短距起飞垂直降落飞行器飞行品质研究

根据短距起飞垂直降落(STOVL)飞行器的特点,结合AGARD 577飞行品质规范,从操纵效能和模态特性两方面对短距起飞垂直降落飞行器在飞行品质方面提出要求。基于短距起飞垂直降落飞行器六自由度模型仿真,对飞行器在短距起降过渡状态下的操纵效能进行评估。以等效系统拟配思想,采用遗传算法与最小二乘法的混合算法,对带L_1自适应控制器的高阶飞行器模型进行低阶等效拟配。采用该低阶模型,对飞行器在不同飞行阶段下纵向与横航向的模态特性进行评估。结果表明,该飞行器在短距起降阶段具备一级飞行品质。

短距起飞/垂直降落飞机升力系统研究进展

短距起飞/垂直降落(STOVL)升力系统是一种允许飞机在极短跑道甚至无跑道条件下起降的航空技术,提供了飞行器在受限空间和复杂环境中实施起降操作的能力,对军用和民用领域都有重要意义。尽管国际上对STOVL飞机的研究已有历史,但敏感或专用技术的信息并未广泛共享。为深入探索STOVL飞机升力系统的关键技术、难点和发展方向,在全面分析和总结最新研究进展和技术挑战的基础上,针对该领域的研究进展进行综述,特别是针对F-35B飞机深入探讨了STOVL飞机升力系统的关键技术,包括升力风扇、三轴承矢量喷管和整机推进系统性能等。在此基础上总结归纳了国内外学者在复杂结构设计、动力系统建模、环境影响评估和性能优化等方面的研究,为STOVL飞机的研发与优化设计提供方向参考。

短距起飞/垂直降落战斗机发动机发展及关键技术分析

短距起飞/垂直降落战斗机具有独特的技术特点和较好的环境适应性,生存力强,推进系统尤其带升力风扇的发动机是其关键技术之一。综合分析了短距起飞/垂直降落战斗机发动机的发展历程,总结了升力风扇+常规发动机型短距起飞/垂直降落战斗机发动机的4项主要关键技术:发动机总体设计技术、升力风扇设计技术、3轴承偏转喷管设计技术和升力风扇机械系统设计技术。经分析认为,通过一定技术途径突破上述4项关键技术是掌握短距起飞/垂直降落战斗机发动机技术的关键。

基于控制分配的推力矢量短距起飞垂直降落飞机减速过渡控制

针对推力矢量型短距起飞垂直降落飞机由平飞到悬停的减速过渡过程中面临非线性、控制量冗余且耦合等问题,本文建立了含执行器约束的推力矢量短距起飞垂直降落飞机六自由度非线性数学模型,提出一种基于智能控制分配的减速过渡过程控制方法:以非线性增量动态逆方法设计控制律,获得虚拟控制指令。考虑执行器执行能力和过渡过程期望指标设计优化函数,使用改进的粒子群算法在线解算实际控制量。仿真实验验证了该方法在过渡过程中具有指令跟踪精度高,对气动参数摄动与外界风干扰鲁棒性强等优点。

短距起飞/垂直降落飞机外流场特性研究

为探索和研究短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机,在垂直降落状态时的外流场特性和热燃气再吸入等飞推一体化关键问题,对STOVL飞机F-35B进行了飞机机身重构和网格划分,利用Fluent软件完成了F-35B外流场的三维数值模拟。研究了垂直降落状态下飞机不同离地高度和不同喷管面积下的热燃气再吸入问题。同时,给出了进气道入口截面、地面和机身的温度分布,直观说明了其升力系统方案的外流场技术特点。结果表明:为防止热燃气再吸入,应合理选择升力风扇喷口与主发动机喷口的面积相对值,并结合实际所需升力比,尽量减小两个喷口的面积比。

短距起飞/垂直降落飞机动力装置特点及关键技术分析

动力装置是短距和垂直起落(STOVL)飞机设计的关键,直接影响其研制的成败。对国外3种典型的STOVL飞机进行分析,结合不同STOVL飞机需求对4类动力装置特征、结构特点、工作原理及发展状况进行归纳及总结。详细提出STOVL飞机动力装置的6类关键技术并进行了技术评价,对发展装备和开展技术研究提出建议,综合分析认为动力装置技术是中国发展STOVL飞机的瓶颈,需要重点研究并予以突破。

短距起飞/垂直降落发动机建模技术研究

参考常规双轴涡扇发动机数学模型,建立了适用于短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机的变循环发动机部件级数学模型;通过特性外推,建立了轴驱动升力风扇数学模型;采用神经网络映射涵道总压损失的方法,建立了滚转喷管和外涵模型.根据STOVL发动机结构和部件变化特点,建立了稳态和动态共同工作方程.参照国外文献仿真数据进行设计点计算,并按照Bevilaqua提出方法开展了由常规涡轮风扇模式到悬停涡轮轴模式的过渡态仿真.仿真结果表明:建立的数学模型在悬停状态设计点和高空巡航点与国外文献数据相比误差均小于1.5%,推力达到悬停状态要求,符合STOVL发动机的设计特点,验证了该建模方法的有效性.

