[发明专利]一种运输机飞行轨迹优化方法

权利要求书

1.一种运输机飞行轨迹优化方法，其特征在于，包括：

读取运输机样本，从所述运输机样本中提取当前的飞行环境下的所述运输机的初始飞行轨迹和设计变量参数，并建立计算模型，所述计算模型包括：运输机动力学模型、运输机气动特性模型、发动机动力和燃油模型和大气数据模型，所述运输机样本包括：所述运输机在至少一种飞行环境下的初始飞行轨迹和设计变量参数；根据所建立的计算模型，计算得到所述运输机的直接运营成本(DOC)和排放量；

检测所述初始飞行轨迹是否满足收敛条件，所述收敛条件包括：所述运输机的直接运营成本向成本最低值收敛至指定的成本程度，和所述运输机的排放量向排放量最低值收敛至指定的排放量程度；

若判定不符合收敛直接运营条件，则通过优化算法对飞行轨迹进行优化；所述发动机动力模型包括：

T＝Tle×T₀[1+exp(-(k₁+k₂h)T₀)]×k₃×exp[-(k₄h+k₅Vexp(-k₆h))]

式中，T为总推力，Tle为油门系数，T₀为海平面最大静推力，V修正后的飞行速度，h为当前的飞行高度，单位为FL，即100ft；各系数项取值分别为k₁＝0.259，k₂＝2.20×10^-4，k₃＝0.9936，k₄＝2.87×10^-3，k₅＝1.44×10^-3，k₆＝1.80×10^-3；

其中，V通过喷流速度修正，修正方法是：V＝V₀(1+aρ/(V₀+V_j))，其中，V₀为当前的飞行速度，V_j为喷口处的喷流速度，a为当地声速，ρ为当地空气密度。

2.根据权利要求1所述的一种运输机飞行轨迹优化方法，其特征在于，所述发动机燃油模型的建立方式，包括：

将实际飞行状态的燃油流量W_ff修正为标准大气条件下的修正燃油流量RW_ff；

对ICAO提供的四个标准状态的数据进行数据拟合，对修正排放指数REI和修正后的燃油流量RW_ff进行拟合，其中，所进行的数据拟合过程，采用多项式拟合模型、克立格(Kriging)模型、指数拟合模型；

对于不同的气体，拟合时选用不同拟合模型；

得到对应的修正排放指数REI之后，将其反修正回实际飞行条件下的排放指数EI。

3.根据权利要求1所述的一种运输机飞行轨迹优化方法，其特征在于，所述大气数据模型，其中，所述大气数据模型中的大气参数，采用美国《1976标准大气》中的大气参数与海拔高度的关系进行计算。

4.根据权利要求1所述的一种运输机飞行轨迹优化方法，其特征在于，所述直接运营成本(DOC)包括：

其中，DOC_PR是每座每公里直接使用成本，单位为元/千米；PAX是座位数，R为航程,单位是千米。

5.根据权利要求1所述的一种运输机飞行轨迹优化方法，其特征在于，所述排放量包括：

其中，总运输机温室气体排放量TGWP的单位为千克，TGWP_PR为座公里排放量，单位为克/千米，PAX是座位数，R为航程,单位是千米。