Separación Dinámica de Estela de Aeronaves Basada en el Cambio de Velocidad
Autores: Pan, Weijun; Yin, Zirui; Luo, Yuming; Wang, Anding; Huang, Yuanjing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Separación Dinámica de Estela de Aeronaves Basada en el Cambio de Velocidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tradicional
Investigación
Estático
Reducción de vórtices de estela
Dinámico
Aeronave
Estado de vuelo
Separación
Velocidad
Información de estela
Proceso de evolución
Modelo aerodinámico
CRJ-900
TBS
Coeficiente de momento de rodadura
Simulación
Seguridad en la operación
Reducción de separación
Tecnología.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La investigación tradicional sobre la reducción de vórtices de estela estática generalmente considera solo la influencia de factores ambientales externos, mientras ignora el cambio dinámico en el estado de vuelo de una aeronave. Para resolver este problema, este artículo propone un método para reducir la separación utilizando información dinámica de vórtices de estela basada en cambios en la velocidad de vuelo. En primer lugar, apoyándose en el modelo de generación y disipación de vórtices de estela, se calculan las circulaciones iniciales y los parámetros de disipación del vórtice de estela a diferentes velocidades de aeronaves. Luego, se analiza el proceso completo de evolución del vórtice de estela generado por diferentes tipos de aeronaves a diferentes velocidades, y se obtiene la ley de evolución de un vórtice de estela con velocidad cambiante. Posteriormente, de acuerdo con la forma aerodinámica real del CRJ-900, se establece el modelo aerodinámico para el CRJ-900 cuando encuentra un vórtice de estela. Se analiza la situación de un CRJ-900 encontrando un vórtice de estela bajo TBS, lo que demuestra que TBS es seguro y tiene un cierto potencial de reducción. Luego, tomando el coeficiente de momento de rodadura como índice de seguridad, se calculan las separaciones mínimas seguras a diferentes velocidades. Finalmente, se lleva a cabo una simulación para la reducción de separación basada en un vórtice de estela dinámico. En comparación con la separación basada en vórtices de estela estáticos, la tecnología de separación basada en vórtices de estela dinámicos puede reducir significativamente los requisitos de separación de aeronaves mientras se asegura la seguridad de la operación. Los resultados finales de la simulación muestran que la reducción de separación dinámica en el CRJ-900 siguiendo a una aeronave mediana y pesada puede alcanzar el 44.3% y el 51.6%, respectivamente.
Descripción
La investigación tradicional sobre la reducción de vórtices de estela estática generalmente considera solo la influencia de factores ambientales externos, mientras ignora el cambio dinámico en el estado de vuelo de una aeronave. Para resolver este problema, este artículo propone un método para reducir la separación utilizando información dinámica de vórtices de estela basada en cambios en la velocidad de vuelo. En primer lugar, apoyándose en el modelo de generación y disipación de vórtices de estela, se calculan las circulaciones iniciales y los parámetros de disipación del vórtice de estela a diferentes velocidades de aeronaves. Luego, se analiza el proceso completo de evolución del vórtice de estela generado por diferentes tipos de aeronaves a diferentes velocidades, y se obtiene la ley de evolución de un vórtice de estela con velocidad cambiante. Posteriormente, de acuerdo con la forma aerodinámica real del CRJ-900, se establece el modelo aerodinámico para el CRJ-900 cuando encuentra un vórtice de estela. Se analiza la situación de un CRJ-900 encontrando un vórtice de estela bajo TBS, lo que demuestra que TBS es seguro y tiene un cierto potencial de reducción. Luego, tomando el coeficiente de momento de rodadura como índice de seguridad, se calculan las separaciones mínimas seguras a diferentes velocidades. Finalmente, se lleva a cabo una simulación para la reducción de separación basada en un vórtice de estela dinámico. En comparación con la separación basada en vórtices de estela estáticos, la tecnología de separación basada en vórtices de estela dinámicos puede reducir significativamente los requisitos de separación de aeronaves mientras se asegura la seguridad de la operación. Los resultados finales de la simulación muestran que la reducción de separación dinámica en el CRJ-900 siguiendo a una aeronave mediana y pesada puede alcanzar el 44.3% y el 51.6%, respectivamente.