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Title: Route planning in real time for short-range aircraft with a constant-volume-combustorgeared turbofan to minimize operating costs by particle swarm optimization
Author: Colmenares Quintero, Ramón Fernando
Góez Sánchez, Germán David
Colmenares Quintero, Juan Carlos
Email autor: ramon.colmenaresq@campusucc.edu.co
jcarloscolmenares@ichf.edu.pl
metadata.dc.description.cvlac: https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000192503
https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001358296#articulos
Issue Date: 20-Jan-2018
Keywords: Aiación comercial
Turbofan innovador
Planificación en tiempo real
Resume: En la aviación convencional, la planificación de las rutas de vuelo tiene por objeto garantizar la seguridad y reducir los costos de explotación de los diferentes tipos de aeronaves disponibles en la actualidad. En el presente documento se presentan y analizan los resultados obtenidos de la planificación de una ruta de vuelo en tiempo real para aeronaves de corto alcance equipadas con turboventiladores de volumen constante para reducir los gastos de explotación mediante la optimización de la ruta en términos de menor distancia recorrida. En el análisis, una ruta fuera de línea obtenida a partir de un perfil de vuelo utilizando la herramienta del Marco de Diseño Multidisciplinario Preliminar se compara con la misma ruta que se recorre en tiempo real utilizando un planificador de rutas optimizado con un algoritmo de optimización de enjambre de partículas. Los resultados medios indican que la ruta propuesta por el algoritmo de optimización reduce los costos operativos directos e indirectos si se compara con la ruta alternativa (enfoque tradicional según el plan de vuelo). Esto se debe principalmente al menor consumo de combustible y a los menores costos de mantenimiento al seleccionar una ruta optimizada. En los casos en que las rutas directas y alternativas están completamente obstruidas, el planificador puede encontrar una ruta optimizada basándose en los costos más bajos. De esta manera, el piloto y el controlador de vuelo en tierra pueden tomar la decisión de arriesgar la aeronave con pasajeros en una ruta con condiciones meteorológicas adversas o de tener una optimizada y segura. El uso de este tipo de optimizador de rutas da lugar a importantes beneficios con respecto a los impuestos ambientales de las aeronaves para las emisiones y el ruido, y aumenta la seguridad de la aviación. Este hallazgo indica que el planificador de rutas es una opción de apoyo adecuada cuando el curso de una aeronave debe cambiarse para seguir una ruta diferente a la alternativa sugerida.
Abstract: In conventional aviation, flight route planning aims to guarantee security and reduce the operating costs of the different types of aircraft that are currently available. This paper presents and analyses the results obtained from planning a flight route in real time for short-range aircraft fitted with geared turbofans with a constant volume combustor to reduce operating costs by optimizing the route in terms of less distance traveled. In the analysis, an off-line route obtained from a flight profile using the Preliminary Multidisciplinary Design Framework tool is compared with the same route that is run in real time using a route planner optimized with a particle swarm optimization algorithm. The average results indicate that the route proposed by the optimization algorithm reduces direct and indirect operating costs if compared to the alternative route (traditional approach according to flight plan). This is mainly due to the lower fuel consumption and maintenance costs when selecting an optimized route. In cases where direct and alternate routes are completely obstructed, the planner can find an optimized route based on the lower costs. In this way, the pilot and the flight controller on the ground can make the decision whether to risk the aircraft with passengers on a route with adverse weather conditions or to have an optimized and safe one. The use of this type of route optimizer leads to significant benefits with respect to aircraft environmental taxes for emissions and noise, and increases aviation safety. This finding indicates that the route planner is a suitable support option when the course of an aircraft must be changed to follow a different route than the suggested alternative.
Program: Ingeniería Civil
Headquarters: Medellín
Type: Artículo
Citation: Ramón Fernando Colmenares-Quintero, Germán David Góez-Sánchez & Juan Carlos Colmenares-Quintero | Duc Pham (Reviewing Editor) (2018) Route planning in real time for short-range aircraft with a constant-volume-combustor-geared turbofan to minimize operating costs by particle swarm optimization, Cogent Engineering, 5:1, DOI: 10.1080/23311916.2018.1429984
Resource reference: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23311916.2018.1429984?scroll=top&needAccess=true
Appears in Collections:Ingeniería Civil

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