用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，该方法包括以下步骤：根据目标机型和目标机场设定的环境参数和飞机参数；基于稳定风风速和风向及所述着陆顺风限值对飞机的着陆参考速度进行修正，以获得进近参考速度，并得到各段航迹的真空速；根据各段航迹的真空速以及所设定的环境参数及飞机参数，确定各段航迹的投影轨迹和飞行时间；计算得到多段航迹中的高度变化；绘制一条盘旋进近飞行轨迹样本；遍历预设取值范围内的稳定风风速和风向以及盘旋进近MDH的全部采样值，并绘制得到多条盘旋进近飞行轨迹样本。根据本发明专利技术的这种方法，能够高效率地仿真模拟大量的试验点以用于飞机盘旋进近的验证工作，并降低成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法


[0001]本专利技术涉及航空领域，具体涉及飞机的盘旋进近的飞行轨迹验证，尤其涉及一种用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法。

技术介绍

[0002]目前，针对飞机的盘旋进近的验证工作中，对于大部分主流飞机机型来说，相关工作对于盘旋进近的计时、风修正方法等方面对机组人员有着较高的经验要求。并且，当前主流机型提供的盘旋进近计时、风修正方法或多或少都存在一定的不合理性，这导致在飞机的飞行包线内的某些场景下，机组人员需要在被建议的修正方法的基础上，根据飞行经验进一步进行修正，这进一步导致了较大的不确定性。这些都对相关的验证工作较为不利
[0003]为了对盘旋进近的飞行轨迹及其计时、风修正方法进行优化，需要验证每种盘旋进近计时、风修正方法的合理性。传统的验证方法通过飞行模拟机进行验证，需要具有资质的飞行教员参与验证。这种传统方式时间效率低(一个试验点需要约15分钟)，人工费/设备使用费较高。然而，由于需要验证大量的试验点，因此，传统的验证方式因效率过低而成本过高而无法满足现实需求。
[0004]因此，亟需提供一种新的用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，其能够辅助盘旋进近的验证工作，以至少部分地缓解或解决现有解决方案存在的上述问题和缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺乏能够有效辅助和盘旋进近相关的验证工作的仿真模拟方案的缺陷，提出一种新的用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0007]本专利技术提供了一种用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，所述盘旋进近飞行轨迹包括连续的多段航迹，所述多段航迹符合用于目标机型的预定的盘旋进近标准，所述多段航迹分为衔接仪表进近航迹的前半部分和后半部分，其中所述后半部分包含的末段航迹沿着目标机场的跑道轴线延伸至对应的跑道入口，其特点在于，所述仿真模拟方法包括以下步骤：
[0008]步骤一、根据所述目标机型和所述盘旋进近飞行轨迹针对的目标机场，设定所述目标机场的环境参数和飞机参数，其中，所述环境参数包括稳定风风速和风向，并且其中将稳定风风速和风向设定为预设取值范围内的初始值；所述飞机参数包括和所述目标机型相关联的着陆参考速度、着陆顺风限值和盘旋进近MDH(即，盘旋进近最低下降高)，并且其中将盘旋进近MDH设定为预设取值范围内的初始值；
[0009]步骤二、基于稳定风风速和风向及所述着陆顺风限值对飞机的着陆参考速度进行修正，以获得进近参考速度，并利用所述进近参考速度计算所述多段航迹的真空速，从而得到各段航迹的真空速；
[0010]步骤三、在所述盘旋进近标准的基础上，根据各段航迹的真空速以及所设定的所述环境参数及所述飞机参数，确定所述多段航迹中的各段航迹的起点和终点在水平面中的投影位置，并由此确定各段航迹的投影轨迹和飞行时间；
[0011]步骤四、根据各段航迹的真空速以及所设定的所述环境参数和所述飞机参数，计算得到所述多段航迹中的高度变化；
[0012]步骤五、根据计算获得的各段航迹的投影轨迹和所述多段航迹中的高度变化，利用计算机绘制一条盘旋进近飞行轨迹样本；
[0013]步骤六、在执行步骤五后，在所述预设取值范围内以预定的步长依照顺序变更所述稳定风风速和风向以及所述盘旋进近MDH的取值，然后反复执行步骤二至步骤五，从而遍历所述预设取值范围内的所述稳定风风速和风向以及盘旋进近MDH的全部采样值，并绘制得到多条盘旋进近飞行轨迹样本。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，所述步骤一中设定的和所述目标机型相关联的飞机参数还包括稳定进近高度和推荐下降率。
[0015]根据本专利技术的一种实施方式，所述多段航迹的前半部分依次包括衔接所述仪表进近航迹并从所述目标机场的跑道轴线的延长线方向转向至与所述跑道轴线呈预定夹角的第一段航迹、呈直线型的第二段航迹、转向至沿平行于所述跑道轴线的方向对准正切跑道点的第三段航迹、以及进一步延伸至所述正切跑道点的第四段航迹；
[0016]所述多段航迹的后半部分依次包括平行于所述跑道轴线并延伸自所述正切跑道点的三边、第三弧形过渡段、垂直于所述跑道轴线的四边、第四弧形过渡段、构成所述多段航迹的末段且沿着跑道轴线一直延伸到跑道入口的五边。
[0017]根据本专利技术的一种实施方式，所述飞机参数还包括所述预定夹角、在所述第一弧形过渡段以及所述第二弧形过渡段中飞机的第一平均滚转角、在所述第三弧形过渡段以及所述第四弧形过渡段中飞机的第二平均滚转角、以及所述五边中飞机的下降轨迹与水平面的夹角。
