直升机飞行安全研究论文题目

民用航空是高科技、高风险的资本密集型服务性行业，在当代社会中已成为国民经济发展的重要驱动力量。然而，航空灾害犹如挥之不去的幽灵，所造成的人身财产损失和无形的危害，在人们的心灵上投下了阴影。航空安全不仅关系到旅客的生命财产安全，而且关系到国计民生。目前，我国民航的安全形势相当严峻，面对加入WTO后面临的竞争与挑战，中国民航亟待改善安全管理的科学性和可靠性，进一步降低事故率，提高防灾减灾水平，促进民航业的健康持续发展。航空灾害预警管理系统的建立，具有迫切的必要性和现实的可行性。航空灾害的内涵及基本特征航空灾害是指一切危及民航正常航空运营活动、运营秩序以及社会政治经济生活的事故或事件造成的灾难性后果，包括航空事故灾害，如飞行事故、地面事故、严重差错等造成的有形和无形损失；环境灾害，如飞机噪音和尾气污染、有毒和放射性物品泄露造成的生态环境污染与破坏、空中航行传播疫病等;自然灾害，如雷暴、沙尘暴、冰雹等自然变故造成的损失；其它灾害，如威胁民航运营安全的非法行为的危害等等。航空事故灾害的危害性大且具有一定的可控性，因此是最主要的预警管理对象。航空灾害具有四个方面的基本特征：1.生成的突发性航空灾害往往是当事人无法预见的突发性的灾难。笔者2000年在武汉、石家庄等省会城市进行了抽样问卷调查，其中的居民认为最不安全的交通方式是乘坐飞机，在各种交通方式中占居首位。实际上，空难的发生概率较小，然而空难一旦发生则死亡率极高，其突发性和无可逃避性对人们的心理造成巨大的影响。由于航空灾害的发生是众多诱发因素交互作用的结果，某些因素本身包含随机性和突发性，必然影响到灾害的发生具有偶然性、突发性、不确定性及随机性。2.成因的综合性民航的地面——空中立体生产服务体系，是一个人造的社会技术系统，主要由航空公司、空中交通服务和机场服务三大子系统组成，涉及飞行、机务、地面保障和空中服务等多方面的计划、组织、协调和指挥，工作场地分散，组织协调的难度大，同时受自然环境和社会环境的影响较大。中国民航总局根据事故调查报告，对近5年来国内29起飞行事故的相关因素进行了分析，占第一位的是机组操纵不当()，第二位的是机务维护工作失误、航空公司组织管理缺陷(各为)，第三位的是机组违反飞行程序和规章、机组成员配合不好(各为)，第四位是天气()，第五位是机组判断错误、机组不能正确使用设备(各为)，其中人为因素累计高达80%以上。可见航空事故是由许多因素引发的，其中人为失误是最主要的因素，包括操纵者对环境变化及飞机故障的不良应对。航空灾害的发生，通常是民航运输过程中外部环境的突变、人为失误与飞机失控等因素相互作用的结果，其成因具有综合性。3.后果的双重性航空灾害的后果，一是灾害本身对人和社会造成的破坏，二是灾害发生后的社会心理影响。航空灾害的双重性表现在：伤害范围比较小，而造成的社会影响却很大。一次飞机失事死亡数百人，但造成的却是世界性的影响，引起许多人对乘坐飞机产生不安甚至恐惧心理。笔者的抽样调查表明，关于武汉6·22空难事故的影响，被调查者中的人感到悲伤或不安，的人表示不愿坐飞机，的人表示不愿坐“运七”飞机，只有的人表示自己或家人没有受到影响。虽然只有的人表示不愿坐“武航”的飞机，但反映出航空事故对航空企业的形象和声誉是有负面影响的。总体来看，这次空难事故使大约七成的人受到不同程度的影响，因此可见航空事故对社会心理的消极影响相当广泛。4.一定的可防性航空灾害的发生存在微观上的可避免性与宏观上的不可避免性。从理论上讲，随机事件有随机的规律，灾害的发生是事出有因的，那么预先控制了成因，就能预防灾害发生的结果。通过监测、识别、诊断和预控，及时纠正人为失误和机械故障，则可以防范灾害。但从宏观上分析，系统处在不断地演变、发展、完善过程之中，灾害又是不能绝对避免的。因此，航空灾害在一定程度上可以预防，至少能使灾害的发生及损失降到现有技术和管理水平所能控制的最低限度。以民航机场为例，事实表明，一些航空灾害的发生与机场管理不当是相关的。