舰载机弹射起飞建模与控制

舰载机弹射起飞过程由舰面滑跑和离舰上升两个阶段组成,各阶段舰载机的受力与约束不同。根据两阶段舰载机的气动特性和运动特性,建立了一种通用的舰载机纵向动力学模型确定其离舰速度、离舰迎角和预置舵偏角,从而选择合适的控制策略完成弹射起飞上升阶段的自动控制飞行。以某型机为例,建立了全量非线性模型,并在此基础上设计了离舰上升阶段的控制方案。仿真结果表明,该模型与控制方案具有较好的控制效果。

舰载机进场动力补偿系统设计与仿真

研究舰载机自动着舰系统(ACLS)的性能优化问题,为了实现舰载机的进场着舰引导和轨迹精确控制,采用进场动力补偿系统(APCS)按特定的进场动力补偿控制律对发动机油门进行自动控制。文中基于国内外研究,建立了Matlab环境下的舰载机进场动力补偿模型,对基于迎角恒定,引入迎角、法向加速度和舵面反馈信号的动力补偿系统的参数进行优化,仿真结果表明,改进方法加速了飞机的姿态响应,改善了低动压着舰状态下飞机的飞行特性,提高了着舰安全性和稳定性,在工程上具有一定的可行性。

舰载机自动着舰导引的相关技术

介绍了舰载机自动着舰导引系统的基本组成及工作原理。围绕提高着舰精度和安全性 ,着重讨论了甲板运动补偿及预估、进场动力补偿、舰尾气流扰动抑制、着舰系统中噪声处理 ,以及复飞决策等着舰的相关技术。

舰载飞机起落架突伸时外筒应力陡增分析

分析了某舰载飞机斜板滑跃起飞试飞时,前起落架在机轮出斜板而卸载后,缓冲器外筒轴向应力未减小反而陡增的现象。在介绍缓冲器结构、工作原理和受力数学模型的基础上,建立了缓冲器外筒轴向应力的计算模型;结合对实测数据的分析,揭示了缓冲器外筒应力陡增的原因。结果表明:外筒轴向应力与缓冲器的行程和活塞运动速度相关,起落架出斜板后外筒应力陡增的主要原因是起落架突伸时,活塞杆高速伸出引起油液阻尼力大幅增加及高速伸出的起落架的下部质量在反阻活门关闭瞬间对外筒底面的撞击。

舰载机试飞数据的移动基准区间与牛顿插值处理

分析飞行试验数据具有数据量大,需分段加载和截取的特点,针对试飞数据预处理过程中常规全局统计误差分析方法有时难以满足要求的问题,建立移动基准区间和牛顿插值相结合的误差修正模型,提出移动基准区间牛顿插方法,并应用于飞行试验数据处理中,最后通过实例验证其有效性。

舰载机的自由飞行钩住情况

自由飞行钩住(FFE)是指飞机在处于上仰姿态,且所有起落架尚未接触甲板的情况下的拦阻钩钩索。此时,飞机有较大的姿态角和较低的下沉速度。根据起落架和拦阻钩几何布局、飞机重心位置,拦阻力线可能处于飞机重心之下,因此产生显著的低头力矩,造成前起落架首先接触甲板,而主起落架稍后继之,飞机的低头俯仰速率可以导致前起落架以较高的下沉速度触地。因此,重心处低下沉速度的FFE情况,可以导致前起落架载荷与重心处高下沉速度的正常拦阻着舰情况相当,甚至更加恶劣。基于各类着舰情况的分析,可知FFE情况是前起落架及其支持结构的最关键载荷情况。

舰载直升机指控系统试飞资源配置研究

通过对舰载直升机以及其指挥控制系统的特点进行研究,对比分析舰载直升机指挥控制系统和陆基预警机指挥控制系统的不同,建立舰载直升机预警/拦截引导模型,数值模拟了舰载直升机前出距离、探测距离、拦截机速度、目标拦截位置(距舰队距离)等因素之间的相互关系,仿真计算结果显示,目标拦截位置随来袭目标速度增加而下降,随直升机探测能力提升和拦截机速度增加而增加,从而给出一种舰载直升机指挥控制系统试验资源配置约束条件,试验验证,该方法能够合理配置飞行试验所需的配试资源,在有限的试验条件下,提高了试验成功率和效率。

