Оптимизация высотно-скоростного профиля крейсерского полета воздушного судна в реальной атмосфере

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Задача минимизации расхода топлива дозвукового турбореактивного самолета на этапе крейсерского полета с фиксированным временем прибытия рассматривается с учетом данных о состоянии реальной атмосферы. Используются значения на протяжении маршрута полета попутной составляющей скорости ветра на различных эшелонах, температуры воздуха на различных высотах и атмосферного давления. Оптимизация высотно-скоростного профиля полета осуществляется методом покоординатного спуска с ограничениями. Рассмотрена оптимизация расхода топлива крейсерского полета среднемагистрального самолета с использованием примера данных температуры, давления и скорости ветра. Получено снижение расхода топлива на 1,2% при оптимизации с учетом реальной атмосферы.

Об авторах

В. А. Александров

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН

Email: va.alexandrov@yandex.ru
Москва

Е. Ю Зыбин

ФАУ Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем

Email: zybin@mail.ru
Москва

В. В Косьянчук

ФАУ Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем

Email: kos.vl.v@gmail.com
Москва

Н. И Сельвесюк

ФАУ Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем

Email: nis@gosniias.ru
Москва

Е. А Стефанюк

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН;Национальный исследовательский университет “Московский физико-технический институт”

Email: stefa@ipu.ru
Москва

А. А Тремба

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН;Национальный исследовательский университет “Московский физико-технический институт”

Email: atremba@ipu.ru
Москва

М. В Хлебников

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН;Национальный исследовательский университет “Московский физико-технический институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: khlebnik@ipu.ru
Москва

Список литературы

  1. Александров В.А., Зыбин Е.Ю., Косьянчук В.В., Сельвесюк Н.И., Тремба А.А., Хлебников М.В. Оптимизация высотно-скоростного профиля крейсерского полета воздушного судна при фиксированном времени прибытия // АиТ. 2021. № 7. С. 69-85.
  2. Губарева Е.А., Мозжорина Т.Ю. Оптимизация программы полета дозвукового пассажирского самолета на участке крейсерского полета // Инженерный журнал: наука и инновации. 2014. Вып. 12(36).
  3. Голубева А.А., Григоров П.Ю., Куланов Н.В. Современная методология решения задачи вертикальной навигации самолетов гражданской и военно-транспортной авиации // XII мультиконференция по проблемам управления (МКПУ-2019). 2019. С. 32-35.
  4. Сагалаков А.Э., Филатьев А.С. К оптимизации траекторий летательных аппаратов в реальной атмосфере // Ученые записки ЦАГИ. 2019. Т. 50. № 4. С. 31-52.
  5. Saucier A., Maazoun W., Soumis F. Optimal speed-profile determination for aircraft trajectories // Aerosp. Sci. Technol. 2017. V. 67. P. 327-342.
  6. Franco A., Rivas D. Optimization of Multiphase Aircraft Trajectories Using Hybrid Optimal Control // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2015. Vol. 38. No. 3. P. 452-467.
  7. Valenzuela A., Rivas D. Analysis of along-track variable wind effects on optimal aircraft trajectory generation // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2016. Vol. 39. No. 9. P. 2148-2155.
  8. Мозжорина Т.Ю., Губарева Е.А. Моделирование влияния атмосферных условий на результаты оптимизации программы полета дозвукового пассажирского самолета // Математическое моделирование и численные методы. 2014. № 3. С. 74-88.
  9. Dancila R.I., Botez R.M. New atmospheric data model for constant altitude accelerated flight performance prediction calculations and flight trajectory optimization algorithms // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 2021. 235(4). P. 405-426.
  10. Takeichi N. Adaptive prediction of flight time uncertainty for ground-based 4D trajectory management // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2018. Vol. 95. P. 335-345.
  11. Bartel M., Young T.M. Simplified Thrust and Fuel Consumption Models for Modern Two-Shaft Turbofan Engines // Journal of Aircraft. 2008. No. 45(4). P. 1450-1456.
  12. Григоров П.Ю., Куланов Н.В. Применение концепции обратных задач динамики в задачах вертикальной навигации // Известия РАН. Теория и системы управления. 2016. № 3. С. 130-140.
  13. Hull D.G. Fundamentals of Airplane Flight Mechanics. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2007.
  14. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. 2-е издание, исправленное и дополненное. М.: ЛЕНАНД, 2014.
  15. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Изд-во стандартов, 2004.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023