例如，由于疏于管理，没能及时发现机场跑道上有金属物件，使“协和”超音速客机起飞时轮胎受损而导致机毁人亡；由于安检不力，使歹徒可能携凶器混上飞机，导致多起劫机事件发生。如果民航机场在完善检测等硬件设备的基础上，加强系统化的安全预警管理，就能有效预防此类灾害的发生。航空灾害预警管理系统的目的和功能航空灾害预警管理系统的研究，是以预警管理理论为指导，在行业管理层面的应用研究。通过综合运用复杂系统理论、安全科学、人素科学、灾害学等学科领域的最新成果，对航空灾害的可控制诱因进行监测、识别、诊断及预先控制的一种管理制度和手段，旨在防止和矫正航空事故和事件诱发因素的萌生与发展，预防和减少航空灾害造成的有形或无形危害，并保证民航运营系统处于有序的安全状态。具体地说，航空灾害预警管理系统的目的在于解决航空行为人的内在局限性或失误的可能性；航空环境和飞机故障异常变化的成因和过程，以及它们与人为失误之间的联系；飞机在不同因素和条件下发生事故和灾害的概率；民航安全管理在什么条件作用下可能出现管理失误；如何识别和诊断航空事故征候或灾害征兆；如何预测和控制其发展趋势；如何运用有效的预控方法等问题。实践证明，采用单项措施是难以预防航空灾害的，只有在法规、管理、技术、教育诸方面进行全方位的综合防治和预控，才能收到良好的效果。建立航空灾害预警管理系统，就是要在航空公司、机场与空中管制机构中，构建一种能对同质性航空事故具有免疫功能，并对各种航空灾害现象具有预防和矫正功能的“自组织”机制。建立航空灾害预警管理系统的必要性国际航空安全网最新统计资料显示，2000-2001两年内，全球共发生航空安全事故349起，仅我国有96起；全球空难达227起。2001年发生在美国的“9·11”事件，不仅造成机毁人亡的惨剧，而且随着纽约世贸大楼的坍塌，几千人刹那间灰飞烟灭，美国民航业乃至全美经济遭受重创，对全球航空安全产生了重大影响，甚至导致现有的航空安全体系遭到质疑。中国国际航空公司自1955年以来，创造了世界民航运输企业连续安全飞行四十年的罕见记录，并被国际民航组织授予荣誉奖章。然而今年发生在韩国釜山机场附近的“4·15”空难，使这个“全国安全飞行标兵单位”在经济和声誉方面遭受了不良的影响；中国北方航空公司“5·7”大连空难不仅损失惨重，而且引发了此后旅客集体罢乘与失事飞机同型号客机的严重事件。如果说“9·11”恐怖事件具有从行业或企业管理层面难以预防的不可控因素，但大多数航空灾害并非是不可能预警和防范的。加强航空灾害的防范，已不仅是一家航空公司、机场或空中管制机构的问题，而且是一个国家民航业的问题，令整个世界关注的问题。国际航空运输协会已经提出到2004年为止，要把事故率降到1995年的一半的计划。飞行安全基金会(FSF)也提出到2006年将现有事故率降低50%的目标。随着我国经济的迅猛发展，我国民航在深化改革和不断前进的过程中潜伏的灾害隐患不容忽视。根据波音公司2001年的预测报告，到2020年，中国拥有的客机数量将超过2209架，机队规模几乎是现在的四倍，现有机队中一半以上的飞机届时仍在服役。国内市场运输量将以的速度增长，国内航班频率迅速增加；国际市场运输量和国际航班频率也将有大幅度增长。假设事故率不变，灾害损失将放大数倍。同时，我国正在深化的民航体制改革和航空公司重组过程中，难免出现法规不够完善、监察机制不够健全的现象，可能导致基层安全责任不落实而留下安全管理漏洞。例如，我国有的地方航空公司安全基础较薄弱，安全工作忙于“亡羊补牢”，在安全管理理念、机制、模式和体系方面，在预防控制技术以及紧急救援系统等方面，仍有许多实际问题尚待解决。因此，建立航空灾害预警管理系统，有效降低事故率和灾害率，减少航空灾害损失，具有迫切的必要性。建立航空灾害预警管理系统的可行性1.建立航空灾害预警系统的理论准备在民用航空领域，美国和欧洲航空业率先加强了机载环境的预警系统研究，开发了交通警戒和防撞系统、近地警告系统、风切变预警系统；法国加强了航空事故调查和预防的对策研究，如法国航空公司应用里森的因果模式理论建立法航飞行安全组织开展事故预防等。