终端区离场航空器自主路径规划研究

作者： 王红勇   郭宇鹏   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 人工势场   连续爬升运行   空中交通管理   粒子群算法   航空器自主运行   航空运输   路径规划  

描述： 随着航空器自主保持间隔运行概念的逐渐发展，基于连续爬升运行模式，可有效解决当前终端区内航空器离场路径固定单一所造成空域运行效率底下问题。为此，本文提出一种基于人工势场-粒子群联合算法的终端区离场航空器自主路径规划方法。首先构建面向航空器自主运行模式的空域环境模型，对空域环境进行栅格化处理并计算各栅格的空域复杂度，限制离场航空器进入高复杂度栅格以保障运行安全。其次构建基于BADA数据库和减退力爬升模式的航空器爬升性能约束模型；然后应用人工势场-粒子群联合算法进行路径规划，通过粒子群算法广域搜索思想解决人工势场法固有的局部极值-目标不可达问题；使用贝塞尔曲线法优化该路径，引入滑动时间窗口理念优化航空器离场时刻。最后使用终端空域(ZSSSAP)的实际结构和运行数据，应用上述方法进行仿真模拟。仿真试验结果表明，人工势场-粒子群算法可有效生成航空器无冲突离场路径并规避繁忙空域，优化处理后的路径满足航空器爬升性能约束，且优于实际运行路径(路径长度减少23.78%，最大转弯率降低55.73%，最大爬升率降低9.94%)。而且离场航空器自主运行模式下的空中交通复杂性较当前运行模式更为均衡(栅格复杂度峰值降低3.92%)，可有效提升空域利用率。

基于视觉Transformer飞行员姿态估计

作者： 吴红兰     刘豪     孙有朝   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 卷积神经网络   智能驾驶舱   民用飞机   飞行员姿态估计   自注意力   可解释性  

描述： 人体姿态估计是行为感知领域中的一个重要环节，也是民用飞机驾驶舱智能交互方式的一项关键技术。为建立民用飞机驾驶舱复杂光照环境与飞行员姿态估计模型性能的可解释联系，提出基于视觉Transformer飞行员姿态(ViTPPose)估计模型，该模型在卷积神经网络(CNN)主干网络末端使用包含多层编码层的双支路Transformer模块，编码层联合Transformer和空洞卷积，在增大感受野的同时捕捉后期高阶特征的全局相关性。基于飞行机组标准操作程序，建立飞行模拟场景下的飞行员操纵行为关键点检测数据集，ViTPPose估计模型在此数据集上完成飞行员坐姿估计，并通过与基准模型对比，验证了其有效性。在驾驶舱复杂光照的背景下，构建坐姿估计热图，分析ViTPPose估计模型对光照强度的偏好，测试其在不同光照等级下的性能，揭示其对不同光照强度的依赖关系。

面向终端区的航空器绿色轨迹优化

作者： 任广建     何家兴   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 终端区   绿色运行   轨迹优化   航空运输   碳排放  

描述： 终端区飞行对于环境的影响，建立发动机排放模型；基于现有的广播式自动相关监视（ADS-B）数据和航空器A321机型巡航性能，对数据进行分析归纳；建立划分航段的整数规划模型，研究飞机在航段内的具体情况，结合

飞机燃油箱水污染物数值建模

作者： 杨文举     邵垒     刘卫华     贺佳伟     陈博涵   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 水污染物   载油率   初始相对湿度   初始温度   飞机燃油箱   溶解水相对饱和度  

描述： 的影响最大，随着初始温度的增加，冷凝水呈现先减少后增多的趋势，游离水呈现增多的趋势，初始温度310 K生成的游离水较270 K增加了177%；初始相对湿度的影响最小，随着初始相对湿度的增加，冷凝水呈现增多

风影响下航空器多目标最优控制航迹优化方法

作者： 常哲宁     胡明华     张颖     杨磊     邹润原   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   基于航迹运行   空中交通管理   非线性规划   多目标优化   航迹优化  

描述： 更优的前沿解；自由高度飞行和按高度层飞行2种场景下求得的前沿解中最小燃油耗航迹分别比飞行计划仿真航迹的油耗降低了6.33%和5.94%，最短飞行时间航迹分别比飞行计划仿真航迹的飞行时间降低了10.16%和10.01%。

