仪表着陆系统下滑信标运行保护区仿真研究

仪表着陆系统下滑信标运行保护区的科学防护,对于确保民用航空导航空间信号质量、保障航空器进近阶段运行安全、提升机场运行效率均具有重要意义。结合下滑信标运行保护区概念的演进,对民用航空国家标准、行业标准,以及国际民用航空公约附件十第I卷要求的下滑信标运行保护区的划设情况进行了对比分析。以特大型航空器A380-800为例,对特定运行类别的下滑信标运行保护区进行了研究,以期作为国际民用航空公约附件十第I卷关于下滑信标保护区相关数据的补充和实际工程论证的示例。给出了针对特定机场实际运行进行下滑信标场地保护的典型研究方法以及下滑信标运行保护区的保护建议,为机场的建设和运行提供参考。

MAGIC CARPET着舰对甲板运动的控制策略

MAGIC CARPET是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术,是未来主要的着舰方式。MAGIC CARPET着舰性能很优秀,但受甲板运动的影响较大,因此研究应对甲板运动的策略十分有必要。首先,分析了航母运动和光学下滑道稳定方式;然后,分别研究了下滑道惯性稳定、下滑道线稳定时的MAGIC CARPET着舰,并得到了相关结论;理论分析和实时仿真表明该策略与美军试飞结果具有很好的一致性;最后,分析了下滑道稳定方式的选择方法。研究结果为飞机着舰和直接力控制提供了参考。

NM7000下滑天线原理与维修维护

随着社会的发展和人们生活水平的提高,飞机已经成为大家日常生活中十分重要的交通工具,而飞行安全问题也逐渐受到大众的广泛关注。仪表着陆系统(简称ILS)作为国际民航组织的标准精密进场和着陆设备,能够在复杂气象条件下为航空器提供决断高度精密引导,指引航空器安全进场着陆。下滑天线作为仪表着陆系统的关键构成部分,直接关乎于飞机是否可以安全飞行。一旦下滑天线发生故障,势必就会影响飞行安全。文章以NM7000下滑天线系统的工作原理进行研究,分析天线故障成因,并对实例进行分析总结,给出故障检测与诊断方法,最后提出维修维护措施,以供同行讨论和参考。

地形对仪表着陆系统下滑道影响的仿真评估

通过飞行检验对仪表着陆系统下滑道进行评估的方法历时较长,且耗资巨大;为实现经济、快速的仪表着陆系统下滑道评估,提出一种应用计算机仿真分析非理想地形对仪表着陆系统下滑道影响的方法。建立了非理想地形的数学模型,结合仪表着陆系统下滑道形成原理,基于一致性几何绕射理论(UTD),建立了非理想地形所造成的多径效应模型,通过对下滑信号的多径射线寻迹和计算,并结合接收误差模型,实现对仪表着陆系统地形的仿真评估;应用该方法对某实际机场地形情况下,飞机在300米的高度沿跑道中线等高飞行进行仿真评估,结果表明,使用仿真评估方法可以得到与飞行检验一致的结果,从而实现地形对仪表着陆系统下滑道影响的快速评估。

改进的光学下滑道稳定算法

针对常见光学下滑道稳定算法中飞行员操纵负担和着舰误差二者相互矛盾,并且不能实现闭环控制的问题,提出一种改进的光学下滑道稳定算法。首先介绍母舰运动的简化模型,分析点稳定、角稳定、线稳定和惯性稳定4种常见的光学下滑道稳定算法,然后建立飞行员操纵负担和着舰误差的数学模型,最后在惯性稳定的基础上,将着舰误差作为飞行员操纵负担进行稳定解算,得到改进算法的灯箱运动控制规律。分析结果表明:该算法充分兼顾了飞行员操纵负担和着舰误差这2个主要因素,并通过着舰误差的引入实现了闭环控制,为光学下滑道的稳定提供了新思路。

ILS系统复杂场地的数值计算仿真与飞行检验

现代的三维数字化仿真方法的飞速发展,使得在安装ILS系统前,先对安装环境进行分析,优化仿真论证变成了现实。因此仿真模型的建立的现实有效性决定了仿真的准确度,然而,如果是ILS系统下滑信标,则要求比较严格,需要数学仿真结果和飞行检验结果相互论证才能确定仿真准确度,而且在分析论证已知地点的ILS安装同时还可以等效的获取飞行校验误差。数字仿真分析和飞行校验原则上应该遵守相同的约定规范。可是一些数字分析方法可以转译成飞行校验程序,另一些则不能。因为数字分析不仅可以借助任意辅助手段研究而且可以计算一些非常精细的和高需求的导航参数如DDM=0的航道。按照附件10的规定,利用数字仿真分析和飞行校验的相互论证可以精确的计算出下滑角和复飞点高度。重点讨论在复杂环境下下滑信标的分析优化论证问题。

