航空器绿色轨迹优化研究

作     者：王中凤燕 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田勇

授予年度：2017年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：环境保护 CO2排放 凝结尾生成 绝对全球温变潜能 航空器运行策略 温室效应 

摘      要：随着民航运输业的飞速发展,航空器运行带来的气体污染、噪音污染和温室效应等环境影响日益严重,已成为国际关注的焦点问题。航空器由于飞行高度高,对环境的影响成放大效应,因此,安全、高效、环保的新型航空器运行方法已成为维持航空运输可持续发展的重要手段。本文以环境保护为核心,以降低温室效应为目标,开展了基于降低温室效应的航空器绿色轨迹优化方法研究,对航空器高度层选择具有指导意义。首先,在综合分析了国内外研究现状的基础上,定性的剖析了航空器高空飞行对环境的影响,并提出了相应的缓解措施;接着,以航空器高空飞行引起温室效应两个的因素——二氧化碳(CO)和凝结尾为研究对象,分析两个对象的形成原理和对环境的影响,并使用聚类分析对北京地区近30年的凝结尾生成时空分布规律进行归纳,然后使用绝对全球温变潜能(Absolute Global Temperature Potential,AGTP)建立统一量纲,将CO和凝结尾的影响转换为对全球地表温度的增量的统一衡量标准;随后针对单条航空器运行特点,综合考虑运行规则、大气特性,建立以最小化温室效应为目标的单条航空器轨迹优化模型,实例验证表明该模型能够有效降低温室效应;最后,针对扇区航空器运行的特点,结合区域扇区飞行冲突解脱方法,建立以最小化温室效应为目标的区域扇区飞行调配模型,实例验证表明该模型能够有效降低温室效应,并保证飞行安全。