基于放宽静稳定度空空导弹重定向研究

采用放宽静稳定度设计,利用空空导弹静不稳定性产生的气动力矩,设计了空空导弹重定向使用流程,提出了空空导弹完成重定向的运动学标志。根据细长体理论和粘性横流理论分析了空空导弹重定向过程中的气动力和力矩,认为无控细长旋成体无法满足本文提出的完成重定向的运动学标志,必须增加气动舵面或直接力等控制方式。以大长细比鸭式舵身的简单组合体为研究对象,采用工程理论方法获取0°~180°攻角范围内气动特性,并计算了重定向过程中空空导弹轨迹和姿态。结果表明,本文提出的基于放宽静稳定度的重定向技术能够在1.15 s内实现空空导弹安全、快速、稳定的重定向。最后,分析了空空导弹重定向过程中应该注意的关键设计问题。

放宽静稳定性对飞机舵面偏转速率的限制分析

放宽静稳定性作为主动控制技术中的一项重要技术,已在航空领域广泛普及。该技术的应用不仅可以大大提升飞机的机动性能,还可以为飞机设计方带来非常可观的经济收益。然而,随着飞机静稳定裕度的放宽,将会对飞机的稳定性带来损失,使飞机变得难以操纵,同时也会对飞机的飞控系统能力带来新的挑战。以放宽静稳定性技术对舵面偏转速率的需求限制为研究目标,首先以理论分析为基础,结合严谨的公式推导提出了一种计算舵面偏转速率需求值的方法,其次以某一飞机模型为研究对象,分别对此飞机放宽不同的静稳定裕度,最后通过仿真验证来分析放宽静稳定性对飞机舵面偏转速率需求的影响。

放宽静稳定性大型客机纵向控制增稳系统设计

针对大型客机放宽静稳定性后纵向稳定性和操纵品质不足等问题,采用LQG/LTR理论及方法设计了一种纵向控制增稳系统,并通过典型重心位置和飞行阶段的仿真,表明该系统具有比经典控制增稳系统更为理想的增稳效果、鲁棒性、抗干扰能力和操纵品质。

放宽静稳定性在空空导弹总体设计中的应用

将主动控制技术引入空空导弹总体设计中 ,研究了空空导弹放宽静稳定性设计问题。讨论了放宽静稳定性设计对导弹性能的改善 ,最后给出了静不稳定弹体的系统稳定性判定条件 ,并着重讨论了静不稳定弹体的人工稳定问题。

模型自由飞纵向放宽静稳定性飞控系统设计与试飞研究

详细研究了模型飞机放宽静稳定性飞控系统设计方法，针对Ｋ８自由飞模型进行了设计并通过半物理仿真和试飞验证。表明该系统的设计方案可行，结果十分满意．

空空导弹放宽静稳定性设计技术初探

将飞机设计领域广泛采用的主动控制技术引入空空导弹总体设计中,提出了空空导弹放宽静稳定性设计问题。讨论了空空导弹放宽静稳定性设计产生的原因和基本概念以及放宽静稳定性设计与导弹气动外形的相互关系。最后通过分析可以知道,空空导弹采用放宽静稳定度设计技术后,导弹性能会有较大的改善,性能的改善主要表现在导弹质量的减小和机动能力的提高两个方面。

MAV放宽静稳定性设计的效益/代价分析

介绍了一种固定翼微型飞行器,通过对不同静稳定性设计的升阻特性、力矩特性、配平损失等进行计算分析,确定了在该类微型飞行器上应用放宽静稳定性技术的代价和效益,分析了不同操纵面布局的影响,并给出了微型飞行器在操纵面布局和控制增稳应用方面的一般计算方法和建议。

放宽静稳定性高超声速飞行器的增稳控制方法

放宽静稳定性可以解决高超声速飞行器在高超声速飞行时正稳定裕度过大的问题,但是会造成亚声速飞行阶段飞行器稳定性下降。针对高超声速飞行器在亚声速飞行时稳定性不足的问题,采用经典反馈控制和LQ最优控制方法,设计了2种不同的增稳控制系统并应用于放宽静稳定后的高超声速飞行器。数值仿真结果表明,LQ最优控制增稳系统较经典反馈增稳控制系统具有更好的动态增稳效果和更强的鲁棒性能,因此LQ最优控制下的增稳系统拥有更好的增稳效果和更理想的抗鲁棒特性。