大型船舶空气尾流场特性的综合分析

大型船舶空气尾流场对飞机海上降落安全有重要的影响,研究空气尾流场特性对保障飞机安全、大型船舶海上活动有重要的意义。本文分别从数值模拟和实验2种角度综合分析大型船舶空气尾流场特性。研究中根据实际情况将甲板风风向风速差异分为9种工况条件,结果表明:甲板风风向角为-7°时空气尾流场气流扰动相对最弱,对飞机海上降落影响最小;上层建筑后部气流扰动对空气尾流场有明显的影响,而这是以往研究中忽略的因素。研究发现飞机海上降落所经过的下滑道气流场中存在气流转换区和下沉气流显著区,是飞机海上安全降落及空气尾流场防治中需重点关注的区域。

考虑斜坡约束的固定时间行星软着陆制导律设计

针对行星探测动力下降段的反馈制导问题,通过引入斜坡约束对着陆轨迹进行约束,应用滑模控制理论和固定时间控制理论,提出了一种固定时间精确软着陆制导方法。首先,根据斜坡约束,定义了约束边界函数,并利用该函数设计了非线性滑模面,不仅保证了系统状态沿滑模面收敛时是固定时间稳定的,还保证了系统状态不会违反斜坡约束。通过引入光滑连续的切换滑模面,避免了滑模面的奇异问题。其次,设计了固定时间制导律,保证了滑模状态能够在固定时间内收敛到零,利用Lyapunov方法证明了系统的稳定性,并分析了在所设计制导律作用下系统状态不会违反斜坡约束。最后,通过数值仿真算例验证了所提算法的有效性以及鲁棒性。

白云铁矿东矿1570m水平北滑体工程整治实践

通过对白云铁矿东矿１５７０ｍ水平北滑体的分析研究，确定了安全、经济、合理可行的滑体整治方案，成功地解决了滑体对生产的影响问题。在因势利导地整治边坡的工程方面，做了有意义的探索。

某电厂岩质高边坡的变形破坏模式分析

边坡变形破坏模式分析是边坡稳定性评价和支护设计最为重要的环节之一。从分析工程地质条件和已有的变形破坏现象入手,探讨了某电厂岩质高边坡的变形破坏模式和开挖后的变形破坏特征。研究表明:在开挖条件下,由于卸荷回弹导致坡体内部原生结构面张开或出现新的拉裂面或遇到节理裂隙非常发育的位置,可能发生以似层面为控制性的顺层滑移及小块体失稳。

全覆式离子型稀土矿山临界注液范围的计算

掌握全覆式离子型稀土矿山临界注液范围的计算方法对于合理确定矿山注液范围具有重要意义。通过注液边界将潜在滑坡体分为两部分:注液区潜在滑坡体提供下滑力,未注液区潜在滑坡体提供抗滑力。基于黏性土土压力的计算方法和简化Bishop法,建立稳渗状态下矿山临界注液范围的理论模型,并基于数值计算结果和现场位移监测结果验证理论模型的有效性。结果表明:首先,对于坡度为25°、30°或35°的简单边坡,临界注液范围理论模型计算值与数值模型计算值的相对误差绝对值在20%以内,相对误差绝对值较小,初步说明临界注液范围理论计算模型的有效性;其次,对于某一现场边坡,理论模型计算的边坡安全系数与其边坡位移变化规律吻合,再次说明了临界注液范围理论计算模型的有效性。

基于PO-PTD的航空器对下滑道结构影响的动态研究

下滑信标是仪表着陆系统的重要组成部分,为进近中的航空器提供垂直方位引导。进行障碍物对下滑信标信号影响的精确分析可以为导航台站选址及解决导航台运行中存在的问题提供理论依据。本文基于物理光学-物理绕射理论(Physical optics-physical theory of diffraction,PO-PTD)算法,结合空客A320-200型客机以及机场三维模型对下滑信标的下滑道结构影响进行了静态分析。在静态分析的基础上,对飞机在滑行道上滑行且五边上有飞机进近时的影响进行了动态研究,找出了某机场飞行员长期反映的下滑道信号不稳问题的原因。动态研究数据与飞行校验结果进行了比对并与飞行校验结果吻合。