连续变弯度后缘飞机的滚转机动载荷减缓

作者： 雷朝辉     杨超     宋晨     金天燚     吴志刚   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 刚弹耦合   风洞试验   仿真分析   滚转机动   变弯度后缘   载荷减缓  

描述： 了滚转机动仿真分析与风洞试验。结果表明：变弯度后缘可以操纵飞机在2 s内进行180°滚转机动。相较于外侧后缘单独变形，通过内外后缘协同变形可以降低30%以上的滚转机动附加载荷。另外，对比表明滚转角仿真结果与风洞试验数据误差小于6%，验证了所提方法的准确性。

基于IPSO-AM-LSTM的飞机地面空调能耗预测

作者： 刘涵     林家泉   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 地面空调   长短时记忆神经网络   粒子群优化   飞机客舱   能耗预测  

描述： 作为一个复杂的热力系统，飞机地面空调能耗受到多种因素的影响，包括各种天气数据和时间特征。为提升飞机客舱使用地面空调制冷时地面空调能耗预测精度，构造了一种基于长短时记忆网络(LSTM)的地面空调能耗预测模型。该模型融合长短时记忆网络和注意力机制构建预测部分，用于提取和利用数据中的时序信息，并以预测精度作为算法的适应度函数，提出一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的超参数优化方法，与标准粒子群优化(PSO)算法相比，该优化算法将迭代次数与适应度相结合，构建了惯性权重的动态调节函数，对其进行动态调节，并引入粒子到全局最优位置的距离参数，提出一种粒子交叉策略，提高粒子群的多样性。所提方法在实际数据集上的仿真预测结果的均方误差为4.394，平均绝对百分比误差为0.774%，决定系数为0.968。与其他预测方法进行对比，结果表明：所提方法有更高的准确度。

停留时间与飞行方向对飞行员警觉性的影响

作者： 李敬强     胡超     张希凝     张璐     刘安南   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 国际豁免航班   飞行员   停留时间   警觉性   风险管理   飞行方向  

描述： ，利用相关性分析和重复测量方差分析的方法，深入地分析不同中转停留时间及飞行方向对国际豁免航班飞行员警觉性的影响，并用Origin软件绘制相关性系数图和半小提琴图。结果表明：停留时间为1～2 h时

基于飞机滑水安全的沥青道面积水评价指标

作者： 宗辉杭     李岳     蔡靖     戴轩   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 轮胎滑水   滑水风险   积水评价   飞机轮胎   道面轮辙  

描述： 中心线内移；EWT对应表征安全接地宽度更大，覆盖轮载累积作用概率约为平均水膜厚度(AWT)的2倍，滑水风险指标仅为AWT的36%～81%。所提评价指标克服了最大水膜厚度(MWT)取值过于严格的缺陷，更适用于机场管理实践，可为起降条件保障和滑水风险分级提供量化参照。

分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振

作者： 曹婷婷     杨佑绪     余灵富     成志勇     叶博   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 分布式电推进   陀螺效应   螺旋桨飞机   气动弹性   旋转颤振  

描述： 由于采用多个螺旋桨动力，旋转颤振成为分布式电推进飞机面临的重要气动弹性问题之一。基于机翼/短舱/桨耦合系统的运动关系及力作用关系，考虑机翼对螺旋桨的下洗和侧洗效应，推导出机翼、短舱和螺旋桨耦合系统的运动方程。将多套短舱/螺旋桨动力的陀螺力矩和螺旋桨非定常气动力引入机翼结构动力学模型，建立分布式电推进螺旋桨飞机颤振模型。通过对动力系统展向位置和动力系统数量的变参分析，研究分布式电推进螺旋桨飞机关键动力布局参数对旋转颤振特性的影响规律，并评估了2种典型的分布式电动螺旋桨飞机布局的颤振特性。结果表明：动力系统位于0.8倍翼展附近时，旋转颤振速度明显提高，而其他安装位置的参数不敏感。从翼根向翼梢逐渐增加动力数量的过程中，当动力个数少于5时，机翼的颤振速度对动力个数参数不敏感，而当动力个数增加至6时，机翼的经典颤振速度和旋转颤振速度均显著提高。在总刚度、总质惯量、总滑流效应和总功率等总体设计指标相当的前提下，动力系统相同分布式方案更佳，更有利于提高经典颤振速度和旋转颤振速度。