持续载荷飞行模拟器过载模拟新原理

 先进战斗机空战机动时产生的持续性高过载会严重危及其飞行安全。为了能够在地面开展高过载的飞行员飞行训练,需要对新型持续载荷飞行模拟器(SGFS)持续性过载模拟的新原理进行研究。首先分析了SGFS过载模拟的新机理,系统地推导了相关的计算公式,在此基础上建立了SGFS过载模拟的数学模型。为了考察SGFS对单轴及多轴过载的模拟能力,分别对梯形过载指令及飞机全滚机动时的飞行员3轴过载进行了数值仿真,并研究了过载模拟时SGFS的运动规律。仿真结果验证了所建立的SGFS数学模型的正确性,同时表明SGFS可对实际飞行时的飞行员3轴持续性过载进行精确地模拟。     

一种过失速区飞行敏捷性评估方法的研究

在评估过失速机动飞行的敏捷性中，首先建立了具有过失速机动（ＰＳＴ）能力的战斗机Ｆ２的数学模型，对常规战斗机Ｆ１与ＰＳＴ战斗机Ｆ２的空战进行了数值仿真，计算了在两架战斗机中Ｆ２首先攻击时间（ｔ１）和攻击时间范围（ＴＷＩＦＥ）。结果表明，战斗机Ｆ２比Ｆ１更具有空中格斗优势，空战中发动机推力、迎角变化率、操纵规律和离轴发射角（μ０）等因素对战斗机过失速机动敏捷性有一定影响。     

基于战斗机机动性能的攻击轨迹可飞性检验研究

攻击轨迹是否合理是影响空战胜负的关键因素.针对目前空战中战斗机攻击轨迹可飞性研究比较少,大大影响空战效率的情况,提出了一种基于战斗机机动性能限制的攻击轨迹可飞性检验方法.首先分析了近距空战中战斗机的攻击轨迹,建立了攻击轨迹模型并进行研究,将飞机过载、速度、迎角、侧滑角、舵偏角作为攻击轨迹可飞性检验的指标.最后进行了仿真分析,验证了该方法的有效性和可行性.     

功能敏捷性评估与影响因素研究

建立了现代高机动性能战斗机功能敏捷性仿真计算数学模型，并以Ｆ－１６战斗机为例，对其功能敏捷性尺度－－空战周期时间和相对能量状态进行了数字仿真研究。结果表明，不同初始飞行状态对飞机功能敏捷性有显著影响，改善和提高发动机性能，合理设计和选取飞机的控制系统和机动飞行中的操纵动作，将有利于发挥飞机敏捷性功能。     

基于矩阵博弈的两机攻防对抗空战仿真

矩阵博弈法是空战决策的主要方法之一。考虑了7种基本机动动作,根据攻击和逃避两大基本原则,分别计算了空战双方的支付函数,建立了各自的支付矩阵,采用矩阵博弈方法对红蓝双方的空战进行了攻防对抗仿真。最后以两架F-16战斗机的空战为例进行了数值仿真验证。     

飞机俯仰敏捷性的数字仿真与模拟试验

借鉴国外研究飞机俯仰敏捷性机动的经验，选用了俯仰敏捷性评价尺度，确定了数字仿真用的数学模型以及操纵规律，具体计算某机在常规空战飞行高度和速度范围内的俯仰敏捷性，包括加到最大过载所需的时间和卸到零过载所需的时间，最大正过载变化率和最大负过载变化率及最大上仰和下俯机动范围内的俯仰角速率。最后在地面固基模拟器上进行俯仰敏捷性机动模拟试验，试验结果与数字仿真结果基本一致。     

无人机空战仿真中基于机动动作库的决策模型

根据无人机空战仿真需要和专家系统原理,建立了一套基于机动动作库的快速响应自主空战机动决策系统模型;根据第三代战斗机空战中典型的机动动作,建立了相应的专家数据库;通过对驾驶员经验的分析,建立了专家知识库,并将整套决策模型应用于空战仿真中.仿真结果表明,应用该模型建立的空战仿真系统,可以使无人机根据实时战场环境,实现快速自主决策空战模拟飞行.     

