航空器跑道滑行轨迹预测方法研究磁.pdf

《航空器跑道滑行轨迹预测方法研究磁.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第２５４期舰船电子工程Vol．３５No．８２０１５年第８期ShipElectronicEngineering１２７磁航空器跑道滑行轨迹预测方法研究廖超伟（北京西三环中路１９号北京１００８４１）摘要为实现飞行间隔缩小，提升空域容量，需对航空器的运行轨迹进行精确预测，论文提出一种基于空气动力学的跑道滑行轨迹预测方法。该方法通过对在跑道滑行的航空器进行多自由度的受力分析，建立航空器滑行动力学模型，然后利用运动学理论建立航空器跑道滑行轨迹预测模型，实现航空器滑行轨迹预测。最后通过仿真案例验证了该预测模型的准确性。关键词跑道滑

2、行；轨迹预测；动力学；运动学中图分类号V３５１DOI：１０．３９６９／j．issn１６７２‐９７３０．２０１５．０８．０３４PredictionMethodofAircraftRunwaySlideTrajectoryLIAOChaowei（No．１９CentralRoadXisanhuan，Beijing１００８４１）AbstractInordertoreducetheflightdistanceandimprovetheairspacecapacity，theoperationtrajectoryofaircraf

3、tshouldbeaccuratelypredicted．Apredictionmethodofaircraftrunwayslidetrajectorywasproposedbasedonaerodynamics．Thedynamicmodelofaircraftslidingwasbuiltbythemultidimensionstressanalysisoftheaircraft，thenthepredictionmodelofaircraftrunwayslidetrajectorywasestablished

4、torealizethepredictionofaircraftrunwayslidetrajectorybytheki‐nematictheory．Finally，theaccuracyofpredictionmodelwasverifiedbysimulation．KeyWordsrunwayslide，trajectoryprediction，dynamics，kinematicsClassNumberV３５１［３～６］轨迹预测，本文拟利用空气动力学理论建立航１引言空器在跑道滑行时轨迹模型，进而能够较为准确地根据

5、中国民航“十二五”计划提出建设现代空预测航空器在跑道上滑行状态。管服务系统的要求，基于４D航迹运行的空管自动２航空器滑行动力学模型化系统是空管系统未来发展趋势，其中航空器在跑道滑行预测模型研究是航空器４D航迹研究的重要航空器在跑道地面上运行，会受到各种因素的组成部分，当前在轨迹预测领域主要有两种研究方影响，顾宏斌等综合考虑了各类影响因素，建立了［７］法，一种是基于历史数据的航空器轨迹预测方法，航空器在滑行过程中的六自由度受力模型，由于另一种是基于空气动力学的航空器轨迹预测方法。本文不考虑航空器在特殊状态下运行自由度，故

6、本第一类主要利用数据挖掘方法，研究航空器在跑道文只需建立航空器在地面上运行时三自由度的动上运行规律，进而建立航空器运动学模型，该方法力学模型，在建立模型前，有必要对前提条件进行能够在大体上预测航空器运行轨迹，但是受飞行员假设。假设１：航空器为一个刚体，其质量变化只个人因素影响较大，无法客观把握各类型航空器运和燃油质量有关；假设２：跑道地面平整度一致，无［１～２］行规律。第二类方法也是当前最为通用的方颠簸。法，但目前主要应用于航空器在空中运行时的４D航空器的欧拉角可确定航空器在空间中的方磁收稿日期：２０１５年２月３日，修

7、回日期：２０１５年３月２５日作者简介：廖超伟，男，硕士，工程师，研究方向：空管工程与技术、空管设备运行维护技术。１２８廖超伟：航空器跑道滑行轨迹预测方法研究总第２５４期向，欧拉角分别用偏航角、俯α仰角和滚β转角表γFz＝Tsin＋Fβ１＋F２＋F３＋Lcos－Dβsin－Wβg示。（６）又因航空器沿中线前进，无y方向的偏移力，故在此方向力学平衡，可推出f１＝０，f２′＝０，f３′＝０。故可推出：Fy＝f１＋f２＋f３＝′０′′（７）由于航空器整体无z轴方向运动，故航空器在纵向处于平衡状态，可知Fz＝０，由此推出：Fz＝

8、F１＋F２＋F３＋L－Wg＝０（８）其中：发动机推力T与航空器自身性能有关，并且不同的工作状态产生的推力也是不相同的。１２D＝VSaCD，空气阻力的ρ大小，取决于空气２图１航空器受力分析图密度，航空器地面速度V，翼ρ展面积Sa以及阻力由于本文主要研究航空器地面滑行状态，故不系数CD。考虑滚转角。假定航空器在地面滑γ行过程中，运１２