STOVL型战斗机变循环发动机性能数值模拟

针对短距起飞垂直降落型(STOVL)战斗机的发动机特性进行分析。在常规双轴涡扇发动机性能模拟程序的基础上,添加了升力风扇与滚转控制喷管部件模块,并加入了尾喷管喉道面积、模式选择阀门面积和低压涡轮导向器面积等调节变量,编写了带升力风扇的变循环发动机整机性能数值模拟程序,选取超音速巡航状态设计点,确定设计点各参数,计算分析了带升力风扇的STOVL型变循环发动机在超音速巡航状态、海平面静止状态及STOVL状态的性能参数。研究结果表明:这种创新的变循环推进系统,通过改变发动机有效涵道比,提供了较大的推力增加,同时降低了耗油率。

短距起飞垂直降落飞行器飞行品质研究

根据短距起飞垂直降落(STOVL)飞行器的特点,研究了STOVL飞行器在飞行品质方面的特殊要求。在总结AGARD 577和MIL-F-83300飞行品质规范的基础上,分析了STOVL飞行器在过渡和悬停状态下对俯仰、滚转、偏航的控制效能要求,以及阻尼比和频率要求。计算了某STOVL无人飞行器在过渡状态下的部分性能和飞行品质,分析了其纵横向稳定性,并根据飞行品质要求提出了一些建议。

短距起飞/垂直降落战斗机升力风扇驱动方案研究

为了降低短距起飞/垂直降落战斗机轴驱动升力风扇驱动系统的设计制造难度,提出了一种利用发动机外涵道抽气在小涡轮中做功以驱动升力风扇的新方案,并建立了小涡轮驱动方式下的总升力和热效率计算模型。对总升力和热效率的计算结果表明,在选取合适的抽气比及小涡轮进气温度时,小涡轮驱动方式所产生的总升力与轴驱动方式相当或更大。小涡轮驱动方式除垂直起降阶段系统热效率略低外,在质量控制、设计开发难度、调节与控制、升力风扇布置灵活性等方面均具有优势。

基于某型发动机发展STOVL动力性能方案研究

短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机由于其优越的作战性能,受到了世界航空大国的高度重视。通过借鉴目前最先进的STOVL动力F135-PW-600发动机技术发展思路,研究了基于国内某型发动机改STOVL动力方案时,主发动机与升力风扇之间的匹配和约束关系。研究结果表明:随着升力风扇压比和流量的增加,主发动机升力减小,升力风扇升力增加;同一主发动机状态下,升力风扇流量越大,发动机前后升力平衡的升力风扇压比越小,总升力越大;主发动机性能越高,发动机前后升力平衡的升力风扇压比和流量越大,发动机总升力也越大。

短距起飞垂直降落战斗机发展及关键技术分析

短距起飞垂直降落战斗机是一种不需要固定机场,可从较短或受破坏的跑道或适当的海军舰船上起飞及垂直降落的战斗机,既能显著降低飞机对起降条件的要求,又具备较强的飞行作战能力。本文概述了短距起飞垂直降落战斗机的发展现状和技术特点,并对飞机设计涉及的主要关键技术进行了总结分析。

基于常规发动机发展STOVL推进系统的总体性能方案

结合F135-PW-600发动机构型,开展基于常规涡扇发动机发展短距起飞/垂直降落(STOVL)推进系统的总体性能方案研究,分析了影响性能方案的各升力部件参数,完成了针对总升力提升的方案优化。研究结果表明:以提高总升力为目标,升力风扇应选取低功耗、小压比、大流量的参数组合;滚转喷管引气量应由风扇裕度、滚转力及其力矩控制需求共同决定;增加外涵道调节机构和重新设计低压涡轮等措施,可将推进系统总升力最高提升近20%;保持主发动机部件不变,通过多学科优化设计,综合考虑质量等结构参数及耗油率等性能参数影响,可使短垂推进系统净收益提升近20%。

F-35B STOVL型联合攻击战斗机完成首飞

洛克希德·马丁公司领导研制的F-35B短距起飞／垂直降落（STOVL）型联合攻击战斗机于2008年6月11日在洛·马公司的沃斯堡工厂成功完成首飞，首飞的F-35B编号为BF-1，该机在首飞中以常规方式起降，预计其STOVL飞行试验将从明年初开始。

F-35B准备开始STOVL试验

日前，F-35联合攻击战斗机（JSF）项目正在进入其最具挑战性的短距起飞／垂直降落（STOVL）试验阶段。在今后1个月内，制造商洛·马公司将使F-35BSTOVL型飞机推进系统完全处于动力-升力模式下，为该机开始STOVL飞行试验做好准备。

F135 STOVL完成齿轮箱试验

近期,普·惠公司和罗·罗公司在印地安纳州的罗·罗公司设备上成功地完成了F135短距起飞／垂直着陆（STOVL）发动机升力风扇齿轮箱第一阶段的鉴定试验，第二阶段的试验也已开始。

灵巧起降的“战鹰”——短距起飞／垂直降落飞机

直升机飞行的姿态优美，时而直蹿上升，时而飘然落下，还可以前行后退、悬停不动，让人惊叹不已！只是，它飞行速度并不快，最高才能达到第小时400千米左右，飞行距离也短。

升力风扇——托起中国短距起飞／垂直降落战机的未来

据中航工业的官方网站3月23日的报道，中航工业成都发动机公司与中航空天发动机研究院于3月20日就短距起飞／垂直降落飞机项目（简称“短垂项目”）加工合作举行签约仪式，签署了风扇部件的合作协议（下图）。各大外媒对这一消息随即有了种种分析。

X-32B是如何实现短距起飞/垂直降落的?

美国的“联合攻击战斗机”(JSF)计划中,波音公司和洛克希德·马丁公司参与竞争的方案分别为X-32和X-35,其中包括空军的常规起落型、海军的舰载型,以及海军陆战队和英国皇家海军的短距起飞/垂直降落型。X-32B即是波音公司为竞争联合攻击战斗机而设计生产的短距起飞/垂直降落(STOVL)机型。