基于航迹优化的飞行计划优化策略研究

作     者：赵雷通 

作者单位：中国民航大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张兆宁

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：飞行计划 经济飞行 灰色关联 阶梯爬升 

摘      要：在保证民用航空安全运营的情况下,降低飞行直接运行成本,获得经济效益最大化,一直以来是民用航空研究的重点和热点,也是未来飞行计划研究的主要发展方向。因而,对航空公司来说,降低航空飞行成本,提出飞行计划优化策略方案,提高航空市场竞争力具有重要意义。本课题提出“经济飞行概念,从飞行计划角度出发,研究分析优化航空运营直接运行成本方法,对影响直接运行成本因素综合分析,提出飞行计划优化策略。主要工作如下:1、结合实际运行情况,将飞行计划分为短航程和长航程两种类型;采用灰色关联理论对影响飞行直接运营成本的巡航高度和速度等多项因素进行分析,综合分析不同因素相对运行成本的关联性和其在节约飞行成本中所起作用大小,确定影响直接运行成本的主要因素。2、对已有飞行剖面优化模型进行巡航方式和气象模型改进,建立基于垂直航迹优化的经济飞行优化模型。经济飞行优化模型是根据质点模型和采用能量状态法,考虑飞机重量改变,结合实际航空运营,加入改进气象模型而建立的。特别是长航程经济飞行优化模型的研究,采用等马赫数阶梯爬升的巡航方式,理论研究与实际应用进行对比,选择最佳飞行高度层和马赫数,通过粒子群优化算法全局寻优,获得最优飞行成本。3、最后,开发民用客机计算机飞行计划软件,该软件是基于对飞机性能数据插值和积分算法而开发的,主要考虑系统的兼容性和可靠性。利用该软件对实际飞行计划核心模块阐述分析,将经济飞行优化模型所得飞行高度和速度带入计算机飞行计划软件中,验证寻优速度和高度的可靠性。在此基础上,分别提出飞行计划中对节油和时间节省优化策略。本课题对飞行计划优化策略提出,从飞行计划角度对经济飞行做了初步理论研究,将为航空公司制定最佳的飞行计划提供参考价值。