一种飞机任务燃油消耗量计算方法技术

本申请提供一种飞机任务燃油消耗量计算方法，其根据飞机任务航线各段的特点将飞行航线分为两部分，对每一部分中的飞行段和计算方法进行等效转化，建立整个飞行航线的燃油计算模型，计算模型简化，能够显著降低计算过程的出错概率，提高计算效率，便于快速实现对飞机任务燃油消耗计算，利于进行相关计算辅助工具和设备开发。和设备开发。和设备开发。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机任务燃油消耗量计算方法


[0001]本申请属于飞机任务燃油消耗计算
，具体涉及一种飞机任务燃油消耗量计算方法。

技术介绍

[0002]飞机任务规划中，涉及对飞机任务燃油消耗量的计算，常规计算方法是按飞机在整个航线各个飞行段的飞行特点建立受力平衡方程、运动方程，根据各个飞行段的飞机构型、飞行重量、飞行速度、发动机工作状态对方程进行求解，对燃油消耗量进行积分，得到总燃油消耗量，该种计算方法，涉及的飞机构型多、计算过程复杂，效率低，计算过程容易出错，不便于实现相关计算辅助工具和设备的开发。
[0003]鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
[0004]需注意的是，以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种飞机任务燃油消耗量计算方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
[0006]本申请的技术方案是：
[0007]一种飞机任务燃油消耗量计算方法，包括：
[0008]步骤一、将飞机任务飞行航线分为两部分，其中：
[0009]第一部分包括起飞段、着陆段，由起/降机场的离场、进场程序组成；
[0010]第二部分包括爬升段、巡航段、下降段，由从离场程序结束点开始至进场程序起始点结束的一系列航路点组成的垂直剖面和水平剖面组成，该部分的航迹包括直线爬升段、直线平飞段、水平转弯段、上升转弯段、直线下降段、盘旋下降段；
[0011]步骤二、对第一部分燃油消耗量进行计算：
[0012]起飞段燃油消耗量计算，将预计使用的起飞机场的离场程序所提供的水平航迹转化为直线距离L
takeoff
，以飞机预计使用的起飞构型、预设的起飞重量所对应的起飞安全速度计算起飞段所需的飞行时间，以该飞行时间乘以起飞安全速度所对应的发动机起飞功率状态燃油流量，计算出起飞段的燃油消耗量Wf
takeoff
；
[0013]着陆段燃油消耗量计算，将预计使用的着陆机场的进场程序所提供的水平航迹转化为直线距离L
land
，在预计着陆重量下，以巡航构型、巡航构型对应的V
REF
按稳定平飞计算飞行L
land折算
距离所需的燃油消耗量，作为着陆段的燃油消耗量Wf
land
，其中，
[0014]L
land折算
＝L
land
×
K0/K
land
；
[0015]其中，K0为巡航构型在V
REF
对应的升阻比；K
land
为着陆构型在V
REF
对应的升阻比；
[0016]步骤三、对第二部分燃油消耗量进行计算：
[0017]将第二部分各个航路点之间的段距离相加得到所需飞行的总飞行距离L
c
，其中，直线段的距离即为两点之间的大圆航线距离，圆弧段的距离计算式为曲率半径乘以圆心角：L
circle
＝r
circle
.Ψ，其中，L
circle
为圆弧段的距离；r
circle
为圆弧段的曲率半径；Ψ为圆弧段的圆心角；
[0018]对第二部分中直线爬升段、水平转弯段、上升转弯段，进行稳定平飞距离增加量折算：
[0019]对于直线爬升段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
climb
＝Δh
climb
×
K
max
，其中，Δh
climb
为直线爬升段高度增加量，K
max
为巡航马赫数下的最大升阻比；
[0020]对于水平转弯段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
circle1
＝L
circle
/cosθ
‑
L
circle
，其中，θ为飞机水平转弯时的坡度；
[0021]对于上升转弯段，分解为直线爬升段、水平转弯段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
cli
‑
circle
＝Δh
climb
×
K
max
+L
circle
/cosθ
‑
L
circle
；
[0022]将飞机总飞行距离L
c
与直线爬升段、水平转弯段、上升转弯段的稳定平飞距离增加折算量ΔL
climb
、ΔL
circle1
、ΔL
cli
‑
circle
