基于系统辨识的垂直/短距飞机垂直起降过程升力损失建模

采用系统辨识的方法对垂直/短距飞机垂直起降过程中的升力损失问题进行建模和计算.与传统的机理建模结合经验公式估计升力损失的建模方法相比,该方法解决了复杂结构垂直/短距飞机机理模型参数选取困难和落压比随喷射气流变化的问题,提高了模型可信度与适用性.完整的辨识系统由六分量天平、应变力传感器阵列、飞控系统和地面站组成,根据系统的输入输出辨识垂直起降过程升力损失模型.

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.

双发布局短距/垂直起降飞机外流气动特性研究

针对YAK-141和F-35B两种不同推进系统构型的短距/垂直起降飞机,利用流场仿真软件,研究了双发布局短距/垂直起降飞机,分别采用升力发动机+转向喷管和升力风扇+转向喷管推进系统构型时,飞机短距/垂直起降工况下的外流气动特性,包括高温燃气回吸、地面效应和环境影响等。结果表明,升力风扇+转向喷管推进系统构型的短距/垂直起降飞机,在高温燃气回吸和环境影响等方面具有一定的优越性;不同推进系统构型的短距/垂直起降飞机,在短距/垂直起降时存在不同的喷泉流,其位置和气动特性对机身下表面的温度和压力分布有影响。

V/STOL飞机建模与仿真分析

以原理验证机为背景,建立了无尾布局垂直/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了闭环飞行控制,控制量通过控制分配合理的协调各操纵面,最后在MATLAB7.0/Simulink环境下通过数值仿真进行了验证。结果显示,该平台具备垂直/短距起降能力和较好的飞行性能。

基于高阶LADRC的V/STOL飞机悬停/平移模式鲁棒协调解耦控制

针对垂直/短距起降(V/STOL)飞机在悬停/平移模式下存在的动力学耦合、推力矢量控制冗余以及易受扰动风影响的问题,提出了一种基于高阶线性自抗扰控制(LADRC)的鲁棒协调解耦控制方法。首先根据V/STOL飞机的概念方案,建立了推力矢量模型和扰动风影响下的非线性悬停/平移运动模型。然后在此基础上,给出了该模式下位置和姿态的协调控制策略,据此通过控制量变换设计了六通道的自抗扰解耦控制律,其中利用LADRC对总扰动的实时估计补偿能力避免了多推力矢量的冗余控制。仿真比较结果验证了LADRC对悬停/平移模式控制的有效性以及对飞机内部参数摄动和外界突风干扰的鲁棒性。

韩国研制垂直起落无人驾驶飞机

韩国航宇研究院(KARI)正在研制垂直起落无人驾驶飞机(VTOL UAV),该机可能在其国内制造.

基于LADRC的舰载V/STOL飞机短距起飞性能优化

针对垂直/短距起降(V/STOL)飞机在有限的甲板上实施滑跑起飞以及离舰后快速、稳定爬升的实际需要,对其整个过程进行操控优化以提升短距起飞性能。建立了反映多推力矢量操纵特性的非线性动力学模型,其中包含了地面效应模型和V/STOL飞机特有的喷气诱导效应模型。分别以舰面滑跑距离最短和离舰后增速时间最短为优化指标,给出了舰面滑跑和离舰初期的预置多推力偏转方案。在此基础上,提出了一种线性自抗扰反演(LADRC-Backstepping)控制方法,以实现对爬升角不确定非仿射系统的有效控制,其中设计了一种辅助补偿系统来拟制控制量的饱和,同时保证了爬升角跟踪误差的有界性;直接利用一种高阶LADRC方法设计了俯仰角控制器,确保了V/STOL飞机最终以稳定的姿态爬升。仿真结果表明,所提出的'二次预置多推力偏转角+爬升角控制+俯仰角控制'的分段优化操控策略,能够较好地提升V/STOL飞机的短距起飞性能,对内部不确定性和外界干扰具有较强的鲁棒性,可满足实际飞行任务的需要。

基于增量动态逆的V/STOL飞机悬停段控制

针对垂直/短距起降飞机在悬停段存在的动力学耦合、推力矢量控制冗余以及易受风干扰的问题,提出了一种基于增量非线性动态逆的协调解耦控制方法。首先,根据垂直/短距起降飞机概念方案,建立了推力矢量模型和悬停段的飞机六自由度非线性模型。然后,根据时标分离原则,对不同时间尺度的子系统使用增量非线性动态逆方法设计了控制律。对于推力矢量控制冗余,采用改进的自适应粒子群算法进行控制分配。仿真结果验证了方法的有效性,以及对飞机参数摄动和风干扰的鲁棒性。

喷气式垂直/短距起降战机的历史

神话成现实历史会永远记住这一天——1954年8月3日,位于英格兰的诺丁汉郡的罗·罗公司测试场里,一群热情激昂的人目睹了一项不寻常的飞行试验。当时,他们谁也不会想到,眼前的这项飞行试验会对航空的发展产生如此深远的影响。接受这项飞行试验的是一架名为"推力测试平台"(TMR-Thrust Measuring Rig)的飞机,虽然模样古怪、其貌不扬,但很快就以"飞行床架"(Flying bedstead)而闻名于航空界。

泰国积极采购海军武器装备

泰国积极采购海军武器装备张孝田编译冷战结束后，泰国为确保其领海和海上资源的安全，增加与邻国、主要是越南在领海争端谈判中的筹码，近年来不惜花费重金，积极采购大批海军武器，旨在加快其海军现代化建设的步伐。１９９０年，泰国从中国除购进了４艘经过改进的［江湖...

新型隐身运输机

美空军正加紧研制一种专门用于运送特种部队的未来隐身运输机——“先进特种作战部队空中机动平台”(M—X)。M—X隐身运输机作为一种垂直起降或超短距起降平台将于2018年正式面世，可秘密将特种部队及其装备运进和运出防守严密的任何地区和环境。M—X隐身运输机将加强而不是取代目前的MC-130和CV-22飞机。M—X具有高机动性和很小的红外、雷达和声学特征．因此很难被传感器和地空导弹发现。

垂直起降战机的变迁

适值美国联合攻击机(JSF)选型结果即将水落石出之际,本刊特请著名航空专家朱宝流教授撰写此文,为众多读者释疑解惑。