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研究生:簡重文
研究生(外文):Chien, Jongwen
論文名稱:民航機遭遇強烈大氣亂流之飛行動力比較分析
論文名稱(外文):Flight Dynamic Comparative Analysis For Transport Aircraft In Severe Atmospheric Turbulence
指導教授:譚嗣瀛譚嗣瀛引用關係
指導教授(外文):Tan, Szuying
口試委員:孔健君譚嗣瀛臧瑞傳
口試日期:2012-07-16
學位類別:碩士
校院名稱:中華科技大學
系所名稱:飛機系統工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:大氣亂流模糊邏輯建模飛行數據紀錄器氣動力模型
外文關鍵詞:atmospheric turbulenceFuzzy-Logic Modeling (FLM)flight data recorder (FDR)aerodynamic models
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危害天候通常會造成飛行器姿態瞬間產生很大的變化而產生動態氣動力效應,且飛行人員因危害天候之影響非常容易處置失當,此種不容易被飛行測試的情況稱之為特殊飛行狀況。為能使飛行員有足夠的狀況警覺,研究航空器在危害天候的響應是必要的。
本論文之主要目的是分析兩架受到強烈大氣亂流影響的雙發動機噴射民航機在穿音速飛行中發生突然的起伏運動之安定性與可操控性。在所有大氣擾動的類型中,大氣亂流相當難以偵測及預報,因而仍然是危害飛行安全的主要因素。為了有效分析飛機遭遇大氣亂流期間之安定性與可操控性變化,將會需要以飛行數據為基礎的非線性動態氣動力模型。在本論文中將應用模糊邏輯理論建模技術(Fuzzy-Logic Modeling, FLM),使用由飛行數據紀錄器(Flight Data Recorder, FDR)中取得的飛行數據,建立兩架雙發動機噴射民航機的非穩態氣動力模型。安定性與控制導數將由這些氣動力模型經數值微分計算出來。本論文之成果將可提供民航機遭遇大氣亂流時判斷安全與否及是否容易失控之參考,並可增進對於商用民航機在強烈大氣亂流中的氣動力響應之瞭解。

The effect of hazardous weather conditions usually relates to the dynamic aerodynamic effects that result from instantaneous changes of the flight attitude. The pilots are quite easy to improperly operate the aviation vehicles under hazardous weather conditions. This situation cannot be easily flight-tested and belongs to the so-called unusual flight condition. For the enhancement of pilots’ situational awareness, research of the responses of aircrafts to the hazardous weather conditions is necessary.
The main objective of this paper is to analyze the stability and controllability of two twin-jet transports in severe atmospheric turbulence with sudden plunging motion in transonic flight. The severe atmospheric turbulence is particularly difficult to detect and predict among all atmospheric disturbances, and yet affect the flight safety the most. To effectively analyze the performance degradation and variations in stability and controllability of aircraft encountering severe atmospheric turbulence, the nonlinear, dynamic (i.e. time-dependent) aerodynamic models based on flight data would be needed. In this paper, a numerical modeling method based on a Fuzzy-Logic Modeling (FLM) technique will be presented to estimate the unsteady aerodynamic models for two twin-jet transports by using the flight data from the flight data recorder (FDR). The stability and control derivatives to be presented will be calculated from these aerodynamic models. The results are analyzed to provide the mitigation concepts and promote the understanding of aerodynamic responses of the commercial transport aircraft in severe atmospheric turbulence.

中文摘要 i
ABSTRACT ii
目次 iii
表目錄 v
圖目錄 vi
符號說明 vii
第一章 前言 1
第一節 動機 1
第二節 文獻回顧 3
第三節 研究目的 4
第二章 模糊邏輯建模法 5
第一節 模糊邏輯理論 5
第二節 模糊規則及推論 9
第三節 模糊邏輯模糊化 10
第四節 模型結構之參數辨識 10
第五節 模型結構辨識 14
第三章 研究方法 16
第一節 飛航資料處理 16
第二節 推力模型建置 19
第三節 燃油流率模型建置 22
第四節 模型結構選擇 23
第五節 導數分析 24
第六節 氣動力係數資料庫 29
第四章 結果與討論 31
第一節 模型化所需之飛行數據 31
第二節 遭遇大氣亂流之氣動力情境 32
第三節 遭遇大氣亂流飛行員操作響應 36
第四節 模型預測能力分析 40
第五節 安定性特徵分析 43
第六節 亂流控制性特徵分析 49
第五章 結論 53
參考文獻 54


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