基于BCOP的飞行航迹预测及性能仿真分析

　摘 要：飞机在终端区起飞、进近着陆时，为了对飞行安全性和经济性进行评估，必须对飞机的各项性能参数进行分析，文章通过使用波音公司的飞行爬升性能分析软件（BCOP）进行计算，分析在不同起飞重量的条件下经过BCOP计算后，对飞机航迹、发动机推力、燃油流量、燃油消耗率、N1转速，升力系数、高度、马赫数、飞机迎角等参数进行处理，利用Matlab中对飞机的性能参数进行仿真绘图。
　　关键词：航迹；飞机性能；油耗分析；飞行动力学；爬升性能
　　引言
　　航空器在飞行时，其飞行性能参数如飞行迎角，燃油消耗率，垂直爬升梯度，发动机推力等对飞行安全性能评估具有重要参考意义，研究飞行性能参数，对保证飞行安全、维护空中交通秩序具有深刻的意义。文章通过挖掘波音公司飞行性能分析软件（BCOP）中的数据，通过Matlab进行仿真分析，对比分析不同起飞重量下飞机的性能参数。
　　1 计算公式
　　1.1 飞行动力学方程
　　g是飞行爬升角，L是升力，W表示重力，FN是发动机推力，D是阻力，V是飞行空速，？琢表示飞行迎角，？茁是飞行坡度角。
　　1.2 飞机质心动力学方程
　　波音爬升程序（BCOP）是用于分析航路并利用用户提供的离场或进近程序计算飞机性能软件，该软件可以根据输入的飞机机型、发动机信息、机场跑道信息、机场的气象信息、设定的垂直航路和水平航路，输出飞机的几何高度。
　　2 初始化设置
　　起飞机场：ZSQD，气象，17号跑道，OAT25，起飞重量16000磅，其他设置不变，通过输入不同的起飞重量分别是16000磅，17000磅，18000磅，进行多次计算，将数据导出到Matlab中进行后处理。
　　3 飞行航迹仿真预测
　　分析图1中曲线，随着飞机起飞重量的增加，飞机在既定航线飞行时，飞机在150000磅时，相较于其他两个曲线，垂直爬升梯度更大，垂直爬升能力更强，飞机重量越大，爬升梯度和爬升能力越小。
　　同时，分析地面航迹时，随着飞机起飞重量的增加，飞转弯半径与飞机重量趋势呈正相关，飞机重量小，飞机在机动转弯等动作时，水平机动性更好，更加敏捷。同时意味着飞机机动转弯更快，油耗更低，经济性更加，增加了空域流量分析飞机空间曲线，可以看出，深黑色的曲线最先达到最高点，代表重量最轻的飞机，表明飞机重量轻，飞机的爬升能力强，相比其他两组模拟仿真实验，飞机的航迹在对应点出，最高。
　　4 飞机性能分析