累加，得到以稳定平飞状态进行航线耗油计算的第二部分总飞行距离Lc
折算
，在该飞行距离下对飞机以巡航构型、给定巡航高度、巡航速度进行稳定平飞的受力平衡方程和运动方程进行求解，并对计算得到的公里燃油消耗量进行积分，得到第二部分燃油消耗量Wf
Lc
；
[0023]步骤四、对起飞段的燃油消耗量Wf
takeoff
、着陆段的燃油消耗量Wf
land
、第二部分燃油消耗量Wf
Lc
进行累加，得到飞机任务燃油消耗Wf
a
＝Wf
takeoff
+Wf
land
+Wf
Lc
。
[0024]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机任务燃油消耗量计算方法中，若第二部分中包括空投空降段，则在第二部分燃油消耗量Wf
Lc
中增加Wf
airdrop
＝Wf
airdrop_cruise
×
K
max_cruise
/K
max_airdrop
；
[0025]其中，Wf
airdrop
为空投空降段的燃油消耗量；Wf airdrop_cruise
为巡航构型在所需的空投空降时间内的燃油消耗量，K
max_cruise
为巡航构型的最大升阻比，K
max_airdrop
为空投空降构型的最大升阻比。
[0026]根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机任务燃油消耗量计算方法中，若第二部分中包括加/受油段，则在第二部分燃油消耗量Wf
Lc
中增加Wf
refuel
＝Wf
refuel_cruise
×
K
max_cruise
/K
max_airdrop
,
[0027]其中，Wf
refuel
为加/受油段的燃油消耗量；Wf
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机任务燃油消耗量计算方法，其特征在于，包括：步骤一、将飞机任务飞行航线分为两部分，其中：第一部分包括起飞段、着陆段，由起/降机场的离场、进场程序组成；第二部分包括爬升段、巡航段、下降段，由从离场程序结束点开始至进场程序起始点结束的一系列航路点组成的垂直剖面和水平剖面组成，该部分的航迹包括直线爬升段、直线平飞段、水平转弯段、上升转弯段、直线下降段、盘旋下降段；步骤二、对第一部分燃油消耗量进行计算：起飞段燃油消耗量计算，将预计使用的起飞机场的离场程序所提供的水平航迹转化为直线距离L
takeoff
，以飞机预计使用的起飞构型、预设的起飞重量所对应的起飞安全速度计算起飞段所需的飞行时间，以该飞行时间乘以起飞安全速度所对应的发动机起飞功率状态燃油流量，计算出起飞段的燃油消耗量Wf
takeoff
；着陆段燃油消耗量计算，将预计使用的着陆机场的进场程序所提供的水平航迹转化为直线距离L
land
，在预计着陆重量下，以巡航构型、巡航构型对应的V
REF
按稳定平飞计算飞行L
land折算
距离所需的燃油消耗量，作为着陆段的燃油消耗量Wf
land
，其中，L
land折算
＝L
land
×
K0/K
land
；其中，K0为巡航构型在V
REF
对应的升阻比；K
land
为着陆构型在V
REF
对应的升阻比；步骤三、对第二部分燃油消耗量进行计算：将第二部分各个航路点之间的段距离相加得到所需飞行的总飞行距离L
c
，其中，直线段的距离即为两点之间的大圆航线距离，圆弧段的距离计算式为曲率半径乘以圆心角：L
circle
＝r
circle
.Ψ，其中，L
circle
为圆弧段的距离；r
circle
为圆弧段的曲率半径；Ψ为圆弧段的圆心角；对第二部分中直线爬升段、水平转弯段、上升转弯段，进行稳定平飞距离增加量折算：对于直线爬升段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
climb
＝Δh
climb
×
K
max
，其中，Δh
climb
为直线爬升段高度增加量，K
max
为巡航马赫数下的最大升阻比；对于水平转弯段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
circle
＝L
circle
/cosθ
‑
L
circle
，其中，θ为飞机水平转弯时的坡度；对于上升转弯段，分解为直线爬升段、水平转弯段，稳定平飞距离增加折算量ΔL
cli
‑
circle1
＝Δh
climb
×
K
max
+L
circle
/cosθ
‑
L
circle
；将飞机总飞行距离L
c
与直线爬升段、水平转弯段、上升转弯段的稳定平飞距离增加折算量ΔL
climb
、ΔL
circl...

【专利技术属性】
技术研发人员：商立英，杨诚，潘世轩，张超，赵科社，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：