张帅，余雄庆

（南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏南京 210016）

引言

在客机初步设计阶段需要对各种设计方案的航线性能进行分析和评估。航线性能主要通过分析航线飞行各个阶段所对应的航程、耗油量、飞行时间等要素来确定。在概念设计中，计算飞机航程最常用的方法是布雷盖（Bruget）航程公式及其各种派生形式［1-2］，其假设条件是飞机的升阻比和耗油率保持不变，因此只适合于计算航段距离较短的平飞巡航段。对爬升和下滑等飞行过程使用布雷盖公式时只能引入系数修正，计算误差难以控制。

为扩展布雷盖公式的适用范围，可以引入巡航效率因子与简单升阻特性二次模型，按重量变化对升力系数积分的方法加以修正［2-3］；也可以将各飞行阶段划分为更小的飞行段，对各小段分别使用布雷盖公式再按时间求和［4］。这两种方法提高了布雷盖公式的功能，但都不能反映飞机真实的航线飞行过程，计算结果误差较大，不能满足总体设计阶段对航线性能评估的精度要求。

要分析获取相对完整的航线性能数据还可以采用质点运动方程数值求解（即三自由度运动仿真）［5］和全过程飞行仿真（即六自由度运动仿真）等方法，但计算时间较长，需要的数据量大，不便于在初步设计阶段实施。

作为数值仿真求解的一种替代方法，整个飞行过程可以划分为许多个小的航段分别采用简化运动方程计算［6］。由于客机的航线任务剖面可以划分为几个明确的飞行阶段［7］，适合用不同飞行阶段的简化运动方程进行分析。……