保护区内地形对ILS下滑信标辐射场的影响

仪表着陆系统(instrument landing system,ILS)的下滑信标(glide slope,GS)辐射场由GS天线及其对称于地面的镜像天线辐射场形成,辐射场性能受GS天线附近场地影响很大。在GS保护区内,影响其辐射场性能的关键因素主要包括杂草高度、横向坡度以及地形凹凸高度,国内外相应标准对这些因素均给出了严格规定,但没有提供相应理论说明。基于阵列天线理论,在理想情况下建立M型GS辐射场及调制度差(difference in depth of modulation,DDM)的数学模型,然后分别建立在杂草、横向坡度和地形凹凸影响下这种信标的DDM计算模型,仿真分析了在这三个因素影响之下GS辐射场的性能,并与法国民航大学开发的专业软件LAGON的仿真结果进行比对。结果表明,建模仿真的结果与相应标准的规定,以及LAGON的仿真结果具有良好的吻合度,证明所给理论方法及所建算法模型的正确性。研究成果可为ILS相应标准的自主更新或制定,以及具有自主知识产权的ILS性能评估软件的开发提供相应理论支持。

土质边坡滑移面(带)的确定及参数的选取

依据滑坡勘察资料，提出了土质边坡滑移面 (带 )的确定方法。并通过安徽某地滑坡滑带土强度参数选取及滑坡体稳定性评价实例，进一步阐述了滑带土强度参数是滑坡体评价中一项最重要指标，必须予以重视。

单向自溜吊桥调车场的设计与施工

作者设计了一种斜井单向自溜吊桥的调车场，可实现空、重车在同一线路上摘挂钩，并按要求的方向自溜，从而减少辅助作业时间，提高斜井提升能力。文中介绍了设计指导思想和各种参数的确定及应用实例。

竖向预应力锚杆挡土墙的设计与施工

探讨利用竖向预应力锚杆挡墙所产生的竖向预应力来平衡滑坡体的下滑力，从而减少圬工数量及工程造价。对施工工艺等方面内容作了介绍。

西里水电站左坝肩边坡稳定性分析

采用极限平衡法中单一倾斜滑面计算模型,对山西省安泽县西里水电站工程潜在滑体在不同因素影响下所处的状态进行了计算,指出左坝肩边坡坡向与岩层倾向相同,水库蓄水后,若泥岩大面积泥化,则有可能产生顺层滑动。

红黏土斜坡平推式滑动物理模拟研究

平推式滑坡大多发生在岩质斜坡中,土质滑坡由于渗透性较高、低密度和高孔隙比的物理性质,很少发生平推式滑动。然而工程实践表明,具有特殊地层结构及水文地质特性的红黏土斜坡,由于其低渗透性、胀缩性和裂隙性,也可能发生平推式滑动。基于凤冈滑坡为地质原型进行物理模拟试验,分析承压水作用下红黏土斜坡在不同坡比、不同密度条件下平推式滑动的特征。结果表明:强降雨入渗等因素导致的地下水水位上升,渗透到达土-岩接触面,在坡体内部形成承压水,坡体产生拉裂,当地下水水头达到临界水头,斜坡发生平推式滑动;坡体承压水的分布主要受到地下水水位、后缘水头高度、土体密实度、坡比及上层土体渗透性的影响。这为该类土质斜坡的判释提供了一个新的方向。

仪表着陆系统下滑天线辐射特性仿真研究

下滑天线是仪表着陆系统的重要组成部分,其辐射的电磁信号提供着陆飞机相对跑道入口的下滑道指引。下滑天线失效时,将不能提供下滑道,飞机着陆过程将由精密进近变为非精密进近。下滑天线辐射特性是下滑道仿真研究的重点,本文对下滑天线进行建模,求解其电流分布和方向函数,进而运用Matlab仿真其远区辐射场(三维方向图)。

下滑信标垂直覆盖性能分析

下滑信标(GS)利用镜像原理为精密进近过程中的飞机提供垂直引导信息,机场地形直接影响GS的垂直覆盖性能。首先研究4种类型GS的天线分配单元(ADU)、辐射场、调制度差(DDM)及角位移灵敏度,然后对比分析不同GS的波束弯曲能力(BBP),最后研究正坡(FSL)对下滑信标垂直覆盖性能的影响,提出相应的补偿方法。结合机场地形特点,可以为下滑信标类型选择、安装及调试提供理论依据。