一种民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化方法技术

本发明专利技术提供了一种民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化方法，通过计算试飞总时间、试飞总架次、计算试飞总周期和计算试飞总成本，将试飞总周期和试飞总成本作为民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化的目标函数建立模型，建立民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化的约束条件，采用NSGA‑II算法，对民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化问题进行求解。本发明专利技术的有益效果在于利用民用运输类飞机飞行试验规划阶段较少的试飞任务信息，应用多目标优化方法对民用运输类飞机飞行试验效费优化问题进行求解，达到了缩短试飞周期、减少试飞成本的目的，能够为民用运输类飞机飞行试验工作提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化方法
本专利技术涉及民用运输类飞机飞行试验领域，尤其是一种多目标的优化方法。
技术介绍
民用运输类飞机在交付用户、投入运营之前，需要按照适航当局的适航要求进行一系列的飞行试验。飞行试验规划是对民机如何展开飞行试验而进行的计划规划工作。而飞行试验效费多目标优化就是在民用运输类飞机进行实际飞行试验前，利用有限的试飞任务信息，如试飞科目数量、试飞科目预估试验时间等，对飞行试验效费的目标进行预估，包括试飞总时间、试飞总架次、试飞总周期、试飞总成本。现有的飞行试验效费优化方法大多数是针对任务单、试验点一级进行规划优化。这些方法主要存在以下问题：1.现有的飞行试验效费优化方法往往在型号飞机首飞以后进行，没有在型号飞机研制初期，利用有限的试飞信息对飞行试验效费进行规划，直接导致了试飞周期的延长；2.对于试飞总周期和试飞总成本等飞行试验效费内容的预估依靠人工经验，没有相关的数学模型进行分析计算。针对试飞总周期和试飞总成本这两个相互矛盾的目标，没有采用多目标优化的方法进行求解，因此飞行试验效费优化结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化方法，其特征在于包括下述步骤：/n(1)计算试飞总时间T

【技术特征摘要】
1.一种民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)计算试飞总时间T试飞总时间；
试飞总时间表示试验机完成所有试飞科目所需的试验时间，计算公式为：



式中：xi代表第i个试飞科目的预估试验时间，n表示共有n个试飞科目；
(2)计算试飞总架次N试飞总架次；
试飞总架次表示试验机完成所有试飞科目所需的飞行架次数，试飞总架次由试飞总时间T试飞总时间和单架次试验时间t单架次试验时间确定；计算公式为：



式中：单架次试验时间t单架次试验时间代表试验机每架次试验时间的均值；
(3)计算试飞总周期T试飞总周期，试飞总周期表示试验机完成所有试飞科目所需的周期，计算方法如下：
a.计算最后一架试验机投入试飞前已经进行的试飞周期T1，计算公式为：



式中：N试验机数量为参与试飞的试验机数量，tj代表第j架试验机与第j+1架试验机的出厂间隔(单位：天)，j＝1,2,...,N试验机数量-1；
b.计算最后一架试验机投入试飞前已经完成的试飞架次数N1，计算公式为：



式中：N月平均试验架次为试验机每月平均进行的试验架次数；
c.计算最后一架试验机投入试飞前剩余的试飞架次数N2，计算公式为：
N2＝N试飞总架次-N1
式中：N试飞总架次为试飞总架次；
d.计算所有试验机投入试飞后完成剩余试飞架次所需的试飞周期T2，计算公式为：



e.将T1与T2求和得到试飞总周期，计算公式为：T试飞总周期＝T1+T2；
(4)计算试飞总成本C试飞总成本；
试飞总成本表示完成试飞任务所需花费的直接成本，包括试验机的航油费用、起降费、导航费、进近指挥费、维修费用、试验机生产制造成本、试飞人员工资、机场停场费；计算方法如下：
a.航油费用CFuel为试飞任务中试验机所消耗的航油费用，计算公式为：
CFuel＝Nengine*FCR*T试飞总时间*Cfuelprice
式中：Nengine为发动机数量，FCR为发动机耗油率，T试飞总时间为试飞总时间，Cfuelprice为航油价格；
b.起降费C起降费为试验机在机场进行起降所需支付的费用，计算公式为：
C起降费＝N试飞总架次×[5150+33×(T*-200)]
式中：T*为型号飞机的最大起飞重量；
c.进近指挥费C进近指挥费为试验机进近所需支付的费用，计算公式为：
C进近指挥费＝N试飞总架次×T*×5.6
d.导航费C导航费为试验机所需支付的导航费用，计算公式为：
C导航费＝N试飞总架次×D×0.56
式中：D为试验机每架次飞行距离的平均值；
e.维修费用C维修费用为试验机日常维修、维护的花费，计算公式为：
C维修费用＝T试飞总时间×c
式中：c为每飞行小时维修费用；
f.试验机制造成本C试验机制造成本是所有试验机的生产制造成本之和，计算公式为：



式中：为第i架试验机的制造成本；
g.试飞人员工资C试飞人员工资是直接参与试飞的部分人员工资，由试飞员工资、试飞工程师工资、地勤工资组成；计算公式为：



式中：Cpc为试飞员一年的工资，Cftc为试飞工程师一年的工资，Cgc为地勤一年的工资，Np为一架试验机所需的试飞员数量，Nfc为一架试验机所需的试飞工程师数量，Ng为一架试验机所需的地勤数量；
h.机场停场费C机场停场费是试验机停放使用机场所需支付的费用，计算公式为：



式中：tj为第j架试验机与第1架试验机投入试飞间隔，单位为天，C日停场费为单架飞机每天花费的停场费；计算公式为：
C日停场费＝0.15×[5150+33×(T*-200)]；
i.将试验机的航油费用CFuel、起降费C起降费、导航费C导航费、进近指挥费C进近指挥费、维修费用C维修费用、试验机制造成本C试验机制造成本、试飞人员工资C试飞人员工资、机场停场费C机场停场费求和得到试飞总成本C试飞总成本，计算公式为：



(5)将试飞总周期T试飞总周期和试飞总成本C总成本作为民用运输类飞机飞行试验效费多目标优化的目标函数，建立模型如下：



式中：f1(X)为试飞总周期函数，由步骤(3)确定，即f1(X)＝T试飞总周期＝T1+T2；f2(X)为试飞成本函数，由步骤(4)确定，即：



X为决策向量，X＝[N试验机数量,N月平均试验架次,t单架次试验时间,t1,...,tN]；
(6)建立民...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕文豪，米毅，张安，毛泽铭，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61