[發(fā)明專利]一種集爬升-巡航-下降為整體的航時性能優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910987816.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110794866B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮宇鵬;程家林;李濤;覃瞾華
• 申請（專利權(quán)）人: 成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種集爬升-巡航-下降為整體的航時性能優(yōu)化方法，步驟為：

a.單一重量下的巡航策略選擇：通過單一重量下的巡航性能計算分析，選取不同高度和不同重量下的最優(yōu)航時巡航策略；

b.爬升段策略的選擇：將爬升區(qū)間的爬升和平飛性能數(shù)據(jù)整體計算和優(yōu)化，得到爬升區(qū)間的最優(yōu)航時爬升策略；

c.下降段策略的選擇：將下降區(qū)間的下降和平飛性能數(shù)據(jù)整體計算和優(yōu)化，得到下降區(qū)間的最優(yōu)航時下降策略；

d.整體巡航段策略選擇：分別通過累加爬升區(qū)間和下降區(qū)間的耗油，得到整個爬升段和下降段的耗油前后夾逼，計算出巡航段的油量，然后，劃分不同的油量區(qū)間，進行整個巡航段的航時優(yōu)化，得到最優(yōu)巡航策略的航時；

e.綜合爬升-巡航-下降策略完成航時性能的優(yōu)化：分別通過累加爬升區(qū)間和下降區(qū)間的航時，得到整個爬升段和下降段的航時；將爬升段、巡航段和下降段的航時分段累加得到整個飛行剖面的最優(yōu)航時；

其中：

所述爬升區(qū)間策略選擇為：

a)選擇高度優(yōu)化區(qū)間△H_爬；

b)在高度區(qū)間范圍內(nèi)，計算不同爬升速度下，爬升該高度區(qū)間的飛行時間；

c)選取爬升區(qū)間內(nèi)最長的飛行時間作為該高度區(qū)間的基準時間，記為T_max爬，其他爬升策略下，需要通過爬升+平飛的策略，達到T_max爬可得：

T_max爬=T_1爬+T_2爬

其中，T_1爬為爬升的飛行時間，T_2爬為平飛的飛行時間；

d)選取最優(yōu)航時的爬升速度：

用不同的爬升策略，爬升/爬升+平飛，以達到T_max爬，求得每種爬升策略達到該飛行時間的平均小時耗油量，選取最小的平均小時耗油量對應(yīng)的爬升策略為該高度區(qū)間的最優(yōu)航時爬升策略，對應(yīng)的爬升速度即為當前高度區(qū)間最優(yōu)航時的爬升速度；

所述下降區(qū)間策略選擇為：

平飛+下降和下降兩種方式，

a)選擇高度優(yōu)化區(qū)間△H_降；

b)在高度區(qū)間內(nèi)，計算不同的下降速度情況下，下降該高度區(qū)間的飛行時間；

c)選取下降區(qū)間內(nèi)最長的飛行時間作為該高度區(qū)間范圍的基準飛行時間，記為T_降max，其他下降策略下，需要通過平飛+下降的策略，達到T_降max可得：

T_降max=T_1降+T_2降

其中，T_1降為下降的飛行時間，T_2降為平飛的飛行時間；

d)選取最優(yōu)航時的下降速度：

以最長飛行時間T降max為基準飛行時間，用不同的下降策略，下降/平飛+下降，以達到該時間，求得每種下降策略達到該時間的平均小時耗油量，選取最小的平均小時耗油量對應(yīng)的下降策略為該高度區(qū)間的最優(yōu)下降策略，對應(yīng)的下降速度即為當前高度區(qū)間最優(yōu)航時下降速度；

選取每個高度區(qū)間最優(yōu)航時的下降速度，即形成高度區(qū)間-下降速度的二維矩陣，該矩陣即為最優(yōu)航時剖面的下降策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種集爬升-巡航-下降為整體的航時性能優(yōu)化方法，其特征在于，所述單一重量下的巡航段策略選擇為：

將巡航油量分為n段，n為變量，即得到不同的重量，每個重量下的小時耗油量計算公式為：

其中，為小時耗油量，△W_巡為巡航油耗，△T_巡為巡航時間；

形成高度-重量-巡航速度下的三維小時耗油量矩陣選出不同高度和重量下的最小小時耗油量，該小時耗油量對應(yīng)的速度，即為該重量和高度下的最優(yōu)久航速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種集爬升-巡航-下降為整體的航時性能優(yōu)化方法，其特征在于，對重量變化，通過內(nèi)部插值法，得到不同重量的小時耗油量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種集爬升-巡航-下降為整體的航時性能優(yōu)化方法，其特征在于，所述選取每個高度區(qū)間最優(yōu)航時的爬升速度，即形成高度區(qū)間-爬升速度的二維矩陣，該矩陣即為最優(yōu)航時剖面的爬升策略。