基于Observer的典型飞行学员起飞阶段操作行为差异研究

为了研究飞行学员起飞训练阶段的行为特性,选取某航校培训的150名飞行学员,在实训固态模拟机(DA-40)上执行大侧风起飞航线任务,通过多角度录像的方法记录下飞行的全过程,并选取A、B两组飞行学员(表现最好和最差)的操作视频,对其操纵动作进行编码,应用The Observer XT(12.0)行为分析软件得出两组飞行学员各行为的可视图,并结合数理统计的方法对其俯仰操纵、航向操纵、滚转操纵等行为的持续时间、发生频次、所占飞行总时长的百分比进行对比分析。结果表明:在大侧风起飞任务下,两组飞行学员的俯仰操纵和滚转操纵行为在持续时间、发生频次、所占飞行总时长的百分比差异较为明显,其他操作行为无显著性差异。

我国部分优秀男子跳远运动员起跳环节肌肉用力特征

通过表面肌电遥测和高速摄影同步测试,揭示优秀跳远运动员起跳环节肌肉用力特征。结果显示:在起跳环节中,股外侧肌、股内侧肌、股二头肌、比目鱼肌、腓肠肌是起跳腿的主要用力肌肉;在起跳腿即将着地前,所测肌肉均有较明显的预激活现象;着地后,肌肉用力的激活顺序依次为胫骨前肌、股二头肌与股内侧肌、股外侧肌、比目鱼肌、腓肠肌内侧头、股直肌、臀大肌;肌肉用力的失活顺序依次为胫骨前肌、股直肌、股内侧肌、股外侧肌、臀大肌、腓肠肌、股二头肌、比目鱼肌:肌肉用力持续时间长短依次为股二头肌、比目鱼肌、股外侧肌、腓肠肌内侧头和股内侧肌、臀大肌、股直肌、胫骨前肌。起跳腿拮抗肌共同收缩的特征为:缓冲阶段踝关节拮抗肌共同收缩最强烈,而在蹬伸阶段膝关节拮抗肌共同收缩最强烈。

无人机起飞段航迹控制方案设计与数学仿真

给出了无人机起飞段航迹控制系统的一种设计方法 ,即纵向运动与侧向运动分离控制 .在铅垂平面内通过俯仰角程序控制以间接控制航迹角 ,而在侧向平面内则由侧向位置偏差信号生成侧向过载控制指令 .无人机起飞段因大推力火箭助推器的存在 ,姿态和过载都有显著变化 ,且起飞段速度低 ,距离地面不高 ,难于控制 .

我国优秀男子撑竿跳高运动员腾空技术的运动学分析

采用文献资料法、影像解析法和数理统计法,对国内3名优秀男子撑竿跳高运动员腾空阶段的竿上技术进行分析。结果表明:腾空阶段的竿上技术可以分为助力阶段和阻力阶段进行分析;良好的摆体技术可以减少撑竿阻力阶段的速度损失率,我国选手的摆体技术同世界级运动员有明显差别,主要是躯干后仰过大和起跳腿没有较好的保持伸直状态;我国选手的弯竿量小,摆体技术缺陷和BMI指数较低是主要原因,弯竿量同左手离竿时刻的垂直速度呈显著正相关,同竿上的腾空高度成正比;我国运动员重心最高点与横杆高度的差值过大,需要改进过杆技术。

火箭助推无人机起飞段发射动力学建模与分析

为研究某无人机火箭助推发射起飞段的动力学特性,建立其发射动力学模型并进行仿真分析。依据某无人机发射运动的实际问题,建立无人机在导轨上运动阶段的发射动力学数学模型,推导其离轨发射运动方程组。然后利用Matlab软件分别取不同的导轨长度和发射倾角进行仿真计算,得到无人机离轨运动规律和离轨运动参数,并对无人机与箱体的安全让开距离进行分析。结果表明,无人机的离轨运动特性与滑轨长度和发射倾角有关,在一定的滑轨长度和发射倾角下无人机能够安全发射。

跳远起跳时摆动腿脚踝动作所产生的定型摆腿特点与作用研究

通过对挺身式跳远起跳时摆动腿脚踝动作的分析研究发现,挺身式跳远起跳时摆动腿脚尖勾起(踝关节背曲)制动有利于提高身体重心垂直做功的高度,增加向上的垂直速度。跳远起跳时摆动腿脚尖勾起的摆动腿制动更有利于防止腾空时身体的前旋。

欠驱动VTOL飞行器的自耦PID控制方法

针对非最小相位欠驱动垂直起降(vertical taking-off and landing, VTOL)飞行器的控制难题,提出了一种自耦PID(auto-coupling proportional-integral-differrential, ACPID)控制理论方法.首先通过坐标变换将VTOL飞行器的质心映射为Huygens振动中心,不仅能实现新系统控制输入解耦,而且也能避免非最小相位VTOL飞行器零动态不稳定的问题;然后对Huygens振动中心分别设计纵横向位置的ACPID控制器,并分别获得VTOL飞行器底部推力和滚转姿态角虚拟指令,进而设计滚转姿态角的ACPID控制器形成滚转力矩,从而实现VTOL飞行器系统的位置跟踪控制;最后通过复频域分析理论证明闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.理论分析和仿真结果都表明了本文方法的有效性,在非最小相位欠驱动控制系统领域具有重要的科学意义和广泛的应用前景.

