临近空间飞行器总体设计对固体发动机特性需求分析

从内弹道性能、气动防热、绝热结构设计和后效推力预示等方面研究了临近空间飞行器总体设计对固体发动机的需求。内弹道性能方面,在总冲一定的情况下,发动机采用"长时间小推力"的工作模式、"前高后低"的推力曲线形式,对提高分离点高度和关机点速度、减小分离点动压有利;气动防热方面,临近空间飞行器发动机外壁热环境远比传统弹道式严酷,需要采取相应的防热措施;绝热结构设计方面,分析了过载条件下燃烧室中粒子的受力情况、粒子沉积分布位置以及对绝热结构的影响,提出了过载条件下发动机绝热裕度设计校核的需求;后效推力预示方面,发动机下降段高空推力的预示精度对分离安全性及分离时序的设计有着非常重要的作用,需要提高后效推力预示的准确性,以满足分离设计的要求。文章研究总结的方法、规律和结论,对临近空间飞行器固体发动机的设计具有重要的参考意义。

三种典型过失速机动的仿真

从飞机的六自由度运动方程出发， 结合推力矢量控制系统， 进行三种典型过失速机动 （ “眼镜蛇”， 尾冲， Ｈｅｒｂｓｔ 机动） 的数值仿真， 主要研究了每一种机动的操纵规律； 失速迎角后大迎角不对称气动力和力矩及气动迟滞对完成过失速机动的影响； 推力矢量在实现过失速机动中所起到的作用。此外， 对不同初始飞行状态也给予了讨论。仿真结果表明： 推力矢量是实现过失速机动的有效手段； 在设计操纵规律时， 应予以充分考虑到不对称气动力矩的影响； 气动迟滞、进入速度对过失速机动的影响也不容忽视。

推力矢量飞机控制律设计及过失速机动仿真研究

利用四元数法建立了带推力矢量的战斗机全量运动方程,依据逆系统理论对推力矢量飞机进行了适用于过失速机动和超敏捷性研究的控制系统设计。根据非线性动态逆的特点将飞机的动态特性分成快慢不同的两组状态变量分别进行设计,并采用伪逆法解决了舵面分配问题。利用该控制系统对"眼镜蛇"飞机机动进行了仿真计算,结果表明该设计方法是可行的。

东准噶尔地区与韧-脆性剪切带有关的金(铜)成矿——构造变形转换与成矿时限及地球动力学背景

东准噶尔地区位于哈萨克斯坦—准噶尔板块与西伯利亚板块缝合带南侧,是新疆北部主要的金多金属成矿带。与韧-脆性剪切带有关的金矿床是该地区最重要的金矿床类型,研究表明,韧-脆性剪切变形构造也是部分铜成矿作用的主要控矿因素。成矿同位素年代学和地球动力学研究表明,东准噶尔地区与韧-脆性剪切带有关的金(铜)成矿作用集中于晚石炭世—早二叠世(260～305 Ma),其次为中三叠世(230 Ma±),相应的构造背景是华力西晚期陆内后碰撞伸展构造环境及印支早期板内稳定体制下的造山带抬升伴随的逆冲剪切构造活化热事件。

70°迎角定常飞行数值仿真

建立了带俯仰－偏航－滚转推力矢量高性能战斗机的非线性数学模型，利用该模型和Ｆ－１６飞机的气动数据，针对典型的大迎角定常飞行过失速机动的特点，结合逆方法和试凑法获得了各个操纵面的操纵规律，对其进行了数值仿真。结果表明，带俯仰－偏航－滚转推力矢量控制下，该飞机在过载为１，７０°迎角定常飞行时具有较好的操纵性和稳定性。

敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量控制新进展

综述并讨论了战斗机敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量研究进展和它们之间的内在联系。现今研究表明，积极开展敏捷性应用研究，探索敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量控制之间内在联系，建立合理的过失速机动模型和合适的过失速机动控制方法，仍是至今最为感兴趣的研究课题。使敏捷性和过失速机动要求贯穿于整个飞机设计过程，使飞机设计师在初始设计阶段就能考虑到敏捷性和过失速机动要求，是敏捷性和过失速机动理论研究极力追求的目标。

