飞机垂直/短距起降技术的研究

回顾垂直/短距起降(V/STOL)喷气式飞机的发展情况,介绍鹞式战斗机、雅克战斗机以及JSF战斗机的升力推进技术特点,分析以升力发动机、矢量喷管和升力风扇为核心的升力推进系统的特征,并且指出了这些飞机的推进系统存在的缺点。鉴于此,研究了一种新型扇翼飞行器——扇翼机。该飞行器具有超短距起降(甚至可垂直起降)的特性以及其他很多优点。对这种扇翼机建立了纵向的数学模型,在Matlab/Simulink环境下通过数值仿真,验证了其具有超短距起降的特性。从结果还可以看出重心位置、转速以及升降舵偏转角对扇翼飞机起降距离的影响。

基于襟/缝翼吹气技术的短距起降飞行器增升策略的数值模拟研究

边界层吹气是增加飞行器升力的有效措施。针对普通陆基起降飞行器,根据总体参数对其实现舰载起降的气动力特性需求进行分析并提出五组初步方案;同时对襟/缝翼定常吹气的增升潜力进行数值模拟研究。结果表明:襟/缝翼吹气能够使升力系数显著增加;襟翼和缝翼吹气存在相互干扰,升力增量的变化率随吹气动量系数的增加而减小;当吹气动量系数不大于6%时,襟/缝翼吹气最大升力系数最大可达1.85左右,α=15°时升力系数最大可达1.40左右,可满足所提五组气动力特性需求方案中的三组方案的舰载起降需求。

无尾布局垂直／短距起降飞行器动力学与飞行控制

无人作战飞机是航空武器装备的重要发展方向，垂直／短距起降能力是下一代作战飞机和舰载作战飞机的追求目标之一。无尾布局垂直／短距起降飞行器具备提高生存性必须的隐身能力和近距空战所倚重的超机动飞行能力，但也产生了一系列增稳与控制问题。本文以某型原理验证机为背景，进行了平台的总体设计，在此基础上建立无尾布局垂直／短距起降飞行器的数学模型，并通过智能自适应方法对其进行控制，控制量通过控制分配合理的协调各操纵面，最后在MATLAB7．0／Simulink环境下通过数字仿真进行了验证，结果证明了本文所提设计方法的有效性。

飞机短距起降技术在航母上应用的探索

本文从舰船总体的角度研究现代舰载机在航母上短距起降的可能性,分析了缩短舰载机起飞甲板长度的几种方法,探讨了这种起飞技术在轻型舰船上实际应用的价值,以及对航母平台设计所带来的影响。

垂直/短距起降飞机的轨迹跟踪控制器设计

针对垂直/短距起降飞行器在悬停状态下滚转力矩与横侧向推力存在强耦合、系统具有非最小相位特性的问题,本文设计了轨迹跟踪控制器.首先利用坐标变换和输入输出线性化将系统分解成最小相位子系统和非最小相位子系统.对非最小相位子系统,采用稳态系统中心的方法求解理想内部动态,并跟踪系统理想内模设计了LQR控制器,使得内部动态有界;对最小相位子系统设计了高增益控制器使得外部动态渐进稳定.仿真结果表明本文设计的控制器对给定轨迹和飞行器机动轨迹都有较好的跟踪效果,验证了控制器的有效性.

垂直/短距起降飞机非线性动力学建模与仿真

垂直/短距起降(V/STOL)飞机具有广泛而高效的军事应用前景.为研究V/STOL飞机复杂的飞行控制问题,需要建立能够准确反映其动态特性且可用于飞行仿真的动力学模型.综合考虑V/STOL飞机的多进气道气流量变化、大迎角非线性和迟滞非定常特性、地面效应和喷气诱导效应等因素的影响,利用线性叠加原理并结合机理建模与经验公式,建立了全面的推进/气动力与力矩模型;在此基础上,基于刚体动力学和运动学原理,推导得到了V/STOL飞机的全状态六自由度非线性数学模型;最后,仿真分析了V/STOL飞机的地面效应和喷气诱导效应引起的动力学变化及其三角翼非定常动力学特性.结果表明:地面效应对V/STOL飞机动力学的影响可以忽略,而近地飞行时的喷气诱导效应会导致较大的升力损失,离地越近损失越大;V/STOL飞机的非定常动力学源于飞机迎角变化所引起的气动力滞环效应,且迎角越大、空速越小,滞环效应越显著,非定常动力学特性越强.所建模型物理意义明确、计算方便,能够较为准确地反映V/STOL飞机的动力学特性,可为其不同飞行模式下的模型简化应用和飞控系统设计提供帮助.

