Statistical analysis module for weight design of aircraft elements

Abstract

The concept of a statistical analysis module for weight design of aircraft elements (for predicting weight characteristics of one or another aircraft elements) is proposed. Models, methods to construct single-point estimates of the predicted characteristic, quality criteria of constructed models are considered. Two approaches to the confidence estimation of the predicted characteristic are proposed. First approach is based on the assumption that errors at predicting are caused by inaccurate identification of the deterministic part of the predicted characteristic behavior. The second one is based on the assumption that the deterministic part of the predicted characteristic behavior is identified correctly and errors at predicting are caused by inaccuracy in the measurements. The structure, goals of each component of the software package that implements the statistical analysis module is considered in details. Based on the real data the problem of predicting the take-off mass of an empty equipped airliner depending on maximum pay load and the maximum flight distance at maximum pay load is given. By this problem applicability of considered models and methods is demonstrated. Предлагается концепция модуля статистического анализа для весового проектирования элементов летательных аппаратов (для прогнозирования веса того или иного элемента летательных аппаратов). Рассматриваются модели, методы для построения точечных оценок прогнозируемой характеристики, критерии качества построенных моделей. Предлагаются два подхода к доверительному оцениванию прогнозируемой характеристики. В одном подходе предполагается, что ошибки в прогнозировании вызваны неточной идентификацией детерминированной части поведения прогнозируемой характеристики. В другом подходе предполагается, что детерминированная часть поведения прогнозируемой характеристики идентифицирована верно, а ошибки в прогнозировании вызваны неточностью измерений. Подробно рассматривается структура, задачи каждой из компонент программного комплекса, реализующего модуль статистического анализа. На основе реальных данных рассматривается задача прогнозирования массы пустого снаряженного пассажирского самолета от двух факторов: максимальной коммерческой нагрузки и максимальной дальности при максимальной коммерческой нагрузке, в которой демонстрируется применимость предлагаемых моделей и методов.