放宽静稳定性大型客机电传控制律设计

对放宽静稳定性大型客机进行了控制增稳控制律的设计,并完成了相关的仿真验证。通过研究《CCAR-25运输类飞机适航标准》和C*飞行品质评价准则,提出了放宽静稳定性大型客机纵向增稳控制律的设计要求。采用国际上先进大型客机常用的C*构型设计纵向电传增稳控制律,最后对所设计的控制律进行了操纵品质和增稳效果的仿真验证。仿真结果表明,设计的控制律在典型的巡航状态下,电传闭环操纵品质满足Ⅰ级飞行品质;同时在纵向扰动的情况下,有很好的静稳定性,增稳效果满足适航条例的要求。

民用飞机放宽静稳定性的效益分析研究

分析了放宽静稳定性改善飞机性能的基本原理,并结合具体算例给出了民用飞机飞行性能的改善结果和所获得的结构质量收益。研究了放宽静稳定性对飞机动态响应特性的影响。所给出的计算方法和结果可用于我国民用飞机放宽静稳定性的设计。

民机放宽静稳定性的研究

主动控制技术在飞机设计中的运用可以提高飞机的性能并带来较大的收益。放宽静稳定性是主动控制技术中最重要的功能。本文介绍了放宽静稳定性技术、实现途径和放宽程度分析,归纳了静稳定度放宽后对飞机带来的影响。最后,研究了放宽以后的增稳方案,并以A300为例进行了放宽前后的增稳仿真。仿真结果说明了放宽静稳定度以后,通过增稳可以实现稳定性的补偿。经过增稳设计后,放宽静稳定性的飞机完全可以达到放宽前飞机的稳定性。

K8飞机自由飞模型放宽静稳定度研究

介绍对一架带有纵向数字飞控系统的Ｋ８飞机自由飞模型所进行的放宽静稳定度的试验研究，获取利用模型进行此种试验的可行性和实施方法，模型采用了四种重心构型：正常重心、中立重心、后移２％ｂ＿Ａ和后移４％ｂ＿Ａ。模型上加装了控制增稳装置，进行了控制律设计。取得较为满意的试验结果。地面仿真试验结果与飞行试验结果也是基本一致的。试验达到预期的目的。

先进战斗机纵向飞行特性与放宽静稳定度研究

放宽静稳定度在先进战斗机设计领域已获得广泛应用,与其相关的主动控制技术仍有进一步研究的价值,需要对放宽静稳定度对飞机纵向飞行性能的影响进行更全面的分析。以重心后移作为放宽静稳定度的方式,分析放宽静稳定度与某型战斗机俯仰力矩系数的关系,构建战斗机非线性模型并进行开环特性分析,在此基础上,分析放宽静稳定度对飞机运行平衡点的影响机理,对战斗机非线性模型进行线性化,并分析放宽静稳定度对飞机纵向线性模型阶跃响应特性和长短周期模态特性的影响。结果表明:放宽静稳定度可增大战斗机的俯仰力矩系数,提高飞机性能,但可能会使飞机本体模态特性变差,需要在设计控制率时予以考虑。

放宽静稳定电传客机纵向短周期品质评定方法

民用客机强调飞行的安全性和舒适性,由于设计与使用的特点,其短周期模态的自然频率、操纵灵敏度与带宽均较低,时间延迟较大,且一般采用不同于军用运输机的控制律构型。提出以军用规范作为参照的电传客机飞行品质评定及适航审定方法,是现代民用客机飞行控制律设计的关键问题。为改善某放宽静稳定构型客机的短周期飞行品质,设计了迎角、C*和过载构型飞行控制律。按咨询通告AC25-7A所给出的操纵品质等级评定方法(HQRM),采用等效系统评定法、高阶频域法和高阶时域法评定了闭环飞机的短周期飞行品质及适航符合性。结果表明,军用规范条款对时延和带宽的限制对于客机可适当放宽。对于迎角构型,等效系统参数准则、带宽准则和俯仰速率响应准则均适用;过载构型评定应采用等效系统参数准则、俯仰速率响应准则;C*属非常规响应构型,应采用带宽准则和俯仰速率响应准则评定。