模糊逻辑控制在过失速机动飞行中的应用

首先建立了进行过失速机动时飞机的动力学数学模型 ,并在分析了模糊数学和模糊逻辑控制特点的基础上 ,设计了模糊逻辑控制器 ( FLC)应用于 2种典型的过失速机动 ( 70°迎角定常飞行和眼镜蛇机动 )的数字仿真。结果表明 ,采用模糊逻辑控制器 ,调整模糊控制器中有关参数或采用带修正因子的模糊控制器 ,能够使得飞机在更短的时间内完成过失速机动 ,同时改善了飞机的动态品质。

中国阿尔泰山后造山伸展垮塌的地质证据

继大规模海西期深层次逆冲推覆之后,阿尔泰造山带南缘发生了后造山伸展,形成了克兰、库尔提、麦兹、阿热勒托别和苏鲁巴依变质核杂岩.变质核由中泥盆统浅变质岩及同构造侵入的碱性花岗岩组成,盖层由逆冲推覆过来的前寒武系中-深变质岩或弱变质的上泥盆世、下石炭世地层组成,在变质核的上部发育有绿片岩相顺层韧性剪切带,其变质变形从下往上逐渐增强.剪切带中石英棒拉伸线理的产状集中在110°～125°∠5°～20°,表明伸展平行于造山带方向.剥离断层切削了早期的逆冲推覆构造的部分推覆断层及部分滑动系统,但又与推覆体系一起受到了晚期褶皱与断裂的强烈改造.上述变质核杂岩不仅是阿尔泰造山带后造山伸展垮塌的直接构造证据,而且也是造山带南缘出露的后造山幔源花岗岩、基性-超基性杂岩活动的地质响应.

X-31A飞机的设计特点和试飞情况

综述了为验证增强战斗机机动性(EFM)计划、衡量过失速机动飞行的可行性及其在近距空战中的战术价值,X-31A飞机在气动布局、大迎角抗偏离设施、推力矢量系统以及飞控系统方面的特点;介绍了X-31A飞机的有关飞行试验情况,特别是循序渐近的四种过失速机动动作以及空战效能评估结果。结果表明,X-31A飞机气动布局合理,能完成过失速机动飞行。且过失速机动技术和推力矢量组合,可以大大地提高飞机近距空战的作战效能。

推力矢量控制与飞机过失速机动仿真研究

非线性动态逆为非线性系统控制律的设计提供了一种重要手段。针对过失速机动飞机探讨了非线性动态逆方法在飞行控制系统设计中的应用。根据非线性动态逆的特点将飞机的动态特性分为快慢不同的状态变量。对快变量应用非线性动态逆进行控制律设计是将飞机气动控制面和推力矢量控制作为输入；慢状态变量控制律的设计是利用快状态变量作为输入。并采用伪逆的优化计算方法对各控制面的操纵权限分配进行了探讨。“Cobra”和“Herbst”两个过失速机动的实现证明该设计方法和仿真方法是成功的。

现代战斗机飞行力学问题的研究进展

阐述了现代战斗机研制中若干飞行力学问题研究现状，内容涉及敏捷性设计指南和空战敏感性管理系统、过失速飞行包线扩展和机动飞行、大迎角飞行控制律设计、推力矢量控制和准无尾飞行、大迎角特性分析方法——开环和闭环特性分支分析方法和大迎角飞行品质要求六个方面。研究结果显示出这些大迎角飞行力学研究领域最新发展趋势及其在现代战斗机研制中的作用和地位。

推力矢量控制对飞机操稳特性的影响

结合某典型飞机研究了推力矢量控制对飞机纵向和横航向操纵性、稳定性的改善作用，分别确定了俯仰推力矢量控制和偏航推力矢量控制与常规气动操纵面之间的交联关系，并且利用此关系和推力矢量飞机的动力学模型在过失速区域内进行了仿真计算分析。结果表明，推力矢量控制可使飞机的飞行包线有较大扩展，在大迎角情况下使飞机的操稳特性得到明显的改善；鸭翼与推力矢量控制能够很好地配合对飞机进行有效的控制。

