论文摘要：高原机场民机进近穿越大气紊流场的危险性评估

进近阶段是民航飞行事故的多发阶段，从1999年到2005年，每年进近阶段发生的事故占当年总事故的比例在22%到45%之间。由于进近阶段飞机飞行速度低，高度低，自身剩余能量低，对抗风场的能力差。尤其在高原机场终端区，由于大气稳定度、地形状况、高度变化的影响，使得不利程度加剧，所以不利风场对该阶段飞行安全的影响尤为重要。在影响飞行安全的不利风场中，大气紊流占十分重要的地位，如何评估飞机进近阶段穿越大气紊流的危险性对飞行安全具有重要意义。本文对典型民航客机在高原机场终端区进近穿越大气紊流场的危险性进行仿真研究。考虑高原地区大气稳定度、地形粗糙度、飞行高度对大气紊流的尺度和强度的影响，恰当选取紊流尺度和强度，并且应用Dryden谱大气紊流模型生成近似高原低空大气紊流场。采用下滑波束导引系统和侧向波束导引系统，结合PID控制，分别设计了飞机自动进近纵向系统控制律和侧向控制律；应用结构驾驶员模型和McRuer驾驶员模型设计飞机人工进近控制系统。法向过载峰值与实际危险性有直接联系，法向过载均方根值和机载多普勒气象雷达频谱之间定量关系已经建立，通过灰色控制系统中的关联度分析，计算出与法向过载峰值关联度最好的法向过载均方根时间尺度，并以此作为实际危险性的评估指标。通过六自由度非线性仿真软件平台多次仿真在机两种构型状态下进近穿越大气紊流场响应情况，基于统计学思想建立危险性评估阀值，为设计机载大气紊流危险性告警系统提供参考依据。此外，根据国外公布的大迎角非线性气动力数据，对比飞机线性气动力/非线性气动力穿越大气紊流的危险性阀值变化趋势，并分析其机理。

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