MAGIC CARPET着舰对甲板运动的控制策略

MAGIC CARPET是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术,是未来主要的着舰方式。MAGIC CARPET着舰性能很优秀,但受甲板运动的影响较大,因此研究应对甲板运动的策略十分有必要。首先,分析了航母运动和光学下滑道稳定方式;然后,分别研究了下滑道惯性稳定、下滑道线稳定时的MAGIC CARPET着舰,并得到了相关结论;理论分析和实时仿真表明该策略与美军试飞结果具有很好的一致性;最后,分析了下滑道稳定方式的选择方法。研究结果为飞机着舰和直接力控制提供了参考。

MAGIC CARPET着舰控制的稳定性

魔毯(MAGIC CARPET)是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术,是未来主要的着舰方式。研究了MAGIC CARPET控制的稳定性。首先,分析MAGIC CARPET着舰和常规着舰的控制结构。然后,进行人在环实时仿真实验,实验有MAGIC CARPET控制和常规控制两组,每组中又分油门不动和自动油门接通两种情况。实验显示稳定能力(轨迹稳定性、轨迹可控性、速度稳定性、迎角稳定性),从高到低的排序是:MAGIC CARPET控制(正常有自动油门情况)?MAGIC CARPET控制(油门不动情况)?常规控制(正常有自动油门)?常规控制(油门不动情况),可见MAGIC CARPET的稳定性能非常优秀。最后,从D-V曲线、信号流图、复域等多角度,综合分析了MAGIC CARPET控制和常规控制的稳定性机理。研究结果可为飞机着舰和直接力控制等方面提供参考。

Magic Carpet Ride

Last month cabin fever overwhelmed me. I desperately needed a break: from my polite but wily students, from my unsatisfactory yet demanding lover, and from my overpopulated and mundane Chinese city. But going abroad took too much time, money and

磁共振AIR-魔毯线圈在胸椎结核扫描中的应用价值

目的探讨联合应用AIR-魔毯线圈磁共振成像(MRI)对胸椎结核扫描图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)和脂肪抑制成像效果的价值。方法选取我院80例经手术病理证实为胸椎结核患者,按1:1随机分为两组,应用常规线圈(脊柱相控阵线圈,头颈联合线圈)、常规线圈联合AIR魔毯线圈对两组患者分别进行扫描。扫描序列包括胸椎矢状位T_(2)WI,T_(1)WI,T_(2)FLEX,进一步测量、比较SNR,CNR及脂肪抑制效果,分析MRI多序列诊断胸腰椎结核的准确率、特异度和灵敏度。结果常规线圈联合AIR-魔毯线圈扫描组,胸椎矢状位图像的SNR、CNR及压脂效果优于常规线圈组。结论联合应用AIR-魔毯线圈的图像SNR、CNR得到提高,脂肪抑制效果稳定良好。

城市更新中基础设施化的社会网络建构——中国香港“妙想毡开”西营盘计划

本研究基于城市更新中基础设施化的理论,探讨中国香港特别行政区“妙想毡开”西营盘计划如何通过技术性平台搭建推动社会网络建构的发展脉络与实践路径。文章详细阐述了基础设施化模式在城市更新中的实际应用,聚焦参与式影像技术如何促进社区转型的社会空间机制,着重阐释以影像传声为载体的技术性平台如何建构积极的社会网络,联结政府、NGO组织、居民等多元行动主体。研究发现影像传声技术平台的搭建不仅为城市更新提供了技术支持,还促进了社区信息的共享和公共资源的优化配置。基础设施化的社会网络构建有助于加强社区成员之间的联系,形成共同的价值观念和发展目标,从而推动“以人为本”的城市更新进程。

综合直接侧力控制着舰

提出了一种新的着舰控制方法,即综合直接侧力控制着舰。首次将直接侧力应用到着舰研究上,并将美军MAGIC CARPET着舰控制的纵向控制理念拓展到侧向控制上,对侧向直接力舵面和侧向常规舵面进行综合控制设计,实现侧向三通道解耦。在直接侧力通道上设计了横向轨迹增量控制,让横向杆位移直接正比于横向对中漂移速率。对HUD显示符号进行改进,使飞行员更直观地观察着舰态势。设计着舰飞行模拟环境,实时模拟飞行员操纵。模拟结果显示:飞行员能如MAGIC CARPET纵向控制一样,以“一杆操纵”策略很简便地完成对中修正,同时能很好地跟踪侧向甲板运动和抵抗侧风干扰,且整个过程航向角和滚转角基本不变。相对于常规着舰,该方法大大降低了飞行员操纵负担,且提高了着舰性能。

舰载机着舰侧向轨迹增量控制

针对舰载机着舰侧向控制难度较大的问题,借鉴美国海军的“魔毯”(MAGIC CARPET)着舰的先进理念,提出了1种新的着舰控制方法,即侧向轨迹增量控制。首先,分别从理论上分析了侧向常规控制、侧向轨迹增量控制的控制结构和着舰性能;然后,对HUD显示符号进行改进;最后,通过实时仿真,比较了这2种方法的着舰控制效果。结果显示,着舰侧向轨迹增量控制具有3个优点:1)简易,降低了飞行员的操纵频次和负担;2)直观,着舰侧向操纵更直观,侧向杆量与飞机侧偏修正速率成正比例,而且当横杆回中时飞机能自动跟踪跑道中心线的横向漂移;3)鲁棒,显著提高了对侧风和舰尾流的抑制能力,即使在飞行员不操纵的情况下,飞机也能迅速反应和抑制风干扰。因此,建议在着舰工程中采用侧向轨迹增量控制。

