基于OPM的新概念飞行器作战场景构建方法

新兴技术的迅猛发展促进了新概念飞行器研发,不断提升作战场景构建的复杂度,需要运用架构方法进行基于模型的设计和分析。为明确新概念飞行器的结构和功能需求,提出基于对象过程方法论(OPM)的新概念飞行器作战场景构建方法,并以蜂群无人机协同超视距作战为例,说明该方法的有效性。基于OPM的蜂群无人机协同超视距作战场景,同时运用图形模式和文本模式两种方式,设计了在未来海上作战中使用小型、低成本、可消耗、可回收无人机,保持和增强空中力量,完成超视距对目标舰队打击。该场景构建方法使设计者从作战角度确定新概念飞行器的需求配置情况,提供了新的思路和实践指导。

面向未来的新概念飞行器

新概念飞机是指尚处于研制或探索中的一类飞行器。与传统飞行器相比,在飞行原理和气动布局上有显著的不同,表现出鲜明的创新性、高效性(作战效能或经济效率)和时代性。需求牵引和技术推动是新概念飞机不断出现的“推进器”——替代能源是人们期待解决的主题,先进技术则为梦想的实现提供了基石。下面将要介绍的新概念飞机在一定程度上代表了未来飞行器的发展方向,其中不包括一些非常规布局飞机。无污染的“氢燃料”

翼尖铰接复合飞行器动力学特性研究

航空飞行器通过翼尖铰接机构复合飞行时的气动耦合效应,会造成飞机产生不同于其单独飞行时的动力学特性,出现复合飞行安全问题。为研究翼尖铰接复合飞行器的动力学特性,使用Newton-Euler方法和Robberson-Wittenburg方法建立了双机组成的翼尖铰接复合飞行器多刚体系统整体和内部的7自由度非线性动力学和运动学方程组。在气动准定常假设下建立双机复合系统非耦合气动力表达式,基于CFD方法开展复合飞行器系统的三维实体建模和非结构网格划分工作,获取复合飞行器系统的气动力数据。搭建动力学仿真平台,开展准配平方案和全配平方案下的动力学仿真。仿真结果表明:准配平方案下飞行器无法持续稳定飞行,而全配平方案下复合飞行器系统各运动参数在仿真时间内始终趋于稳定。在全配平方案下,使用小扰动假设的非解耦线性化方法重新整理7自由度动力学方程组,研究复合飞行器系统运动模态的特征值中出现的2个发散新模态,根据对应的特征向量发现2个发散模态分别由相对滚转角度和角速度主导,同时也比较分析了其他运动模态相比单机飞行时的特性变化规律。

多体组合式无人机飞行力学稳定性分析及增稳控制研究

多体组合式无人机是一种新概念飞行器,由多个小型无人机以翼尖铰接连接组成,该概念飞行器能够融合小型无人机与高空长航时无人机两类飞行平台的性能和任务优势,发展潜力巨大。基于Newton-Euler方程及升力线方法建立多体组合式无人机飞行力学模型,针对允许相对滚转运动自由度的双机组合式无人机系统进行配平及稳定性分析。结果表明,不同于传统构型飞行器,多体组合式无人机系统具有不稳定复合运动飞行模态,该复合模态由相对滚转运动主导,在无控状态下该构型飞行器无法稳定飞行。在完成动力学建模的基础上,基于PID控制方法,为每个单体飞行器单独设计增稳控制回路以达到增稳控制目的,仿真结果表明该控制思路有效,可以快速镇定发散的飞行力学系统。

“灵跷”新概念垂直起降飞行器方案

在10月18日的北航首届前沿论坛上,北航电气工程与自动化科学学院的新概念飞行器研究团队公开了其正在研发的“灵跷”垂直起降(VTOL)飞行器方案,并进行了室内垂直起降表演。该机采用了一种罕见的跷体垂直起降方式,典型特征包括装有分布式动力的倾斜串列机翼与位于机腹的弧型滑橇结构。

国外斜掠翼飞行器技术研究现状及其军事应用前景

在对斜掠翼飞行器的概念和原理进行简单论述的基础上,对其在军事领域内的潜在用途和目前国外的研究现状进行了追踪分析,并根据国外在相关领域研究中的经验教训,总结了研发实用的斜掠翼飞行器所面临的主要技术难题和挑战。

翼尖铰接组合式无人机气动建模方法及布局参数影响

翼尖铰接组合式无人机是一类新概念飞行器,其由多个单体无人机以翼尖铰接形式连接而成并允许相对滚转运动,在布局参数及飞行力学特性上与常规飞行器有较大不同,单体无人机间存在气动耦合。首先基于状态空间形式涡格法给出了针对该类型飞行器的气动导数计算方法。然后,结合Newton-Euler方程建立的飞行力学模型进行配平计算及飞行力学稳定性分析,说明其具有以相对滚转运动主导的不稳定复合运动飞行模态特征。最后,开展布局参数对飞行动力学稳定性影响研究,经分析,减小单体无人机配平滚转角,增加后掠角可以改善飞行稳定性,同时机翼与尾翼距离存在改善飞行稳定性最优值。研究结果可为翼尖铰接组合式无人机设计提供指导和参考。

突破海空之界

“嗖、嗖、嗖”,密集的炮弹朝着飞行器直扑而来。危急时刻,这架飞行器突然收拢机翼,俯冲直下,钻进水里消失了……它井未沉没,而是悄悄潜行到远处的安全海域,再跃出水面,继续飞行。上天入海、自由穿梭于海空之间,这就是跨介质飞行器。今天,让我们来认识一下这种神奇的新概念飞行器。

英国恶魔无人验证机及射流飞控技术发展分析

首先对射流控制技术原理做了简单介绍,然后重点对射流控制及无操纵面飞行器技术的应用前景和英国最新研制的恶魔无人验证机的相关情况进行了分析,最后简要探讨了研发实用的无操纵面飞行器所面临的主要技术困难。

2017年国外先进军用航空技术研究进展概述

按照无人机蜂群技术、有人机-无人机协同作战技术、垂直起降无人机技术、长航时无人机技术、其它新概念飞行器技术和机载激光武器技术等方面,梳理了2017年国外先进军用航空技术的研究进展。总结了2017年国外先进航空技术的重要发展成果,并归纳了世界军用航空的发展趋势。