垂直/短距起降飞机的过渡段控制律设计

为实现在推力矢量控制下的垂直/短距起降(STOVL)飞机加减速过渡,研究过渡段的控制律综合设计方法。首先通过分析垂直/短距起降飞机的加减速过渡性能,对加减速过渡推力矢量控制方法进行了评估。然后采用改进的特征结构配置方法进行垂直/短距起降飞机加减速过渡段的控制律设计,伴随动压变化加入姿态喷管控制,辅助气动舵面稳定姿态。全量六自由度飞行仿真结果表明,当飞机加速或减速到最小平飞速度时,垂直/短距起降飞机依然具有良好的姿态稳定能力。

半环形翼短距起降无人机设计

该文设计了一种多用途短距起降无人机,采用2个半环形卡斯特沟槽翼分置于机身两侧作为升力的主要来源,外接一段平直翼用于控制无人机的横滚并提供附加升力,尾翼采用双垂尾布局以增加稳定性,整机长度为12.30 dm,翼展为18.60 dm,机翼总面积为44 dm2,尾力臂为6.78 dm。具有短距离起降的特性,自动姿态修正、自动航线飞行、自主定速定高巡航、自动返航等功能,可用于农业、运输、军事、测绘等需要载重作业的领域,预期具有更广泛的应用。

三军通用 百变制敌——试论我国发展垂直/短距起降战斗机的必要性和可行性

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涵道尾撑式短距起降飞行器

随着科技的进步和城市的发展,无人机的使用越来越广泛,适应各种空中环境和起降环境的无人机成了无人机发展的方向。本文在参考国内外涵道风扇类飞行器气动布局的基础上,设计了一种涵道与前拉复合式飞行器。该构型相比常规构型涵道飞行器具有较大的飞行速度,同时由于涵道的增升作用,使其短距起降性能也相对较好。

雅克-38“铁匠”—舰载垂直／短距起降战斗攻击机

雅克-38是苏联雅克福列夫设计局为前苏联海军研制的垂直／短距起降战斗攻击机，主要用于对海面目标实旖攻击和对沿岸陆上战斗进行近距空中支援。并可执行侦察及舰队防空任务。60年代中期以后在苏联出现了多种形式的垂直／短距起降实验原型机，雅克-38是在这些原型机的基础上于60年代末开始研制的舰载垂直／短距起降战斗攻击机。

特种作战新伙伴——“莫哈维”短距起降无人机

无人机也能短距起降?是的,美国通用原子航空系统公司近期推出的一型名为“莫哈维”的无人机(题图)就可以。该机可以在没有常规机场及配套设施的情况下独立运行,非常适合陆军特种作战和海军大型两栖舰艇搭载使用。作为一家先后研制出MQ-1和MQ-9系列察打无人机的知名军工企业,该公司为何会推出新型短距起降无人机?

国外两栖舰船与短距/垂直起降飞机的舰机适配性分析

为提升我国两栖攻击舰远程攻击能力,对国外舰机适配性进行分析。分析国外短距/垂直起降飞机(short/vertical takeoff and landing,SVTOL)的技术现状,从舰船总体设计角度开展舰机适配性分析并提出关键技术,结合美国、日本、意大利的大型两栖舰船具体分析舰载机上舰的改装工程。结果表明,该分析可为国内相关领域科研生产提供参考。

垂直/短距起降飞机的控制仿真技术

针对垂直/短距起降飞机的特点,通过在某型飞机上虚拟加装升力风扇系统,建立了垂直/短距起降飞机的动力学模型,提出了垂直起降阶段垂向、纵向、横向和航向的控制方式并完成了控制律的设计与验证。研究结果表明,所建立的垂直起降动力学模型能够描述垂直起降飞机的动力学特点,提出的控制方式和设计的控制律能够有效地控制飞机实现垂直升降、侧飞、偏航、前飞和后飞等运动,可用于垂直起降飞机的飞行品质、起降程序的设计和验证等相关方面的研究。

德国为短距起降客机开发主动增升系统

目前，德国航空业把短距起降（STOL）客机看作是提高欧洲空中运输系统能力的一个潜在方式，通过使用更靠近乘客住家的小型机场，可以减少“门到门”的出行时间，但这样做的一个前提是需要使用环境友好的客机，也就是既能短距起降，又能大大降低噪声的客机。航空研究人员认为，在设计这种飞机时，研制先进的增升系统将尤为重要。

设计一架短距起降模型飞机

笔者接触航模两年多了，曾多次制作、维修并操纵，但从未自己设计过，借参加学校举办的“冯如杯”竞赛之机，笔者设计制作了一架具有短距起降能力的模型飞机。

混合动力垂直／短距起降无人机

法国航字研究中心（ONERA）正在研究一种能将敏捷性与垂直／短距起降（V／STOL）能力结合在一起的混合动力无人机。这种称作“翼龙”的无人机将采用能高速巡航的升力构型和分布式电力推进系统，利用涡轮发电机和电池为安装在串联机翼前缘的多个推进器供电。

山河科技全新升级推出短距起降型固定翼无人机

7月15日清晨,湖南山河科技自主研制的山河SA70U固定翼无人机在湖北漳河机场成功首飞!该机型是在山河SA60U固定翼无人机基础上,全新升级推出的短距起降型固定翼无人机,最大起飞重量从600kg提升至700kg。该产品新增电控前轮转向与整机降落伞功能,通过扩容油箱大幅提升了续航时间,经优化设计进一步缩短了起降滑跑距离。