舰载飞机着舰直接力控制方法

针对舰载机着舰阶段甲板运动和舰尾流造成的控制难度大以及着舰精度低的问题,提出了舰载机“魔毯”着舰直接力控制方法,提高了飞行轨迹的响应速率和响应带宽。直接升力由襟翼与升降舵配合产生,且直接升力操纵面主控轨迹,而平尾通过保持迎角来辅助控制轨迹。油门通道采用速度恒定的动力补偿方式进行控制。将该控制方法与传统控制方法对比仿真,加入甲板运动和舰尾流的干扰,仿真实验表明“魔毯”着舰直接力控制方法的轨迹修正速度较快,着舰精度较高。

基于直接力的着舰航迹动态逆控制仿真研究

面对舰载机人工进场着舰精确航迹控制中飞行员操纵负担重、着舰环境复杂的问题,提出采用两层并联动态逆控制框架设计基于直接升力的精确着舰航迹控制方案,具体采用控制分配处理直接升力面与常规舵面的舵效耦合和多操纵面问题,并从航迹与姿态解耦角度出发,仿真分析了所提的控制框架,证明了它在实现舰载机“魔毯”式精确着舰中的有效性,最后采用全量非线性E-2C涡桨飞机模型仿真验证控制效果可行,满足着舰航迹控制要求。

级联式预设性能动态逆解耦直接升力着舰控制

为在下滑着舰过程中,克服“反区”操纵特性,减轻飞行员操纵负担,提升着舰精度和安全性,将直接升力方法引入着舰控制律设计,发挥其响应速度快、控制精度高、解耦性能好等优点。采用预设性能的非线性动态逆方法和控制分配算法相结合的控制架构设计了两层级联式综合直接升力着舰控制器,既可以实现纵向轨迹和姿态控制间的解耦,还可以实现横航向控制与纵向运动间的解耦。首先,建立了舰载机全量六自由度非线性模型作为研究对象;然后,通过设置虚拟中间控制量将动态逆与控制分配环节有机地衔接,通过预设误差向量约束方程的方法提升动态逆控制环节的综合控制性能,据此设计出级联式纵、航向综合解耦的直接升力控制器;最后,仿真验证所设计的直接升力控制器可以在保持迎角和速度稳定的情况下调整飞行轨迹高度,实现纵向轨迹控制和姿态控制的解耦;还可以在对中控制的时候,保持纵向高度稳定,实现横航向运动和纵向运动的解耦。研究表明,采用直接升力控制可以实现飞行员操纵到控制变量间的逐一对应,显著减轻操纵负担并提升下滑着舰控制精度。

基于增量动态逆的着舰控制方法研究

精确的着舰控制以及提高着舰过程的安全性和可靠性是舰载机安全回收的难点问题。提出一种基于增量动态逆的着舰控制系统,采用基于增量动态逆的迎角保持回路与航迹角速率控制回路的方法,实现迎角与航迹的解耦以及直接升力对航迹的直接控制;引入微分跟踪器对增量动态逆控制律中需要的航迹角加速度信号进行估计,通过仿真对着舰控制系统进行验证。结果表明:基于增量动态逆的着舰控制系统具有优异的控制精确性、快速性以及鲁棒性,在不同海况干扰下能够实现对航迹的精确跟踪,并且着舰点满足对舰载机着舰点分布的品质要求。

基于直接升力与动态逆的舰尾流抑制方法

在复杂的作战和着舰环境下,舰尾气流扰动是着舰误差的最主要来源之一。如果在着舰下滑阶段利用直接升力控制(DLC)的快速性和解耦性能力,可以极大地减轻飞行员着舰操纵负担并且提高着舰最后阶段对舰尾流的抑制能力。从航迹调节和姿态稳定的解耦角度出发,提出在非线性动态逆(NDI)控制框架下实现基于直接升力的着舰控制律方法,并通过建立含有舰尾流扰动的E-2C全量飞机仿真模型进行验证。结果表明:在非线性动态逆控制中引入直接升力的舰载机着舰控制律,可以实现在着舰下滑阶段姿态稳定的同时,通过直接升力快速解耦调节航迹误差,并且在引入舰尾流干扰的情况下,具有快速修正下滑倾角误差、抑制舰尾流干扰的能力,最终达到显著提高着舰精度的效果。

基于非线性动态逆的舰载机直接升力航迹控制

针对舰载机人工进场着舰精确轨迹控制中飞行员操纵负担重、着舰环境复杂的问题,提出采用非线性动态逆(NDI)先进控制方法设计基于直接升力的舰载机精确着舰轨迹控制律。首先,综合分析了"魔毯"技术的控制策略,从航迹调整和姿态保持的直接升力解耦控制角度出发,设计了两层NDI回路;然后,采用合理的控制分配方法实现直接升力的舵面分配。仿真结果表明,所提出的精确着舰控制方法能够有效实现"魔毯"式航迹操纵。

基于直接力控制的人工着舰技术综述

舰载机着舰技术是舰载机设计的重要难点和关键技术之一,魔毯技术是目前已知最新的人工着舰控制技术。随着舰载机着舰技术的历程,从一开始舰载机着舰问题的提出,到着舰方式的更新迭代,对于着舰技术的未来发展方向更是有了清晰的规划。从国内外有关于舰载机着舰技术的研究现状出发,对魔毯着舰技术进行了详细分析,从综合直接升力控制、飞行轨迹速率控制、飞行轨迹增量控制,以及改进的平视显示器4个内容展开综述。总结了魔毯技术的思想方法及发展前景,魔毯的技术理念必将是未来人工着舰的发展趋势。