舰载飞机着舰最佳甲板风初步分析

主要依据美国海军航空兵试验中心对各种舰载飞机实际飞行试验研究结果，阐述舰载飞机着舰最佳甲板风研究的意义、方法及其大小。经初步分析认为：对于喷气式舰载飞机着舰甲板风为２５ｋｎ，对于螺旋桨式舰载飞机着舰甲板风为１５ｋｎ是最佳的。但通过计算喷气式飞机甲板风值在２５ｋｎ和３５ｋｎ的结果比较，在甲板风为２５ｋｎ时，由于接地速率增加近１０％，这将会带来一些不利的结果。

基于任务的舰载机驾驶舱人为因素适航评估方法研究

军用飞机飞行安全的主要影响因素由技术因素向人为因素转变,特别针对舰载机的起降模式、飞行条件和视觉环境等特殊情景下,减少舰载机驾驶舱人为因素导致的飞行事故,对确保完成规定的飞行和作战任务,提高舰载机飞行安全水平具有重要意义。结合舰载机特点,通过对人为因素适航标准包括美军标、国标、国军标、SAE等标准的分析,提出舰载机驾驶舱人为因素适航设计准则;根据飞机研制阶段的特点,提出基于任务的舰载机驾驶舱人为因素评估方法。该方法可为舰载机驾驶舱人为因素适航评估提供思路和方法。

美国高超声速技术飞行试验平台发展展望

本文基于美国在研高超声速技术研究项目,分析了未来5年美国开展高超声速技术飞行试验的需求,梳理总结了当前美国高超声速飞行试验平台的发展现状以及所面临的挑战,并对飞行试验平台的发展方向进行了研判。分析认为,未来5年美国在高超声速技术领域将面临巨大的飞行试验需求,开展飞行试验主要依靠空基发射平台或地基发射平台,地基发射平台主要发展探空火箭,空基发射平台则采用成熟飞机改装和新研专用载机平台相结合的发展思路,全面提升高超声速技术飞行试验能力。

舰载航空飞行器气动技术发展趋势研究

针对舰载航空飞行器的应用背景和发展现状,综述了舰载航空飞行器的主要类型及其存在的特殊空气动力学问题,研究了美国在解决舰载航空飞行器空气动力学问题方面的方法,阐述了利用数值仿真、地面试验、飞行试验三种研究手段所开展的具体研究工作和获得的研究成果,展望了舰载航空飞行器气动技术的未来发展趋势,主要包括在气动布局技术上将重点发展高升力构型和无尾飞翼构型,在流动控制技术上将综合考虑主动流动控制技术与被动流动控制技术的结合,在地面试验技术上将结合无人机的试验需求发展多空间维度的试验技术,在飞行控制技术上将根据悬停能力、高速飞行、自主着舰、编队飞行等任务需求发展多项新型飞行控制技术。

舰载无人机精确着舰轨迹控制及飞行验证

舰载无人机回收是整个飞行中最困难的任务之一。在建立舰载无人机控制系统基础上,着重设计了纵向控制增稳系统和自主飞行控制系统。为保证着舰精度,引入光学导引着舰,通过试飞验证了光学引导系统的速度、精度可以满足无人机自动下滑着陆要求,其平均落地点偏差与差分GPS相当。

舰载飞机拦阻钩载荷实测方法研究

为完成某舰载飞机飞行试验任务,采用应变法实测了其拦阻着舰时的拦阻钩载荷。在分析着舰拦阻过程中拦阻钩受载状态的基础上,建立了拦阻钩纵向、侧向和垂向这3个方向上的载荷模型;对拦阻钩钩臂进行内力分析,设计了载荷测量应变电桥,并进行了载荷校准,建立了载荷方程。给出并详细分析了典型拦阻过程中的拦阻钩载荷,计算了拦阻功量及拦阻系统的效率。最后,通过与常规单向载荷模型的对比,探讨了采用三向载荷模型的意义。分析表明,建立的模型和采用的方法正确,结果合理可信,可供相关工程参考。

基于飞行参数的舰载机拦阻力统计建模与预计

拦阻钩是舰载飞机最重要的特征部件之一,对其受载进行测量、统计建模与预计具有重要的工程意义。在飞机拦阻动力学分析基础上确定了飞行数据统计建模所需的关键参数,结合某型机载荷试飞、机舰适配性试验,实测研究了飞机拦阻实际受载特点,采用线性或非线性方法统计建立了最大拦阻力与常规飞行参数之间的拟合函数关系,并得到了最大拦阻力的预计模型。建模、验模与预计结果表明,所选关键参数合理,能够充分反映拦阻钩的受载及其主要影响因素,采用纵向过载、啮合速度和发动机高压转速等参数建立的拦阻载荷统计模型可用于拦阻着陆或着舰试验时最大拦阻力的有效预测。