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

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).