以波音公司为代表的各国航空公司，进一步加强了基于人素工程的人-机系统研究等等。上述研究主要集中在航空技术、航空法规、标准制订方面。我国在航空安全技术、航空安全管理、航空安全法规、航空安全心理学、人为差错、事故调查研究等方面取得了丰富的成果。近两年以来，国家自然科学基金项目“交通灾害预警系统研究”课题组，在航空、公路、水运、铁路等交通灾害的预警管理研究已取得了阶段性成果。在航空灾害预警管理方面，提出了航空灾害预警管理系统模型和组织方式，包括该系统的构建思路、工作内容、运转模式与工作流程。通过调查分析我国民航飞行品质监控的管理模式和措施，提出了利用民航飞行品质监控进行航空灾害预警管理的新思路，探讨了预测超限事件发生趋势的方法，为航空灾害预警管理提供对策依据。探讨了社会心理品质、动机、情绪等心理因素与民航机组行为失误之间的联系；对机组行为失误的心理背景进行了分析；分析了机组管理不善对群体行为失误的影响，提出了改善机组管理的对策思路。这些研究，共同奠定了建立航空灾害预警管理系统的理论基础。2.建立航空灾害预警系统的现实条件80年代，国际民航界加强了CRM的研究，采取一系列有效措施。同时世界各国加强了可靠性管理。90年代以来，世界各国推出了许多重大的鼓励性措施提高航空安全标准，并采取了一系列重要措施，建立全球安全标准系统。如1998年，35个欧洲民航联合会参加国建立了违反安全惯例或适航规则的飞机和航空公司数据库；1999年，国际航空运输为其成员航空公司制定了运营质量标准。美国联邦航空局(FAA)于1989年规定在商用飞机上安装风切变预警系统(RWS)；从70年代起，欧洲和亚洲的主要航空公司着手开发应用飞行品质监控软件，以检测在飞机运行、飞机维修和发动机性能监控方面的超限事件及发展趋势。澳大利亚快达公司与飞行数据分析公司合作研发的软件最早投入商业使用。一些机场针对停机坪事故，专门成立停机坪安全委员会，制定和执行相关的保障安全的措施；加强硬件设备的配备。迄今为止，我国民航安全管理工作取得了重大进步，积累了相当丰富的实践经验，在运用预警思想加强事故防范方面也取得了一些成果。中国南方航空公司于1995年建立了“南方可靠性控制闭环系统”，设立了数据可靠性标准，并加强了可靠性分析；1995年，我国民航开发了针对B737、B757的飞行操纵品质监控软件。1997年，民航总局要求所有运输机加装QAR设备，并对每个航班实施监控，为保证飞行安全，加快培养新飞行员提供了有效的科学手段，有利于事前的安全管理。一些航空公司已开始重视人为因素的管理，如进行驾驶舱资源管理(CRM)，开展安全分析与评估，通过了解航空运输系统的薄弱环节，有针对性地采取安全措施。航空灾害预警管理系统的建立，是以现有航空安全技术和航空安全管理体系为基础的。例如，对航空环境的监测，可与航空气象部门的气象预报服务、机场安检工作相匹配；对飞机运行状态的监测、评价及预先控制，可与可靠性管理中的统计评估体系相结合，并与先进民航飞机的机载环境预警系统(包括交通警戒防撞系统、近地警告系统和风切变探测系统)和空中交通管制部门的二次监控雷达系统配合使用；对飞机操纵人行为的监测、评价和优化，是驾驶舱资源管理工作的深化和完善；对安全管理活动的监测、评价和预警预控，是航空公司、机场、空中管制安全评估工作的补充、修正和强化。总之，建立航空灾害预警管理系统，是一项势在必行的系统工程，具有现实的可行性。安全是民用航空的生命线和不懈追求的永恒主题。航空灾害预警管理系统的建立，是航空安全“预防为主”思想的具体体现，是“安全第一”方针的深化和发展，对于不断提高我国航空安全管理的科学性、可靠性以及防灾减灾水平，促进当前深入开展的“企业负责，行业管理，国家监察，群众监督”的民航体制改革，促进航空安全体系建设和民航业的健康发展，具有积极的推动作用。

浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文

前言： 随着无人机产品的不断增加，市场之间的竞争力，也逐渐的提升，对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机，产品不仅定位合理，同时与其他产品存在一定的差异，该任务系统，是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务，存在较高的能量利用效率、载荷运输性能，是其它无人机产品，在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划，会给企业带来一定的经济效益。

1 多旋翼无人机定义概述

我们常称无人飞行载具，为无人飞机系统，主要是利用无线电智能遥控设备，以及自带的控制程序装置，对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机，包括狭义无人机以及航模。

多旋翼飞行器，主要由动力系统、主体、控制系统组成，动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站，以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼，是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、，鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来，对于系统的控制功能的研究趋势，为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为，数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。

2 控制系统改进发展阶段

多旋翼无人飞行器的控制系统，最初是由惯性导航系统，借助了微机电系统技术，形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究，有效的降低了其传感器数据噪音的问题，最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用，最终在2005年，制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价，可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降，以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面，不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。

3 技术原理

系统组成

无人多旋翼任务系统，总体技术方案框图如图1所示;如图所示，无人多旋翼任务系统，由无人机、地面工作站构成。无人机，由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站，由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。

系统技术原理

多旋翼无人机，通过对于螺旋桨微调的推力，实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述，对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比，可以明显的看出，多旋翼无人机，在任务飞行方面，具有多能量的优势，从而更好的执行完成飞行任务，改善了飞行姿态维持，消耗大量能量的缺陷，从而更好的保证了其能量利用率，直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面，做了大量的简化，省去了传动机构，使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。

无人机，与地面工作站之间的通信，通过设备数据链实现连接，起到通信中介的作用，同好也是无人机、地面工作站之间，实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机，对于地空信息的转换连接，只是普通的点对点通信，收到信号传输距离的影响，性能发挥受到严重的影响，只能实现一些简单遥控数据信号的传输。

但是本项目，对于无人多旋翼任务系统的研究，是通过数据链协议MAVLink的研究后，将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中，有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题，将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一，保证了通信之间的无障碍，从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测，是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信，是指对于远方的电气开关、设备，以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控，是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调，是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视，是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。

传统的无人机，在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作，对其飞行姿态进行的控制，体现出其自动程序的不完善，功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究，在地面工作站，通过飞行任务规划软件的配套，有效的改善了以往功能单一的缺点，直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件，具备GoogleMap高速API接口，实现对于无人机飞行航线，在三维地图上的简易规划，同时也能对其航线进行启动，使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。

4 技术关键点及创新点

技术关键点：

地空信息的的数据通信。

先进智能装备数据链协议MAVLink的应用，能够对其所有数据进行有效的整合，并全部归纳在数据链路中，整合五遥操作，有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题，提高了通信效率，保证了通讯功能得以有效发挥。

解决飞行姿态操控问题

嵌入式操作系统，在ARM处理器平台上的应用，加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法，从而更好的保证了控制系统的功能增加，除此之外，不仅实现了无人操作飞行，在飞行操纵方面，也有效的降低了能耗，增加了能量利用率。

在工业控制领域应用的扩展

本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路，针对于型号相同的多旋翼飞行器，设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷，实现快速更换载荷，使其飞行任务之间，能够良好、稳定的切换、衔接，保证该系统的实用性，同时也减少了任务执行的成本。

增强地面工作站功能

通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库，以及地面任务规划软件、分析数据分析软件，从而更好的增强地面工作站的功能，以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作，带来更多的便利。

项目的技术创新性

在无人机、地面站，在植入数据链MAVLink的同时，加强整体系统功能的改进，有效的实现了五遥的综合统一。

卡尔曼滤波、四元数算法，加上嵌入式ARM平台，对其飞行姿态实现有效控制。

同一载具+多种载荷思路的研究，实现了无人机，对任务执行模式的有效转换。

同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用，提高了系统的控制功能，以及系统智能化程度。

5 总结

综上所述，通过对于无人多旋翼任务系统的分析，发现我国针对于此方面的研究，仍存在很多不完善的地方，该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等，照比以往的无人机飞行器，在系统功能改进方面，实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面，实现了灵活转换;在飞行姿态方面，实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上，有效的规避了其以往的缺陷，同时自主飞行控制软件编程，这种飞控任务的提供，有效的实现了飞行中，自主导航智能飞行。