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申请/专利权人：中国民用航空飞行学院;潘卫军;王靖开

摘要：本发明公开了一种基于多维指标的航空器遭遇尾流风险评估系统。本发明系统用于执行以下步骤：S1，获取飞机遭遇尾涡风险的衡量指标的值，衡量指标包括滚动力矩系数、过载增量、高度下降率和滚转坡度角；S2，建立各个衡量指标的危险等级评估表，并基于衡量指标的值，获取飞机各个衡量指标的危险等级；S3，建立评语集，并基于各个衡量指标的危险等级和评语集，获取各个衡量指标的评分；S4，采用层次分析法对衡量指标进行分析，得到飞机各个衡量指标对应的指标权重；S5，构建飞机的评价函数，并带入飞机各个衡量指标的危险等级评分和指标权重，计算评估值，评估值用于评估飞机遭遇尾流风险。具有能够量化评估后机遭遇尾涡危险风险的技术效果。

主权项：1.一种基于多维指标的航空器遭遇尾流风险评估系统，其特征在于，所述系统用于执行以下步骤：S1，获取飞机遭遇尾涡风险的衡量指标的值，所述衡量指标包括滚动力矩系数、过载增量、高度下降率和滚转坡度角；S2，建立各个衡量指标的危险等级评估表，并基于衡量指标的值，获取飞机各个衡量指标的危险等级；其中，滚动力矩系数干扰强度对应的危险等级评估如下表所示： 干扰强度 滚转力矩系数 危险等级 无干拢 RMC≤0.02 1 轻度干扰 0.02≤RMC≤0.04 2 较大干扰 0.04≤RMC≤0.08 3 强烈干扰 0.08≤RMC≤0.1 4 剧烈干扰 0.1≤RMC 5 ；过载增量颠簸强度对应的危险等级评估如下表所示： 颠簸强度 过载增量 危险等级 无湍流 |Δn|≤0.15 1 轻度颠簸 0.15≤|Δn|≤0.5 2 中度颠簸 0.5≤|Δn|≤0.8 3 较大颠簸 0.8≤|Δn|≤1 4 强烈颠簸 1≤|Δn| 5 ；高度下降率干扰强度对应的危险等级评估如下表所示： 滚转坡度角干扰强度对应的危险等级评估如下表所示： 干扰强度 坡度角 危险等级 无安全影响 Φ＜10 1 轻度影响 10°≤Φ＜25° 2 轻大影响 25°≤Φ＜30° 3 存在危险 30°≤Φ＜45° 4 强烈危险 45°≤Φ 5 S3，建立评语集，并基于各个衡量指标的危险等级和评语集，获取各个衡量指标的评分；所述评语集包括1、2、3、4、5五个危险等级，分别对应2、4、6、8、10五个评分；S4，采用层次分析法对衡量指标进行分析，得到飞机各个衡量指标对应的指标权重；S5，将所述衡量指标的评分和各个衡量指标对应的指标权重代入飞机的评价函数，计算出评估值，所述评估值用于评估飞机遭遇尾流风险；在获取飞机的滚动力矩系数时，将飞机机翼分割为条带状，形成多个微元机翼，再计算滚动力矩系数；所述计算滚动力矩系数采用下述公式计算， LR＝L×F；式中，RMC为滚转力矩系数，V为空气的来流速度；S为机翼面积，B为前机翼展；F为机翼上其中一个微元机翼升力的变化量，LR为该微元机翼受诱导力矩大小，L为该微元机翼到机翼中心处的距离；ρ为尾涡所处位置的空气密度；将机翼分割成无数条状带，将每条条带状受力当成一个整体，之后按机翼展展长方向进行积分，即可以得到机翼整体的升力变化量；每条条带状上升力变化量乘以其到相应机翼中心的距离，即为后机机翼该条状带区域在前机尾涡诱导作用下的诱导滚转力矩，之后进行累加，即为机翼整体的滚转力矩；一个条带上由尾涡引起的升力变化量计算公式为： 式中，dFy表示为局部的升力变化量；ΔLR为局部诱导力矩；；V为来流速度；cly为飞机所处y位置处的有效升力线系数；cy为弦长；Δαy表示迎角变化量；所述过载增量采用下述公式计算， 式中，Fall为飞机所受合力，M为飞机重量，g为重力加速度；其中，Fall＝ΔFwing+ΔFtail+ΔFengine+ΔFfuselage；式中，ΔFwing为机翼升力变化量；ΔFtail为尾翼升力变化量；ΔFengine为发动机升力变化量；ΔFfuselage为机身升力变化量；所述高度下降率采用下述公式计算， 其中，Gr为高度下降率，ΔH为高度变化量； 式中，tm为飞行员反应时间；tn为航空器响应时间，M为飞机重量，Fall为飞机所受合力；对于椭圆形翼弦的飞机，其滚转坡度角计算公式如下： 对于后掠翼飞机，其滚转坡度角计算公式如下： 式中，p为滚转角速度，WRp为滚转阻尼力矩系数，取值为-0.5；WRc为滚转操纵力矩系数；Ht′-t″为单位阶跃函数；t′为遭遇尾涡时间，t″为飞行员与飞机反应时间；Vzy为前机尾涡在后机机翼上诱导产生的上洗或下洗速度；A为展弦比；I为飞机转动惯量，通过无量纲回转半径来估算飞机，为无量纲回转半径。

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