摘要:重要性测度是识别和评估系统薄弱环节的重要方法,广泛应用于航空、航天、核能等系统的优化设计和维护决策。非相似余度作动系统(DRAS)是实现飞机姿态和飞行轨迹控制的关键飞机控制子系统,其性能和可靠性直接影响飞机的飞行品质和飞行安全。本文分别考虑Birnbaum重要性测度(BIM)和综合重要性测度(IIM)对DRAS中关键部件可靠性变化的影响,首先考虑了性能退化和功率不匹配导致不同部件物理故障特征的差异,然后分析了DRAS中关键部件的可靠性变化。然后通过假设 DRAS 组件的随机退化过程遵循逆高斯 (IG) 过程来估计系统中每个组件的可靠性。最后,使用 BIM 和 IIM 识别系统的薄弱环节,以便在维护期间将资源合理地分配给薄弱环节。所提出的方法可以为人员维护提供技术支持,从而以最小的生命周期成本提高系统可靠性。
考虑到预期的空中交通增长,创新和开发能够更高效、更安全地管理飞机运营的新工具对于实现未来的期望是必不可少的。在这种情况下,能够准确预测飞机轨迹以确保高效的飞机运营(例如,航班规划和调度、飞行轨迹预测等)以及使空中交通管理 (ATM) 系统更加强大(包括地面 ATC 系统、预测 ATC 部门的需求等)非常重要。预测它们的方法是基于飞机性能模型 (APM),即允许根据取决于执行飞行的飞机的一些特定系数对飞机性能进行建模的方程组。因此,预测轨迹的准确性将直接取决于所使用的飞机性能模型。如果 APM 不能反映现实,则预测轨迹将不够准确。此外,由于这些轨迹不再符合实际性能模型的最佳性能,因此飞机运营的成本效益和环境影响将降低。因此,需要尽可能真实地使用飞机性能模型。本硕士论文的目标是设计一种算法,该算法能够估计描述所考虑的飞机性能模型的函数系数,该算法将是
交通感知战略机组请求 (TASAR) 概念应用机载自动化,旨在向飞行员建议对飞行有利的航线修改。TASAR 利用机载计算平台与航空电子设备以及机上和机外各种数据源的连接,为驾驶舱及其机组人员引入了一项新的、强大的飞行轨迹管理功能,预计将引发空域运营的重大文化变革。TASAR 及其衍生技术赋予机组人员权力,可以从当今的飞行计划追随者转变为主动轨迹管理者,朝着提高空域系统自主性迈出了关键的第一步。TASAR 的开发是为了推动运营自主性,这是一种未来愿景,其中轨迹管理的责任和权限由飞机运营商承担,并分配给参与的飞机,从而实现了数十年前的愿景并实现了完全可扩展的空域系统。这份 NASA 技术论文将 TASAR 与其基本愿景联系起来,并追溯了其从最初的概念生成到美国航空公司在盈利服务中进行的运营评估(技术转让和商业化前的最后阶段)的研究和开发过程。
摘要:飞行训练通过真实飞机的真实飞行和使用模拟器的虚拟飞行进行。如今,出现了第三种替代方法,即使用沉浸式虚拟现实 (VR) 驾驶舱。但是,这项技术作为飞行员训练工具的有效性尚未得到充分评估。因此,我们进行了一项实验,涉及四名飞行员,他们必须在 VR 模拟器和真实飞行条件下执行相同的交通模式场景(起飞、顺风和着陆)。我们收集了主观(感知任务难度)和客观数据(轨迹、心脏活动)。在这项初步研究中,第一个描述性结果显示飞行员在两种条件下都有相似的飞行轨迹。正如人们所预料的那样,与 VR 相比,飞行员在真实飞行条件下报告的任务难度更高,心率更高,心率变异性更低。然而,在两种条件下,在场景的不同部分(着陆 > 起飞 > 顺风)中发现了类似的主观评价和心脏激活模式。后者的发现表明 VR 为训练目的提供了光明的前景,但必须按照提出的方法进行更多的实验。
摘要:飞行训练通过真实飞机的真实飞行和使用模拟器的虚拟飞行进行。如今,出现了第三种替代方法,即使用沉浸式虚拟现实 (VR) 驾驶舱。但是,这项技术作为飞行员训练工具的有效性尚未得到充分评估。因此,我们进行了一项实验,涉及四名飞行员,他们必须在 VR 模拟器和真实飞行条件下执行相同的交通模式场景(起飞、顺风和着陆)。我们收集了主观(感知任务难度)和客观数据(轨迹、心脏活动)。在这项初步研究中,第一个描述性结果显示飞行员在两种条件下都有相似的飞行轨迹。正如人们所预料的那样,与 VR 相比,飞行员在真实飞行条件下报告的任务难度更高,心率更高,心率变异性更低。然而,在两种条件下,在场景的不同部分(着陆 > 起飞 > 顺风)中发现了类似的主观评价和心脏激活模式。后者的发现表明 VR 为训练目的提供了光明的前景,但必须按照提出的方法进行更多的实验。
