直升机试飞纵向稳定性分析技术

直升机稳定性试飞，受到诸多因素如大气扰动，驾驶员技术水平，测试仪器精度等的影响，其结果往往比较分散，求解直升机纵向稳定根，本质上就是求解一组纵向微分方程组。本文运用小扰动理论，通过对纵向受扰运动方程组的线化和降阶处理，用标准特征矩阵表示纵向运动方程组，从而转化成求解特征矩阵的特征根问题，直升机气动导数模型不考虑旋三个自由度对总导数的影响。     

直升机拖带自由飞模型升起时的横侧不稳定性形态

用钢索悬挂在直升机上的自由飞模型，经观测可知，当拖带超过某一速度时，存在不稳定横侧摆动。这种构型简单的数学模型，仅考虑滚转角和横侧位移，导出的结果与飞行观测的结果一致。临界速度预测的准则和讨论过的设计参数都有助于增加脱离不稳定状态的自由速度范围。     

直升机非线性运动方程及其数值分析

基于牛顿法建立了单旋翼带尾桨直升机的非线性运动方程，提出了一种求解直升机非线性运动方程的数值方法。建立方程时，用欧拉角描述直升机在空中的姿态，旋翼采用有挥舞铰且在铰上带有弹性约束的模型，桨盘处的入流采用线性模型，通过对一算例直升机的操纵响应进行数值仿真，将非线性与小扰动线性化的直升机运动方程进行了对比分析。结果表明：从操纵输入到随后的2s左右，非线性和小扰动线性化的直升机运动方程的计算结果非常接近，但在此之后，非线性运动方程的计算结果更能反映直升机的运动规律。     

基于舰船运动时间序列预报的直升机着舰时机判断

为解决舰载直升机在海上返航着舰的安全问题，开展了直升机着舰时机判断研究。首先，基于时间序列预报方法，采用AR自回归模型，模型参数估计使用递推最小二乘算法进行在线辨识，对于存在的数据饱和问题引入了遗忘因子加以解决，实现了对舰船运动的短期预报。然后，根据舰船横摇运动的实时预报结果和周期性特点，选取横摇角度及角速度满足安全阈值的时间段，确定直升机安全着舰的时机。研究结果表明：该方法有效提高了直升机着舰的安全性。     

基于ILMI的直升机悬停控制律设计

提出了一种新的直升机悬停控制律设计方法。在建立了直升机数学模型后,通过迭代线性矩阵不等式方法(ILM I)求解基于线性二次型的直升机悬停控制律,使得直升机能达到满意的悬停性能指标,并且明显降低了控制器的保守性。仿真结果表明,使用该方法设计的控制器同时满足动态性能指标和稳态性能指标,与使用标准线性二次型方法设计的控制器相比,其性能指标在横侧向提高了12.3%,纵向提高了13.7%。     

小型复合式共轴无人直升机动力学模型研究

以加装尾推的小型复合式共轴无人直升机为研究对象,重点研究直升机在一定的前飞速度下俯仰角的变化情况。首先建立了直升机气动模型,得到前飞时的平衡方程组,并使用Newton法对方程组进行求解,从而得到仿真配平结果;其次对样例直升机未加装尾推螺旋桨和加装尾推螺旋桨情况下进行一定速度下的前飞试验,采集试飞数据;最后对仿真结果和试验数据进行比较和分析。结果表明:在较低速度时,直升机气动模型与实际结果符合性较好,加装尾推能够减小直升机稳定前飞时的俯仰角,同时还能降低双旋翼消耗的总功率。     

舰船摇摆对直升机稳定性影响的分析

对直升机在舰上的受力情况进行了分析,建立了舰船和直升机运动方程,确定了直升机的临界横摇角,并分析舰船横摇、纵摇、直升机拉力比、摩擦系数等因素对直升机稳定性的影响,提出了保证直升机在舰上稳定的一些安全措施.     

直升机气动与操纵导数的频域辨识方法研究

对频域辨识求取直升机气动与操纵导数方法进行了探索与研究。建立了直升机横航向运动辨识数学模型,并介绍了频域辨识原理;利用直升机模拟器横向扫频飞行测试数据,进行了直升机横航向气动与操纵导数辨识,并对辨识结果进行了时域验证。结果表明,所建立的频域辨识方法正确、可行,具有一定的工程应用价值。     

一种基于直升机毫米波雷达的高压线RCS快速计算方法

高压线一直是影响直升机特别是高速直升机飞行安全最主要的障碍物，需要全天候远距离检测高压线。相比于激光雷达和红外设备，毫米波雷达全天候能力更强，并且存在布拉格（Bragg）散射特征。本文针对现有高压线雷达截面积（RCS）计算方法计算效率不高的问题，提出结合特征模（CM）和谢尔曼-莫里森-渥德雷公式算法（SMWA）的高压线RCS计算方法，称为CM-SMWA方法。该方法将CM作为基函数，降低矩量法（MoM）中阻抗矩阵维数。利用SMWA直接求解基于CM的简化矩阵方程，进一步提升高压线RCS仿真效率，并采用提出的CM-SMWA方法进行了不同频率仿真，发现了高压线布拉格（Bragg）频率走动特征，该特征可改善高速直升机毫米波雷达高压线检测的性能。     

计算机模拟铰接式直升机的外挂施工

为了给直升机施工的安全分析提供理论基础和求解非线性外挂直升机运动方程,本文提出了用计算机模拟直升机外挂飞行的方法。所用直升机运动方程模拟程序采用美国宇航局兰利研究中心发布的铰接式单旋翼直升机模拟程序。期望航迹及外挂载荷的模拟,根据航迹及载荷反求操纵输入及配平参数的方法和运动方程的积分等将由本文给出。