31、实时计算拒绝起飞距离的研究与实践

实时计算拒绝起飞距离的研究与实践

1. 引言

拒绝起飞是指决定取消飞机起飞的情况。在民航事故和严重事件分析中发现，取消起飞时飞机冲出跑道和终端安全地带虽不常见，但极其危险。其原因主要有两点：一是机组人员停止起飞的行动过晚，即飞行员或机组对危险因素的反应时间超过了允许范围；二是中断起飞的实际条件与预先计算的条件不一致。在这两种情况下，由于实际中断起飞距离（ASD）超过了可用的中断起飞距离（ASDA），飞机往往无法在可用距离内安全停下。

当起飞遇到关键障碍（如发动机故障）时，机组只有几秒时间分析情况并做出“继续起飞”或“中止起飞”的决策。在此期间，飞机速度从发动机故障速度 vEF 增加到 vEF + Δv。机组会将当前速度与“决策速度”V1 进行比较，以此判断飞机能否在机场可用距离内安全停下。若当前速度小于 V1，机组决定中断起飞；否则，需继续起飞以避免冲出跑道。然而，实际的拒绝起飞距离可能因各种危险因素与飞行手册和诺模图中的预计算值不同，因此飞机自动控制系统进行更精确的实时计算，有助于机组做出更准确、安全的决策。

2. 飞机沿跑道运动的动态模型

飞机在跑道上的运动可以用以下微分方程描述：
[
\begin{cases}
m\frac{dv}{dt} = P\cos\alpha_P - Q - mg\sin\theta + f(Y - mg)\cos\theta & (16.1)\
\frac{dl}{dt} = v & (16.2)\
v(0) = 0, l(0) = 0 & (16.3)
\end{cases}
]
其中，t 为时间，v 为速度，l 为机