影响我国优秀男子跳台滑雪运动员飞行距离的起跳因素分析

目的:通过分析我国优秀男子跳台滑雪运动员实地起跳阶段运动学、起跳运动模式等指标,探究影响我国男子跳台滑雪运动员飞行距离的主要起跳因素。方法:1)选择8名我国男子跳台滑雪运动员作为研究对象,在日本长野县白马村K90跳台训练基地采集3次起跳阶段二维运动学数据,采用广义估计模型(GEE)分析影响飞行距离的实地起跳阶段运动学因素。2)截取平昌冬奥会排名前10的男子跳台滑雪选手决赛起跳阶段视频数据,采用单因素方差分析研究国内外运动员起跳阶段特定时刻肢体角度差异。3)实验室内使用1台Z camera高速摄像机和1块Kistler 9281EA测力台采集运动员静蹲跳(squat jump,SJ)、反向跳(countermovement jump,CMJ)、模拟跳跃(imitation jump,IJ)、下落跳(drop jump,DJ)的动力学及运动学数据,采用Pearson相关分析检验实验室内运动学及动力学指标与飞行距离间的相关性。结果:1)在实地起跳阶段运动学方面,起跳起始时刻躯干与助滑道夹角、小腿与助滑道夹角、髋关节角、膝关节角,以及起跳阶段的髋关节峰值角速度、膝关节平均角速度、起跳结束时刻膝关节角及髋关节角为飞行距离的影响因素(P<0.05)。2)在起跳阶段运动模式及力量特点方面,IJ重心最低处膝外翻指数(r=0.731)、DJ膝外翻最小值(r=0.713)、CMJ起跳阶段地面反作用力峰值(r=0.710)、CMJ蹬伸冲量(r=0.752)、SJ(r=0.723)及CMJ起跳峰值功率(r=0.762)均与飞行距离呈正相关。3)对比国内外运动员起跳阶段特定时刻肢体角度发现,国外优秀运动员起跳起始时刻小腿与助滑道夹角(53.54°±3.14°)显著小于我国运动员(57.62°±4.62°),出台瞬间小腿与助滑道夹角(58.22°±2.13°)显著小于我国运动员(65.59°±3.84°),大腿与助滑道夹角(73.28°±6.15°)显著大于我国运动员(58.77°±3.16°),起跳阶段结束时刻髋关节角度(175.23°±1.96°)显著大于我国运动员(156.37°±13.13°)。结论:我国跳台滑雪运动员起跳阶段起跳起始时刻应尽量降低身体重心以减少阻力,并适当提高膝关节角来提高出台后肢体伸展程度。起跳过程中提高膝关节蹬伸力量,同时适当降低髋关节伸展速度,避免风阻对躯干造成不利影响。室内及实地训练过程中,应在提升蹬伸爆发力的同时避免膝关节过度外翻,提高蹬伸力量及传递效率。

我国优秀女子跳远运动员摆动腿在助跑与起跳阶段的运动学诊断

运用录像解析的方法对8名中国女子跳远运动员(平均成绩6 29m)和10名美国运动员(平均成绩6 52m)有关运动学参数进行对比、诊断。研究表明,我国优秀女子跳远运动员摆动腿在助跑最后一步蹬伸阶段的伸髋平均水平速度和着板时摆动角速度两项指标上有一定的不足;在助跑最后一步中,摆动腿放脚速度慢,髋关节前送技术差,导致摆动腿支撑扇角较大,这是我国运动员在此阶段不能保持较高水平速度的直接原因;在助跑最后一步蹬伸阶段中,由于摆动腿离地时的膝角较大,"屈蹬"技术形成的不够理想,推迟了我国运动员摆动腿摆动的时机;在着板时,我国运动员应主动积极地加快摆动腿的摆动,以此带动起跳脚脚掌向后的加速踏板动作,同时努力使着板角达到费尔歇模式;起跳过程的缓冲阶段是获得垂直速度的主要阶段,加快摆动腿的摆动速度是损失较小水平速度、获得较大垂直速度的有效途径。

考虑舰面纵摇的舰载机弹射起飞动力学分析

针对舰面纵摇运动对舰载机弹射起飞过程影响较大的问题,根据舰面纵摇特性建立舰载机弹射起飞动力学模型;分析计算不同纵摇初始相位角对舰载机弹射起飞性能的影响.研究结果表明,舰面纵摇改变舰载机离舰时的速度、下沉量和攻角等.为保证飞行安全,需要确定安全弹射起飞的纵摇初始相位角的范围.