[0018]根据本专利技术的一种实施方式，所述步骤四还包括：
[0019]根据所述盘旋进近MDH、所述稳定进近高度、所述推荐下降率计算飞机从开始下降到下降至稳定进近高度所需的时间，并进一步结合各段航迹的飞行时间推算确定飞机下降顶点。
[0020]根据本专利技术的一种实施方式，所述步骤六中绘制所述盘旋进近飞行轨迹样本的子步骤包括绘制所述飞机下降顶点。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述环境参数还包括跑道入口标高以及保护区，并且其中所述保护区的边界由以所述跑道入口为中心并具有预定半径的一段圆弧线所定义。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，计算所述多段航迹的真空速的子步骤包括：
[0023]根据所述进近参考速度确定各段航迹的指示空速；
[0024]根据跑道入口标高和盘旋进近MDH估算盘旋进近MDH处的空气密度；
[0025]根据所述指示空速对应的动压和所述空气密度，计算得到对应的真空速。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述仿真模拟方法还包括验证步骤，所述验证步骤包括：
[0027]基于所述步骤六绘制得到的盘旋进近飞行轨迹样本相对于所述保护区的相对位
置以及其中末段航迹的长度，判定所述盘旋进近飞行轨迹样本的进近质量。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，所述验证步骤包括：
[0029]基于预定的判定标准，判定绘制得到的盘旋进近飞行轨迹样本的进近质量，其中，所述预定的判定标准包括所述多段航迹的末段的长度的最佳取值范围及上下限值、以及所述多段航迹相对于所述保护区的相对位置；
[0030]其中，将超出所述上下限值的盘旋进近飞行轨迹样本标记为不可选样本，将所述多段航迹超出所述保护区的盘旋进近飞行轨迹样本也标记为不可选样本，并将始终处于所述保护区的边界以内并且符合所述最佳取值范围的盘旋进近飞行轨迹样本标记为优选样本。
[0031]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
[0032]本专利技术的积极进步效果在于：
[0033]根据本专利技术的用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，通过计算机仿真技术能够高效率地仿真模拟大量的试验点以用于飞机盘旋进近的验证工作，能够大大提升时间效率并降低成本。
附图说明
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于预测盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，所述盘旋进近飞行轨迹包括连续的多段航迹，所述多段航迹符合用于目标机型的预定的盘旋进近标准，所述多段航迹分为衔接仪表进近航迹的前半部分和后半部分，其中所述后半部分包含的末段航迹沿着目标机场的跑道轴线延伸至对应的跑道入口，其特征在于，所述仿真模拟方法包括以下步骤：步骤一、根据所述目标机型和所述盘旋进近飞行轨迹针对的目标机场，设定所述目标机场的环境参数和飞机参数，其中，所述环境参数包括稳定风风速和风向，并且其中将稳定风风速和风向设定为预设取值范围内的初始值；所述飞机参数包括和所述目标机型相关联的着陆参考速度、着陆顺风限值和盘旋进近MDH，并且其中将盘旋进近MDH设定为预设取值范围内的初始值；步骤二、基于稳定风风速和风向及所述着陆顺风限值对飞机的着陆参考速度进行修正，以获得进近参考速度，并利用所述进近参考速度计算所述多段航迹的真空速，从而得到各段航迹的真空速；步骤三、在所述盘旋进近标准的基础上，根据各段航迹的真空速以及所设定的所述环境参数及所述飞机参数，确定所述多段航迹中的各段航迹的起点和终点在水平面中的投影位置，并由此确定各段航迹的投影轨迹和飞行时间；步骤四、根据各段航迹的真空速以及所设定的所述环境参数和所述飞机参数，计算得到所述多段航迹中的高度变化；步骤五、根据计算获得的各段航迹的投影轨迹和所述多段航迹中的高度变化，利用计算机绘制一条盘旋进近飞行轨迹样本；步骤六、在执行步骤五后，在所述预设取值范围内以预定的步长依照顺序变更所述稳定风风速和风向以及所述盘旋进近MDH的取值，然后反复执行步骤二至步骤五，从而遍历所述预设取值范围内的所述稳定风风速和风向以及盘旋进近MDH的全部采样值，并绘制得到多条盘旋进近飞行轨迹样本。2.如权利要求1所述的用于盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤一中设定的和所述目标机型相关联的飞机参数还包括稳定进近高度和推荐下降率。3.如权利要求2所述的用于盘旋进近飞行轨迹的仿真模拟方法，其特征在于，所述多段航迹的前半部分依次包括衔接所述仪表进近航迹并从所述目标机场的跑道轴线的延长线方向转向至与所述跑道轴线呈预定夹角的第一段航迹、呈直线型的第二段航迹、转向至沿平行于所述跑道轴线的方向对准正切跑道点的第三段航迹、以及进一步延伸至所述正切跑道点的第四段航迹；所述多段航迹的后半部分依次包括平行于所述跑道轴线并延伸自所述正切跑道点的三边、第三弧形过渡段、垂直于所述跑道轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜景泰，佟宇，
申请(专利权)人：上海飞机客户服务有限公司，
类型：发明
国别省市：