推力矢量飞机平衡区的计算

通过对推力矢量控制下飞机动力学特性的分析，定义了飞机机动的平衡区并进行计算，确定了推力矢量在低速机动中对飞机平衡特性的决定性影响，并与常规飞机的平衡特性进行了比较分析。将以往用来分析飞机尾旋运动的分歧与突变理论（ＢＡＴＣＭ）推广到推力矢量飞机过失速平衡特性的计算中，确定了在不同的飞行状态及推力矢量系统配置下飞机过失速机动的平衡区。其结果有助于理解推力矢量系统的效用及其设计参数对飞机过失速机动能力的影响。

战斗机过失速机动特征指标的量化评估

战斗机采用过失速机动动作能够有效地提高空战效能和生存能力.利用四元数法建立了带推力矢量的飞机大迎角全量运动方程,依据过失速机动的主要目的"改变机头指向",结合战斗机的机动性和敏捷性,分析了在过失速机动过程中主要运动参数的变化规律,提出了分析评估飞机过失速机动性能优劣的4个指标,即最大配平迎角、从平飞状态拉起到机动迎角和从机动迎角恢复至初始平飞状态的时间、在机动迎角下绕速度矢量滚转并截获90°倾斜角的时间和过失速空战周期,并针对这4个指标开展了相应的全量仿真和量化评估研究,结果表明提出的指标可对过失速机动动作做出有效评估.

过失速下俯敏捷性及纵向控制效能需求研究

结合飞行安全和作战效能需求,对过失速战斗机的大迎角/过失速迎角下俯敏捷性指标及纵向控制效能需求进行了研究。为了满足飞行品质和过失速敏捷性指标要求,采用非线性动态逆方法设计了某推力矢量飞机快回路和慢回路飞行控制律。在此基础上,根据过失速下俯敏捷性和滚转敏捷性指标要求,对所需的最小俯仰推力矢量偏角进行了计算分析,所得结果对先进战斗机的设计有一定的参考价值。

超机动飞行自抗扰控制律设计与仿真

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞行条件下的强耦合、强非线性模型进行控制律设计,符合超机动飞行控制的非线性、模型摄动大、模型不精确等特点,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。

过失速机动战斗机的控制

介绍了过失速机动战斗机飞行控制系统的结构及控制律的设计方法，并对控制中各回路增益的计算做了详细的描述。此外，还论述了推力矢量（ＴＶ，ＴｈｒｕｓｔＶｅｃｔｏｒｉｎｇ）控制与气动操纵面的协调操纵等问题。通过分析与研究，总结出飞行控制律设计的几个关键问题，为从事推力矢量研究的科技人员提供了参考。

飞机大迎角飞行品质研究的进展

叙述了战斗机大迎角飞行品质研究的进展情况。说明了当代战斗机的作战环境和作战方式以及由此提出的大迎角机动飞行的背景。着重介绍了国外过失速区大迎角飞行品质研究的主要方面、飞行动力学机理、操纵效能、推力矢量及其控制律、飞行品质要求及其验证和评价方法，由此得出相应的结论。

固体发动机后效对导弹分离性能的影响分析

对固体火箭发动机后效推力进行了分析和计算。采用经典流体力学发动机内弹道计算理论,运用等熵膨胀条件所得的燃烧室压强变化模型,预测发动机超临界压强后效冲量变化规律,给出临界压强以下的后效冲量预测模型。更精确地获取固体发动机后效对导弹分离前后的冲量影响,明确导弹分离的一些基本参数要求,确定固体发动机结束工作后所需的分离速度。

推力矢量飞机试飞技术模拟研究

为研究推力矢量飞机的试飞技术,建立了推力矢量飞机的动力学模型,用动态逆方法设计了4种过失速机动控制律,并在地面飞行模拟器上参考标准评估机动动作集(STEMS)进行了飞行模拟试验研究。试验结果表明,使用的4种过失速机动控制模式没有不可接受的操纵响应,飞机采用推力矢量控制后敏捷性明显提高。在模拟导弹攻击目标时,采用过失速机动控制模式具有明显的优势。