系留式四旋翼无人机起降时的运动稳定性分析

在起飞与降落过程中因地面效应、阵风干扰、系缆绳长等因素的影响,极易导致系留式四旋翼无人机(系留机)出现失稳现象。针对上述问题,提出一种基于李雅普诺夫指数法的系留机运动稳定性分析策略。通过Euler-Lagrange方程获得四旋翼的动力学模型,借助悬链线理论推导出系留缆绳的拉力公式,最终形成完整的系统动力学模型。给出基于李雅普诺夫指数的稳定性判定方法,构建系统结构参数与运动稳定性间的量化关系。搭建物理样机,采用直接法和间接法获得系统的物理参数。通过仿真与试验分析了系留机在起降阶段的动力学特性,结果表明:该无人机降落阶段的稳定性在仿真中比起飞阶段提高了329.5%、在试验中比后者提高了213.21%,所搭建系留机的结构参数是合理的。

基于飞行阶段的精细化航空二氧化碳排放因子研究

航空运输是交通领域CO_(2)排放增长最快速的部门。文中选择中国民航使用频率较高的超大型、大型、中型和小型飞机的典型机型,基于不同飞机在起飞、爬升、巡航、接近和滑行阶段引擎油耗速率、运行时间和油耗量的变化,计算航空飞机CO_(2)排放因子。同时结合各机型碳排放因子、额定载客量与客座率评估旅客搭乘不同飞机时的人均CO_(2)排放量(即单位客运周转量CO_(2)排放因子)。结果显示,超大型飞机、大型飞机、中型飞机和小型飞机在其航程区间内的平均CO_(2)排放因子分别为49.8、31.7、16.2和8.5 kg CO_(2)/km;满载条件下单位客运周转量CO_(2)排放因子均值分别为102.6、95.2、81.7和112.4 g CO_(2)/(人∙km)。起飞和爬升阶段引擎油耗速率约为巡航阶段油耗速率的2.6~3.4倍和2.0~2.8倍,飞机CO_(2)排放因子随飞行里程的提高而降低。航空运输是高碳客运方式,相同里程条件下,航空单位客运周转量CO_(2)排放因子显著高于高铁、道路机动车等其他客运方式。提升燃油效率、减少短途航运、合理安排航线以提高客座率并减少中途转机是降低航空碳排放量的有效途径。

起飞阶段飞行事故与差错中的人为因素分析

随着全球民航事业的不断发展,飞行安全的问题受到越来越广泛的关注。这些问题,大部分是人为因素所引起的。因此起飞阶段是整个飞行中最关键的阶段之一,重点研究了人为因素对起飞阶段的飞行事故与差错的影响。通过对一些飞行事故案例的研究分析总结出飞行员、空中交通管制员和机务维修人员可能犯下的对飞行安全有危害的人为差错,给出相对应的意见与建议,从而避免起飞阶段飞行事故与差错的发生。

世界优秀女子跳高运动员起跳技术特征分析

本文以世界优秀女子跳高运动员起跳阶段技术特征为基础,运用文献资料法、二维录像解析法、数理统计法和对比分析法对2020年东京奥运会女子跳高决赛运动员起跳技术进行分析。研究结果:①东京奥运会女子跳高决赛运动员的最大腾空高度平均为(122.59±3.41)%,女子跳高运动员的最大腾空高度大致为自身身高的120%-130%;②在起跳的最后阶段,运动员越过横杆高度越高,运动员会在触地瞬间有更小的后倾角,从而在起跳时间相对稳定的情况下,增加后倾角的变化幅度,增加身体躯干的摆动速度,得到更加有效的过杆质量;③为了能够保持膝关节变化幅度的稳定性,跳高运动员在助跑过程中总是保持着高重心,使自己的身体在保持高重心的同时还能发挥髋、膝、踝三关节的弹簧动能作用。

超声速飞机起降阶段噪声标准分析

随着超声速飞机的发展,现有亚声速飞机起降阶段噪声规章已经无法满足其适航审定要求。结合美国联邦航空局(FAA)发布的拟议规则制定通告(NPRM)和欧洲航空安全局(EASA)发布的拟议修订通告(NPA)等文件,基于规章制定立场和思路、草案差异、技术细节以及超声速新技术等关键要素,本文对超声速飞机规章的制定进行了综述和总结。结果表明,在标准制定思路一致的前提下,美国基于工业方和技术创新的考虑,在草案中给予了足够的自由度;欧洲方面为了维持现有环境保护水平,超声速标准比起美国更加严格和细致。同时,基于分析结果形成审定要素和方法建议,为今后我国的超声速飞机起降阶段噪声标准制定和适航审定工作开展提供技术支撑。

基于级联观测器的垂直起降飞机鲁棒容错控制

针对非线性非最小相位的垂直起降飞机模型,提出一种基于级联观测器的鲁棒容错控制方案来使得故障系统的输出渐近跟踪给定的期望轨迹.首先,设计级联的两个降阶观测器分别估计未知的干扰和故障信息;然后,通过坐标变换和反馈线性化,把整个系统分解为两个解耦的跟踪子系统;进而基于干扰和故障估计信息分别设计鲁棒最优控制律和最优积分滑模控制律来镇定两个子系统;最后,仿真结果表明了所提方法的有效性和优越性.