● 摘要
飞机常担负两地之间快速运送人员、货物的任务，或需要在两地之间的飞行过程中长时间留空以完成侦查和防御任务，针对上述任务的特点建立了最短航时和最长航时指标以优化飞机纵向飞行航迹。飞机的典型纵向飞行航迹分为上升、巡航和下滑三个阶段，利用能量状态法简化飞机质点运动方程，可以将目标函数转化为等效能量形式。而在优化纵向飞行航迹的过程中，将发动机推力和飞行速度联立求解，解决了独立寻优得出的发动机推力和速度在实际飞行中无法协调达到的问题，使优化出的纵向飞行航迹具有更大的实用价值。本文继续研究了飞机的最大航程，利用工程计算方法得到了算例飞机的最大航程，通过与实际数据对比，验证了该工程计算方法的可靠性。对地形回避和燃油消耗指标的研究是本文工作的最后一个部分，飞机在执行地形回避任务的时候往往需要飞行更长的距离，由此带来更多的燃油消耗，给飞行安全带来影响。本文建立了飞行距离与燃油消耗的复合指标，通过平面和纵向航迹规划，得到使该复合指标取最小值的航迹、速度和推力，兼顾了飞行距离和飞机的燃油消耗。本文对最短航时、最长航时的研究对飞机执行人员、货物快速运输以及侦查防御任务的纵向飞行航迹规划具有一定的参考价值，对最大航程和燃油消耗问题的研究对飞机执行远程奔袭和地形回避任务的安全性和可执行性有一定的借鉴意义。