放宽静稳定性亚音速大型飞机重心范围设计准则

对比分析了传统自然稳定与放宽静稳定性亚音速大型飞机操纵上的差异,研究了影响放宽静稳定性亚音速飞机重心范围设计的因素,提出了放宽静稳定性亚音速飞机重心范围设计准则,给出了不同影响因素下,平尾相对面积和重心之间的关系式。利用这种关系式,可以绘制出异于传统飞机重心范围设计的"剪刀图"。如果飞机的平尾相对面积给定,则可以很容易确定飞机的重心范围。为了说明所提放宽静稳定性亚音速飞机重心范围设计准则的可行性和可靠性,以某飞机为例,对设计准则进行验证性计算,对影响飞机重心边界确定的重要因素进行仿真分析,通过对计算结果的分析可知,起飞抬前轮和地面滑跑稳定性是影响放宽静稳定性亚音速飞机重心范围设计的主要因素,后期可通过调整起落架位置和设计巡航速度,充分利用性能最佳重心。

放宽静稳定性设计对民机使用经济性的影响

将放宽静稳定性与飞机的经济性指标直接关联,研究主要设计参数对飞机气动性能和直接使用成本的影响。首先分析了静稳定性设计对民机气动性能、结构质量及燃油消耗的影响;然后与民机使用经济性相结合,得出重心后移量与直接使用成本的函数关系和曲线。结果显示,采用放宽静稳定性技术有助于提高民用飞机的使用经济性。该研究方法可以为我国大型客机采用主动技术提供技术依据。

考虑放宽静稳定度的民用客机气动优化设计

为了更加有效地减小民用客机考虑配平约束后的阻力,针对典型跨声速民用客机机翼-机身-平尾构型研究了不同静稳定度下的气动优化设计,并总结出在民用客机的减阻设计中考虑放宽静稳定度具有较大的减阻潜力。通过自由型面变形(FFD)技术对全机外形进行参数化,实现机翼型面的变形,进行气动优化设计并改变平尾的偏转保证全机能够力矩配平。采用基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的离散伴随方法求解目标函数对设计变量的梯度,然后基于序列二次规划算法进行基于梯度的气动优化设计。基于CRM(Common Research Model)构型,针对不同参考重心位置进行了考虑配平约束的减阻优化设计研究,验证了优化设计系统的有效性,算例结果表明,随着重心位置后移即放宽静稳定度,优化构型配平阻力减小,外翼段前缘吸力峰值明显降低且双激波的强度得到有效减弱,此外机翼的升力系数分布更加贴合最佳升力系数分布。

放宽静稳定度飞机时间延迟稳定边界

针对飞机初步设计阶段其放宽静稳定度(RSS)与电传飞控系统时间延迟边界之间的定量关系求解问题,以战斗机纵向短周期方程为基础,分析了飞控系统中的时间延迟因素,描述了放宽静稳定度与方程参数间的关系。并以等效输入延迟的形式构建了含飞控系统时间延迟的闭环系统特征方程,通过根轨迹趋势理论和数值计算方法确定了放宽静稳定度与飞控系统时间延迟边界的定量数值关系,同时探讨了舵效与动导的参数不确定性对所求时间延迟边界的影响。本文方法对飞机初步设计阶段飞控系统时间延迟指标和可放宽静稳定度边界的确定具有一定的工程实践意义。

放宽静稳定度对飞机性能的影响

本文介绍了放宽静稳定度问题提出的原因，并从放宽静稳定度的益处，风险，对气动导数的影响，对飞机动态特性的影响四个方面进行了讨论。

放宽静稳定度技术

所谓静稳定度是指气动中心到飞机重心的距离,气动中心在重心之后静稳定度为正,飞机是静稳定的;气动中心在重心之前静稳定度为负,飞机是静不稳定的。在亚音速飞行状态,普通飞机的翼身组合体的升力中心在重心稍后的某个距离(静稳定),这时翼身组合体的升力所产生的负俯仰力矩(机头向下的力矩),由平尾的下偏,以产生向下的升力来平衡。