国外两栖舰船与短距/垂直起降飞机的舰机适配性分析

为提升我国两栖攻击舰远程攻击能力,对国外舰机适配性进行分析。分析国外短距/垂直起降飞机(short/vertical takeoff and landing,SVTOL)的技术现状,从舰船总体设计角度开展舰机适配性分析并提出关键技术,结合美国、日本、意大利的大型两栖舰船具体分析舰载机上舰的改装工程。结果表明,该分析可为国内相关领域科研生产提供参考。

多因素耦合的舰机适配性评估方法

舰机适配性是航母与舰载机研制过程中的难点,充分协调舰艇系统和飞机航空系统之间的复杂关系是发挥航母战斗力的关键。文章提出了1种基于改进的熵值法与突变级数法的多因素耦合的舰机适配性评估方法。首先,进行指标选取,建立多因素耦合的舰机适配性评估指标体系,并根据突变级数理论确定指标体系对应的突变模型;其次,利用改进的熵值法计算各个指标的贡献率,提高排序结果的准确性;再次,利用突变层次结构模型进行舰机适配性评估;最后,以国外某型航母与舰载机为评估对象,验证新的综合评估方法的有效性和可靠性。文章提出的方法不需要对指标赋权,减少评估过程中由于赋权带来的主观性,为舰机适配性评估提供了新的思路。

基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化

准确分析和控制射流冲击对航母甲板环境的影响是新型喷气偏流板设计和布局的关键所在。为了确定射流冲击影响最小的偏流板布局,运用有限体积法,采用分区混合网格方案,结合雷诺时均纳维斯托克斯(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对喷气偏流板在不同布局下的射流冲击效应进行三维数值模拟。选取舰载机双发动机全加力状态时喷气偏流板与发动机距离不同、喷气偏流板倾角不同共12种布局组合进行射流冲击效应的对比计算,计算结果显示了喷气偏流板各布局下的流场参数、传热特性、尾喷口温升、冲击力和力矩等分布规律。定性和定量分析了燃气射流冲击下温度场和速度场的危险区域,结果表明,偏流板与发动机距离5 m、偏流板倾角45°时的布局更有利于将燃气射流向上引导。在此基础上,基于倾角最小化原则及二次导流原理优化设计了一种导流隔热性能好、工作稳定性高的被动隔热式喷气偏流板装置。

舰载无人机与弹射装置适配性问题研究

从工程角度,舰载机与弹射装置的适配性由机械接口适配性、操作流程适配性、起飞(含性能)适配性和环境适应性等4个方面构成。舰载无人机作为舰载机的一个分支,受到需求、技术成熟度与成本等多因素影响或制约,在上述4个方面与有人驾驶的舰载机相比,具有其特殊性。我国在舰载机特别是可被弹射起飞的舰载机设计领域仍处于初级阶段,本文针对舰载无人机与弹射装置的适配性进行讨论,以提高未来舰载无人机研制中相关技术的成熟度,加快型号研制进展。

不同海况条件下舰载无人机着舰安全分析

针对无人机上舰的使用需求,本文对舰载无人机着舰开展了系统的研究。建立了机-舰-环境综合模型和舰载无人机全自动着舰引导控制系统;基于建立的舰载无人机着舰综合模型对不同海况下的着舰过程进行仿真分析,研究不同海况条件以及航母不同航速和遭遇角对着舰安全的影响。仿真研究表明:在复杂海况下,航母可通过适当提高航速以获得更高的着舰成功率,但过高的航速会导致舰尾流扰动加剧,使得着舰成功率显著下降;通过对仿真结果进行统计分析,给出了不同海况下的着舰安全范围,为无人机着舰辅助决策提供参考。

舰载机机舰适配性体系研究

针对固定翼舰载机和采用弹射装置的大型航母,分析了舰载机与航母之间的约束接口关系,提出了较为完整的舰载机机舰适配性研究框架。该体系框架涵盖了量化的机舰适配性设计要素,为舰载机的全程研制提供了指导和依据。

舰载机布局的机舰适配性设计研究

对固定翼舰载机布局的机舰适配性设计进行了研究,分析了飞机布局外形(含起落装置)在各种舰面操作时所面临的设计约束,结合国外舰载机设计使用经验给出布局适配性设计的分析思路,为舰载机总体布局的设计及优化提供依据。

国外航母舰载机出动回收能力指标体系分析

航母舰载机出动回收能力是航母舰机适配性的重要表征指标之一。为研究舰载机出动回收能力指标体系及指标内涵,重点分析了航母舰载机出动回收能力的基本概念及影响航母舰载机出动回收能力的某些约束因素;针对国外衡量航母舰载机出动回收能力中常用指标,讨论其内涵及设定这些指标的意义。通过对美国、英国、法国和俄罗斯几个典型实例的分析结果表明:实战和演习是国外航母舰载机出动回收能力指标体系建立和相应指标值设定的主要依据。

舰载机机舰电磁兼容性适配技术研究

机舰适配性是舰载飞机总体设计的核心内容之一。近年来,随着不同作战用途舰载机及舰载无人机的上舰服役,舰机总体单位对机舰电磁兼容适配越来越重视,随着多种舰载机编队协同作战,机舰平台频谱资源愈发紧张,机舰电磁兼容性问题越来越突出,机舰电磁兼容适配性的影响也愈发突出,频谱不兼容导致的问题严重影响舰载机的作战性能。尤其是以无线电测控链为主要通信方式的舰载无人机,飞机测控系统布置在母舰上,无论是电磁安全问题,还是电磁频谱兼容问题都将更加突出。主要阐述舰载机,尤其是舰载无人作战飞机上舰后,从舰载机机舰电磁兼容适配的主要需求为切入点,从机舰作为一体化装备的角度,阐明了机舰电磁兼容适配设计的诸多要素。依据如何更好地发挥作战能力的原则,对机舰电磁兼容适配设计做了较为系统的描述。

