基于飞行性能的冲突解脱问题研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文后用最优化工具来解决。解脱策略是基于在速度、方向和上升角上的改变，或者和这几种策略相结合进行的改变。但并没有把可能造成的时间成本考虑进去。此外，国外还有其他一些解决冲突探测与解脱的新方法忡13。，对最近二十年航空器的探测解脱技术做出了贡献。1．2．2国内研究情况国内在冲突解脱方面，南京航空航天大学的刘星等学者应用遗传算法来解决自由飞行条件下的飞行冲突，基于基本的遗传算法有效的解决了飞行冲突，并且能使航线尽可能接近理论上成本最小的航线n。”1。该学校的靳学梅n。”1等，运用线性

2、规划法以及最优控制理论优化了飞行冲突解脱。南京航空航天大学的程丽媛着重在三维空间内研究冲突解脱问题，还对自由飞行条件下的冲突探测和解脱技术在国内外发展和现状作了广泛的介绍“眦0。，其运用极小值原理获得最后控制变量，给出了改变航空器的速度，航向角和高度这三种简单易行的解脱策略，很好的解决了基于全局考虑的冲突群航空器之间协作情况下的冲突解脱策略。通过改变飞机速度大小的协作策略大大小于单架飞机的解脱成本，而改变速度方向的策略则应用在单架飞机解脱中更加合适。西北工业大学的裴志刚幢¨应用模拟退火遗传算法来解决飞行

3、冲突，改善了优化结果，优化的质量和效率得到了很好的提高。陈晨、崔德光、李丹阳2。251等学者，在空中交通的短期冲突方面进行了研究，取得了成果。另外，中国民航大学的杨尚文埋刮等运用了一种免疫遗传算法提高了在自由条件下对两架飞机冲突解脱的优化效率。这种方法能够较好地防止遗传算法运用过程中的“早熟”，而且可以减少参数对选取对模拟结果的影响，优化的效率较高。有关飞行性能数据的获取虽然目前国内外已经有了很多方法，但在民用航空领域大多数是直接按飞机手册中提供的图表进行估算。缺少从气动力数据和发动机数据进行最基础计算

4、和优化过程。由于世界上大型客机无论是制造还是基础的飞机性能数据都是被美国和欧洲的各大航空企业所垄断，所以美国和欧洲在飞机性能的研究方面处于领先和垄断的地位，飞机性能的经典理论和计算方法已经比较成熟和完善。早在50年代，随着飞机被更多地应用于民用事业，便提出了如何降低飞行成本，节省燃油消耗，较好地发挥飞机最佳飞行性能的问题。美国航空界率先对此展开了研究。至80年代，随着飞机性能优化理论的发展和成熟，再配以航空电子技术、计算机技术的不断提高，便出现了一种新的机载航空电子系统一飞行管理系统(FMS)，它以降低

5、飞行成本、最大限度地发挥飞机的最佳飞行性能为目的，充分利用了各种先进的优化理论和电子与计算机技术。近年来，随着计算机技术的不断发展和计算机的广泛应用，波音公司和空中客车公司各自开发了性能计算软件波音性能软件(BPS)，空客性能软件(PEP)，这样可以及时、高效、准确地计算相应的飞机性能数据，为飞行安全提供了重要的技术保证和数据支持。西北工业大学的徐启华，研究了基于总能量原理的飞行性能管理计算，该方法计算了燃油最省的飞行轨迹。2004年西北工业大学的田晓燕研究了基于能量控制的飞机节油轨迹优化问题，并且利用

6、变分法，对整个飞行过程(爬升一巡航一下降)进行动态优化，得到全局最优解幢”。3基于飞行性能的冲突解脱问题研究该校的张锦、王伟等研究了利用遗传算法进行飞机节油轨迹的优化，在基于能量控制的长航时飞机轨迹优化的基础上对采用遗传算法对飞机纵向飞行过程的节油指标进行优化，并应用最优保存策略确保该算法的收敛性。计算结果表明用遗传算法进行全局寻优，效率较高，结果合理，节省了飞机的燃油。金长江、范立钦等编写的《飞行动力学一飞机飞行性能计算》曙引，常振亚等编写的《飞机飞行性能计算手册》啪1比较详细的提出了飞机基本性能计算

7、方面的理论。国内在经济飞行研究方面起步较晚，1992年，西北工业大学的董朝阳用能量状态近似法和奇异摄动法两种方法讨论了最优飞行剖面的生成睁0l。2008年，中国民航大学的徐肖豪研究了在不同管制方法下，建立了空域运行的燃油经济型模型，结果表明使用该模型可以从管制方法上节省飞机的燃油消耗∞¨。但是这些研究很少把飞行冲突造成的影响考虑在内。所以，在考虑飞行冲突的情况下，从性能角度重新获得最优化的飞行剖面、节约飞行成本就显得非常有意义。主要通过改变合适的飞行速度、方向和高度，使得一架或多架飞机的飞行成本达到最低

8、。在飞机性能计算领域，航空公司只有通过飞机制造公司交付各种性能图表和非常概要的性能计算软件来确定飞机的性能数据口21，在民用航空领域大多数是直接按飞机手册中提供的图表进行估算。缺少从气动力数据和发动机数据进行最基础计算和优化过程。在飞行性能优化，即实现最小成本飞行方面，飞机制造公司会提供一些原始的性能图表可供查询，这样可以帮助公司做出最小成本的飞行计划，对于给定的成本指数和重量，最经济的爬上速度、运行速度和下降速度是多少，但这些图表不能提供