优伺服控制器设计其控制律。在MATLAB／SIMULINK上建立了仿

2、真模型，对所设计的纵向假设温度减推起飞控制律进行仿真，并给出飞机的状态曲线。结果表明，假设温度减推起飞在降低燃油消耗方面有良好的效果，并有效降低航空公司的运行成本。关键词：减推力起飞；假设温度；起飞重量中图分类号：V37文献标识码：BResearchonReducedThrustTake——offofLargePassengerAircraftBasedonAssumedTemperatureWANGXin—min，YINHai—tao，ZHENGYi，XIERong(SchoolofAutomation，Northwes

3、ternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710129，China)ABSTRACT：Basedonanalyzingtheprincipleofreducedthrust，processandlimitationofreducedthrustwerestud—ied，andtemperaturecharacteristicsofturbineengineandinfluenceoftemperaturetothrustwasresearched，andtheplotofheight，t

4、emperatureversusthrustofacommercialaircraftwasdrawn．InordertoresearchAssumedTempera—tureanditsinfluenceonfuelconsumptionandtake—offperformance，thecontrollawbasedonoptimalservofortur-bineenginewasdesigned．Furthermore，thesystemmodelwasbuihinvirtueofMATLAB／SIMULINKto

5、olbox，theverticalcontrollawofAssumedTemperatureMethodwassimulated，andthesimulationcurveswereoffered．ResultsshowthattheAssumedTemperatureeal'nsbigbenefitsfromreducingfuelconsumptionandreducesoperatingcostsofairlineeffectively．KEYWORDS：Reducedthrusttakeoff；Assumedte

6、mperature；Take—offweight1引言在大型客机运输飞行中，飞机起飞阶段是整个飞行阶段中最关键的环节之一。研究在满足安全性能基础上如何进一步降低航空公司运行成本是民航面临的重要课题‘11。当前民航大型、重型运输机大都采用减推力起飞(Re—duceThrustTakeoff)的技术，假设温度减推力起飞(也称灵活温度起飞)是目前大型民航飞机最常见的减推力起飞方式口J。由于技术封锁和技术垄断，使得国内在减推力起飞技术上无法进行深入的研究分析。文献[1—2]分析了高涵道比涡轮风扇发动机温度特性和大型民航机起飞性能以

7、及实施假设温度减推力起飞的必要条件。文献[3～4]重点分析收稿日期：2012—10—17修回日期：2012—11—09—36一当推力降低时，转速下降和涡轮前温度对发动机参数的影响。但这些文献仅对假设温度减推力技术进行了理论上定性的论证，对减推起飞对飞机燃油消耗等运行成本影响的研究则相对较少，且缺乏定量的数据仿真验证。最优伺服控制理论是控制对象的转角(或位移)使其能自动、连续、精确地复现输入指令的变化规律，近年来在许多控制领域已得到成功运用。本文主要针对假设温度减推力起飞进行理论分析与研究，应用某民航飞机模型建立飞行／推力综

8、合模型对减推起飞技术进行数据仿真，并针对其发动机进行最优伺服跟踪控制律设计，以定量数据与全推力起飞相比来说明减推力起飞在经济效益上的优势。2减推力起飞的原理减推力起飞(也称灵活推力起飞)是指在保证飞行安全性(需符合相应规章的要求)的前提下，以相对于正常发动机推力较小的推力起飞。，2．1减推起飞的过程在起