直升机舰面保障及出动能力评估方法

针对影响直升机舰面出动能力的全流程保障活动进行分析。通过对直升机舰面使用、日常维护和保障站位资源等影响出动能力的保障适配性因素进行分解,对舰面航空保障资源与舰面保障系统的综合保障能力进行评估,发现影响直升机舰面出动能力的问题,为设计优化提供参考依据。根据影响出动能力的主要因素,结合马尔科夫评估模型,给出直升机舰面出动能力评估方法。

舰载直升机特殊要求对总体构型的若干影响

论述了舰载直升机的作用与地位,深入分析了舰载直升机特殊要求——机舰适配性,探讨了影响舰载直升机抗风和抗倾覆能力的桨盘载荷、起落架间距、重心高度等总体构型问题,最后对舰载直升机的设计和研制提出了一些对策建议。

面向机舰适配的舰载飞机起降特性分析

机舰适配性是舰载飞机总体设计的核心内容之一,通常包括性能适配和保障适配两部分,是舰载飞机总体设计特有的阶段;其内涵是指舰载飞机充分、高效利用航母的特性,使用其设备和装置的固有能力。以舰载飞机的使用环境为切入点,定义了有人驾驶陆基飞机改舰载机设计所需考虑的机舰适配的诸多方面;以滑跃起飞/拦阻着舰型舰载机为实例,突出性能适配,对滑跃起飞和拦阻着舰的过程进行物理分解,探求舰机以及环境参数对其性能的影响,建立了相关性能的计算方法,并结合国外典型航母的数据进行了计算分析,定量评估了甲板风对滑跃起飞和拦阻着舰的作用。同时,从保证着舰安全性的角度给出了建议的着舰方式、标准拦阻程序和安全逃逸的最短甲板长度需求。最后,给出了滑跃起飞/拦阻着舰飞机设计的关注点。

国外航母舰载机起降适配性试验体系研究

航母舰载机的起降适配性试验是检验母舰与舰载机适配性的重要环节,具有试验体系复杂、试验风险大和试验成本高等特点。结合国外舰载机起降适配性试验开展情况,梳理了起降适配性试验体系,并针对其中的重要环节进行详细分析,论述了其主要试验内容和试验方法。研究内容可为我国未来开展同类试验提供借鉴和参考。

基于干扰模型的机群保障点失效应急重构策略生成方法

舰机适配性设计中的航空保障系统对舰载机群进行使用保障和维修保障的过程中,由于舰船甲板空间不足、备件不足、机务人员不足等原因,导致直升机不能及时得到保障,将这些因素抽象为舰船上保障点不可用。通过考虑舰船上直升机群保障过程中的保障点失效情况,提出一种保障点失效应急重构策略生成方法。建立了保障点失效干扰模型,运用拉格朗日松弛法对模型中保障点数量约束进行松弛,采用次梯度优化算法求解拉格朗日对偶问题,并结合启发式算法给出保障点失效的应急调整方案。最后,以舰载直升机机群任务出动保障作为案例,验证了方法的有效性。

美国舰载无人机系统研究

针对美国海军现有舰载无人机系统发展现状,开展舰载无人机系统发展研究。文章对无人机平台、任务载荷、测控与信息传输终端、着舰引导设施、舰面控制站、发射与回收装置、专用维护保障设施等方面进行分析,研究了舰机适配性,最后预测了舰载无人机系统的未来发展方向。

航母舰载机装备体系及指标论证方法

针对航母舰载机装备体系及指标论证的强体系和强舰载约束特征,以及多机种一体化保障要求高等特点,提出了基于模糊关系变换理论的体系论证方法,建立各型舰载机装备需求与任务需求之间的关系,结合航母编队作战使用特点以及航母甲板/机库空间尺寸约束进行迭代优化,构建舰载机体系结构和典型配置方案。同时,提出了基于舰载机作业流程仿真和舰载约束条件下的指标论证与优化方法,凸显编队体系作战、舰机适配性、海洋环境适应等特殊约束要素,形成系统科学的舰载机战术技术指标体系。在此基础上,构建了面向专家群决策的论证支持系统,并介绍了该系统的基本框架和运用流程。

舰载运输类飞机副翼飞行载荷设计

舰载运输类飞机布局紧凑,副翼兼备增加升力(襟副翼)、提供滚转力矩等作用。根据CCAR-25增升装置和滚转情况的设计准则,并考虑机舰适配性要求,研究了某舰载运输类螺旋桨飞机的襟副翼和副翼飞行载荷设计方法。通过机动仿真获得襟副翼、副翼典型载荷情况,通过面元法获得不同动力影响下的气动特性数据和压力分布数据,结合理论方法与工程需要,计算、筛选出襟副翼和副翼的载荷边界作为其设计载荷。研究结果表明,算例飞机的襟副翼和副翼飞行载荷受滑流影响较小;襟副翼在各个设计空速的迎面突风情况下获得设计载荷;副翼在设计俯冲速度的最大可用偏度情况下获得设计载荷。

无人作战飞机新动向值得关注

进入2012年末．欧美无人作战飞机发展出现新的动向。