[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多維指標(biāo)的航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111154614.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113837639A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘衛(wèi)軍;王靖開(kāi);吳天祎;許亞星;冷元飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)民用航空飛行學(xué)院;潘衛(wèi)軍;王靖開(kāi)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 任曉揚(yáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多維指標(biāo)的航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)用于執(zhí)行以下步驟：S1，獲取飛機(jī)遭遇尾渦風(fēng)險(xiǎn)的衡量指標(biāo)的值，衡量指標(biāo)包括滾動(dòng)力矩系數(shù)、過(guò)載增量、高度下降率和滾轉(zhuǎn)坡度角；S2，建立各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估表，并基于衡量指標(biāo)的值，獲取飛機(jī)各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)；S3，建立評(píng)語(yǔ)集，并基于各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)和評(píng)語(yǔ)集，獲取各個(gè)衡量指標(biāo)的評(píng)分；S4，采用層次分析法對(duì)衡量指標(biāo)進(jìn)行分析，得到飛機(jī)各個(gè)衡量指標(biāo)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重；S5，構(gòu)建飛機(jī)的評(píng)價(jià)函數(shù)，并帶入飛機(jī)各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)分和指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算評(píng)估值，評(píng)估值用于評(píng)估飛機(jī)遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)。具有能夠量化評(píng)估后機(jī)遭遇尾渦危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尾渦風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多維指標(biāo)的航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。

背景技術(shù)

尾渦是飛機(jī)產(chǎn)生升力的一種副產(chǎn)品，表現(xiàn)為在飛機(jī)后方卷起形成一對(duì)向外向下旋轉(zhuǎn)的渦流，并在飛機(jī)后方持續(xù)幾分鐘時(shí)間。尾渦的強(qiáng)度由產(chǎn)生尾渦的飛機(jī)重量、飛行速度機(jī)翼形狀和翼展長(zhǎng)度所決定，其中最主要的是飛機(jī)的重量。尾渦強(qiáng)度隨飛機(jī)重量、載荷因數(shù)的增加和飛行速度的減小而增大。參照?qǐng)D1，處在另一架飛機(jī)尾渦區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)可能會(huì)造成空氣動(dòng)力學(xué)紊亂，可能無(wú)法通過(guò)自身的控制來(lái)恢復(fù)姿態(tài)，進(jìn)一步出現(xiàn)下沉、發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以及嚴(yán)重的滾轉(zhuǎn)，造成乘客人身安全問(wèn)題和飛機(jī)的損害。

在尾渦遭遇的安全性評(píng)估方面，Carsten等對(duì)飛機(jī)遭遇嚴(yán)重性評(píng)估研究中采用了氣動(dòng)響應(yīng)模型的方法。Gerben等人用尾渦誘導(dǎo)力矩和飛機(jī)滾轉(zhuǎn)阻尼力矩的大小來(lái)反映飛機(jī)遭遇尾渦后的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。Campos提出通過(guò)建立有關(guān)力矩模型來(lái)模擬飛機(jī)在尾渦影響下的滾轉(zhuǎn)狀況，并以最大滾轉(zhuǎn)角速度作為評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。Visscher提出了誘導(dǎo)力矩系數(shù)這一衡量指標(biāo)，用來(lái)評(píng)估飛機(jī)在遭遇尾渦后的嚴(yán)重性。歐洲空中航行安全組織提出了一項(xiàng)名為“RECAT-EU”的提案，它包括對(duì)國(guó)際民航組織目前關(guān)于進(jìn)近和起飛的尾流安全間隔最小值規(guī)定的修訂。馮志勇分析了特定天氣條件下、一定時(shí)間間隔后殘存尾渦的強(qiáng)度和后機(jī)能承受的尾渦強(qiáng)度進(jìn)行比較，引入滾轉(zhuǎn)比例系數(shù)對(duì)遭遇強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

目前尚缺乏一種量化評(píng)估后機(jī)遭遇尾渦危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)的方法，因此本發(fā)明提供一種基于多維指標(biāo)的航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于多維指標(biāo)的航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于執(zhí)行以下步驟：

S1，獲取飛機(jī)遭遇尾渦風(fēng)險(xiǎn)的衡量指標(biāo)的值，所述衡量指標(biāo)包括滾動(dòng)力矩系數(shù)、過(guò)載增量、高度下降率和滾轉(zhuǎn)坡度角；

S2，建立各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估表，并基于衡量指標(biāo)的值，獲取飛機(jī)各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)；

S3，建立評(píng)語(yǔ)集，并基于各個(gè)衡量指標(biāo)的危險(xiǎn)等級(jí)和評(píng)語(yǔ)集，獲取各個(gè)衡量指標(biāo)的評(píng)分；所述評(píng)語(yǔ)集包括1、2、3、4、5五個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)2、4、6、8、10五個(gè)評(píng)分；

S4，采用層次分析法對(duì)衡量指標(biāo)進(jìn)行分析，得到飛機(jī)各個(gè)衡量指標(biāo)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重；

S5，將所述衡量指標(biāo)的評(píng)分和各個(gè)衡量指標(biāo)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重代入飛機(jī)的評(píng)價(jià)函數(shù)，計(jì)算出評(píng)估值，所述評(píng)估值用于評(píng)估飛機(jī)遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)選取滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)、過(guò)載增量、高度下降率和滾轉(zhuǎn)角速度四個(gè)衡量指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)飛機(jī)遭遇尾渦風(fēng)險(xiǎn)。首先利用層次分析法建立航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，獲取衡量指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重。獲取衡量指標(biāo)的值，并基于衡量指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重構(gòu)建評(píng)價(jià)函數(shù)，對(duì)航空器遭遇前機(jī)尾流的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。該方法可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)視不同航段上航空器遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)，并對(duì)避免尾流危險(xiǎn)遭遇，提高進(jìn)近階段運(yùn)行安全，協(xié)助管制員實(shí)時(shí)決策提供了參考。

可選地，步驟S5中，評(píng)估值用于評(píng)估飛機(jī)遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)具體為判斷評(píng)估值對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)程度；

若評(píng)估值小于2，則其危險(xiǎn)程度為安全；