高效的轨迹预测工具将成为未来基于轨迹的运营 (TBO) 的关键功能。除了控制器操作之外,爬升飞行中的不确定性是飞行轨迹预测误差的主要组成部分。由于运营问题,飞机起飞重量和爬升速度意图(定义爬升曲线的关键性能参数)并不完全适用于基于回合的轨迹预测基础设施。在空中交通流量管理范围内,扇区进入和退出时间(包括爬升结束和下降开始的时间)是需求容量平衡过程的主要输入。在这项工作中,我们专注于爬升轨迹的不确定性,以量化和分析它们对爬升到巡航高度的时间的影响。我们通过飞机飞行记录数据集(即QAR)使用了模型驱动的数据统计方法。分析结果为飞机起飞重量和速度意图生成了概率定义。获得了这些爬升参数与飞行距离之间的回归,以减少战略层面的不确定性。此外,通过自适应不确定性减少来降低爬升不确定性也在飞行战术层面得到证明。通过模拟,说明了降低飞机质量不确定性对爬升时间的影响。关键词:空中交通管理、轨迹预测、不确定性量化、BADA 缩写
摘要—在合成孔径雷达 (SAR) 干涉测量中,两个不同传感器位置之间的相位差用于估计地形地貌。虽然可以通过这种方式找到三维 (3-D) 表面表示,但在固定距离和方位角位置的高度方向上不同散射体的分布仍然未知。与此相反,断层扫描技术在高度方向上实现了真正的几何分辨能力,并为许多应用和反演问题带来了新的可能性。即使是由重叠和缩短效应引起的 SAR 图像中的误解也可以通过断层扫描处理来解决。本文首次展示了极化机载 SAR 断层扫描的成功实验实现。我们提出了针对多基线成像几何的断层成像孔径合成概念,并讨论了由有限数量的飞行轨迹引起的限制。我们提出了一种减少与成像位置的不规则和欠采样空间分布相关的高度模糊性的方法。最后,我们解决了极化机载 SAR 层析成像的实验要求,并展示了使用德国航空航天中心的实验 SAR(E-SAR)在德国上法芬霍芬附近试验场的 L 波段获取的多基线数据集的实验结果。
摘要—在合成孔径雷达 (SAR) 干涉测量中,两个不同传感器位置之间的相位差用于估计地形地貌。虽然可以通过这种方式找到三维 (3-D) 表面表示,但在固定距离和方位角位置的高度方向上不同散射体的分布仍然未知。与此相反,断层扫描技术在高度方向上实现了真正的几何分辨能力,并为许多应用和反演问题带来了新的可能性。即使是由重叠和缩短效应引起的 SAR 图像中的误解也可以通过断层扫描处理来解决。本文首次展示了极化机载 SAR 断层扫描的成功实验实现。我们提出了针对多基线成像几何的断层成像孔径合成概念,并讨论了由有限数量的飞行轨迹引起的限制。我们提出了一种减少与成像位置的不规则和欠采样空间分布相关的高度模糊性的方法。最后,我们解决了极化机载 SAR 层析成像的实验要求,并展示了使用德国航空航天中心的实验 SAR(E-SAR)在德国上法芬霍芬附近试验场的 L 波段获取的多基线数据集的实验结果。
摘要:空投试验中飞机与降落伞的跟踪至关重要,需要研究降落伞的打开状态和飞行轨迹,如何高效准确地获取降落伞的形变数据和轨迹数据成为越来越多学者的研究方向。目前实际的数据采集主要由实验人员手持高清高速摄像机对降落伞进行跟踪拍摄,获得空投过程中降落伞的图像序列,但这些方法无法获得降落伞的运动轨迹,且易受人为因素的干扰。本文设计了TuSeSy智能转台伺服系统,可自动跟踪空投试验中的飞机与降落伞,具体而言,TuSeSy根据实际拍摄图像与跟踪算法推断图像的差异生成控制指令(从而真正跟踪目标)。此外,我们提出了一种基于图像帧差和光流的有效多目标跟踪切换算法,实现了空投试验中从飞机到降落伞的实时切换。为了评估TuSeSy的性能,我们进行了大量的实验;实验结果表明,TuSeSy不仅解决了错误目标跟踪的问题,而且还降低了计算开销。此外,与其他跟踪切换方法相比,多目标跟踪切换算法具有更高的计算效率和可靠性,确保了转台伺服系统的实际应用。
摘要—在合成孔径雷达 (SAR) 干涉测量中,两个不同传感器位置之间的相位差用于估计地形地貌。虽然可以通过这种方式找到三维 (3-D) 表面表示,但在固定距离和方位角位置的高度方向上不同散射体的分布仍然未知。与此相反,断层扫描技术在高度方向上实现了真正的几何分辨能力,并为许多应用和反演问题带来了新的可能性。即使是由重叠和缩短效应引起的 SAR 图像中的误解也可以通过断层扫描处理来解决。本文首次展示了极化机载 SAR 断层扫描的成功实验实现。我们提出了针对多基线成像几何的断层成像孔径合成概念,并讨论了由有限数量的飞行轨迹引起的限制。我们提出了一种减少与成像位置的不规则和欠采样空间分布相关的高度模糊性的方法。最后,我们解决了极化机载 SAR 层析成像的实验要求,并展示了使用德国航空航天中心的实验 SAR(E-SAR)在德国上法芬霍芬附近试验场的 L 波段获取的多基线数据集的实验结果。