第三代战斗机空战模拟研究

运用计算机对空战格斗问题进行数值模拟的方法需要给予重大改进，以适应第三代战斗机及其武器系统的新特点，主要的改进工作集中于基本数学模型的建立，飞行动作的描述和目标函数的选取上，通过对各个方面的深入研究，掌握了对第三代战斗机进行数值空战模拟的基本规律，在充分反映其高机动性和全向攻击的现代空战技术特点方面取得了明显的进展。     

超声速反舰导弹末端非平面机动研究

基于过载控制技术，对超声速反舰导弹的末端非平面机动进行了研究，包括摆式机动和螺旋机动。对于每种机动方式．提出了控制信号的计算方法，并举例进行了仿真研究。仿真结果表明，采用过载控制设计的反舰导弹可以实现各种末端非平面机动，在提高反舰导弹的突防能力方面具有很大的潜力。     

战斗机机动平面控制研究

研究空战过程中攻防双方的机动平面控制问题。首先介绍了机动平面的控制目标是使得机动平面与瞄准平面重合或反向重合,然后推导了机动平面与瞄准平面的夹角,进而得到机动平面与瞄准平面重合的充要条件,给出了保证机动平面与瞄准平面重合、反向重合的控制指令,最后进行了数值仿真。仿真结果表明,所得控制指令能够实现对机动平面快速准确的控制。     

战斗机空战效能评估的综合指数模型

首先详细分析了战斗机空战效能评估中常用的对数法模型,指出了模型中存在的问题;然后结合空战理论和实际情况,针对原模型存在的问题提出了一种新的效能评估解析计算方法——综合指数模型;同时对综合指数中各分项能力的评估模型进行了修改完善。最后以7种机型的空战效能评估为例计算并检验了模型的可用性。     

基于打靶法的战机攻击导引方法研究

在以往战机空战攻击导引研究中, 仅考虑如何导引载机使之与目标的相对距离达到武器发射射程, 没有同时考虑拦截角度的需求; 或只考虑拦截角而不考虑相对距离的需求。针对这一不足, 本文在深入分析战机攻击导引理论问题的基础上, 创新地用打靶法, 同时考虑追击距离与拦截角度两末端约束, 进行攻击轨迹优化设计。大量仿真研究表明, 所设计的攻击导引方法, 不仅能很好地满足所需的相对距离和拦截角两末端约束, 而且具有较好的可实现性。本研究可为新一代战机导引攻击系统的研制与某型飞机的国产化设计提供参考。     

空-地攻击作战效能评估的综合指数模型

 详细分析了作战飞机空-地作战效能评估中常用的对数法模型，指出了模型中存在的问题,并结合作战理论和实战情况，针对原模型存在的问题提出了一种新的空-地攻击作战效能评估解析计算方法——综合指数模型,并对综合指数中各分项能力的评估模型进行了修改完善。最后以8种机型的空-地攻击作战效能评估为例计算并检验了模型的可用性。     

空战仿真中的机动决策分析

针对对策法的不足,引入类比例导引法和优化指向向量法,建立了两种方法的数学模型,分析了它们的导引性能,数字仿真结果表明这两种方法不但在执行速度上有很大提高,而且在一定条件下弥补了对策法的缺陷。并据此进一步提出了在现有知识的基础上将多种方法结合起来以提高飞机作战效能的观点。     

从空战制胜机理演变看未来战斗机发展趋势

制空权是当代战争一切空中行动的前提条件,而承担空中优势重任的战斗机的研发工作长期以来为各军事大国所重视。数十年来,美军在空战理论、战斗机研发和空战实践等方面具有领先优势,已率先完成由能量机动制胜向信息机动制胜的空战能力转变。随着自主、人工智能、无人、通信、计算等技术的快速进步,美军正在塑造以下一代战斗机为核心,以复杂空战系统为基本空战单元的新空战形态,认知机动制胜将是未来空中对抗的制胜机理。本文将系统梳理空战制胜机理的演变历程,结合当前技术发展与布局,研判未来战斗机发展趋势。     

下一代战斗机设计中的几个飞行力学问题

综述了下一代机设计中的超音速巡航和隐形，敏捷性与过失速机动和空战模拟等几个飞行力学问题，讨论了这些问题提出了背景，每个问题中涉及的飞行力学内容，介绍了国内外在这些方面的进展，着重讨论其中的过失速机动的机理，典型飞机的非线性控制律设计以及建立作为战斗机作战效能评估所用的空战模拟软件，并在其设计中应当考虑的几个主要问题，而由此得以相应的结论。     

后射导弹对空战对策及航空技术影响研究

以“二车对策”为数学模型，采用从定性微分对策理论发展来的“GR区”法，研究了装备有前向发射和后向发射两种空空导弹的战斗机与只装备了前向空空导弹的战斗机之间的一对一空战，并进行了数值仿真，仿真结果表明，前者比后者明显占有优势，最后，分析了后射空空导弹对航空技术的影响。     

战斗机结构可靠性优化分析

战斗机结构可靠性是其重要的可靠性技术指标之一，它直接影响战斗机的作战效能。决定着战斗机的使用寿命。提高战斗机结构可靠性必须从选材和改进生产工艺两方面着手，而这都是以增加费用为前提。在分析战斗机结构可靠性的基础上，从费效分析的角度建立了其结构可靠性与费用关系的数学优化模型，并采用试探差法来寻找问题的最优解。