采用模糊逻辑理论的飞行操纵品质评估模型

飞行成绩是判定飞行学员日常训练水平最直观有效的方法。本文采用模糊逻辑理论的飞行操纵品质(FOQ)评估模型的方法,结合专家经验和对飞行数据的分析,建立了包含85条有效的模糊规则的基于模糊逻辑理论的飞行操纵品质评估模型,并利用该模型对模拟飞行中起落程序的五边航段进行了飞行操纵品质评估。结果表明评估模型的评分结果与被试飞行学员的考试成绩基本一致。     

基于人的可靠性分析的民机驾驶舱防误操作研究

人的可靠性研究是系统可靠性研究的重要内容。飞行员如果在操纵过程中出现人为误操作,便可能造成极其恶劣的后果。本文主要针对飞行员在操纵过程中人的可靠性进行详尽探讨,为了更为准确地识别和预测驾驶舱操纵过程中的人为差错,首次将人的可靠性分析引入到驾驶舱操纵过程中来。提出用成功似然指数法来识别飞行员操纵过程中人为差错并预测其概率。最后以调研飞行员操纵过程中易犯的操纵错误为例,对上述理论进行验证。     

考虑驾驶员反应特性的倾转旋翼机单发失效轨迹优化

为了能在倾转旋翼机单发失效轨迹优化的研究中考虑到驾驶员的反应特性,建立相应的增广飞行动力学模型并进行计算分析。首先,以倾转旋翼机基本纵向刚体飞行动力学模型为基础,建立旋翼拉力系数、旋翼后倒角与操纵杆量之间的关系,并引入延迟环节、惯性环节和操纵速率限制来模拟驾驶员的反应特性,形成适用于倾转旋翼机单发失效轨迹数值优化研究的增广飞行动力学模型。然后,采用直接转换法将轨迹优化对应的最优控制问题转化为非线性规划问题进行求解。最后,以XV-15倾转旋翼机为样机,计算短距起飞单发失效后的最优着陆过程,并与相关文献结果进行对比。对比结果表明:考虑驾驶员的反应特性后,优化得到的状态量、需用功率、拉力系数和旋翼后倒角变化更加柔和,着陆时间和距离有所延长,操纵杆量变化更加合理。除此之外,随着驾驶员感知延迟时间增加,最优着陆过程所需时间会增加,且着陆时触地速度也会增大,但操纵量变化趋势基本一致。考虑驾驶员反应特性的倾转旋翼机单发失效轨迹优化可以为驾驶员实施安全着陆提供更加有用的依据。     

基于子空间法的小型直升机飞行力学模型辨识

研究了直升机飞行力学模型辨识方法。首次将状态子空间系统辨识法应用于直升机飞行力学模型的辨识,并对其进行了改进。通过辨识成功地得到了悬停状态下小型直升机的高阶飞行力学模型,并进行了算例直升机仿真验证。结果表明,状态子空间法辨识具有良好的鲁棒性,不会出现经典辨识算法寻优过程中出现的局部极小现象,以及迭代带来的收敛性问题,对于辨识直升机飞行力学模型是非常适用和有效的。     

关于纵向驾驶员诱发振荡问题

驾驶员诱发振荡问题的分析,一般通过模拟试验或飞行试验进行。但为了设计计算的需要,本文参考有关资料,提出两种理论分析方法,即频率法和根轨迹法。 文中首先给出飞机的纵向运动方程、助力及非助力操纵系统方程以及有关传递函数,然后根据飞机与操纵系统组合的闭环动力学模型,计算舵偏角对杆力输入的频率反应或绘制根轨迹曲线,从而可以分析飞机的诱发振荡趋势。 此外,还介绍了几种纵向驾驶员诱发振荡的简化判据。并对主要影响因素,特别是对操纵系统配重的影响进行了讨论。     

飞行品质监控与飞行安全

讨论了利用QAR进行飞行品质监控 ,减少人为差错 ,从而保障飞行安全的意义。     

直升机低速回避区计算分析

在可实现安全自转着陆的条件下,基于最小化回避区面积的思想分析预测了直升机低速高度——速度曲线。将直升机自转着陆表示成非线性最优控制问题,其状态方程使用发动机失效后增广的纵向三维刚体飞行动力学模型。采用直接转换和非线性规划的方法求解非线性最优控制问题。以UH-60直升机为例,计算了考虑1s操纵延迟的单发失效的低速高度-速度曲线,并给出了高悬停点、拐点和低悬停点的最优自转着陆过程,发现这些最优着陆过程与驾驶员的实际操纵程序一致。     

考虑非理想噪声干扰的直升机飞行动力学模型辨识方法

利用MATLAB/SIMULINK平台搭建了直升机仿真实验系统，并以UH-60直升机为对象实现了考虑非理想噪声干扰的仿真飞行实验。建立了非理想噪声数学模型并基于增广最小二乘法设计 了一套同时考虑模型参数和噪声参数的综合辨识算法，在此基础上，利用仿真实验数据实现了UH-60直升机纵向飞行动力学模型的辨识与验证。最后，通过与普通最小二乘法的对比验证了本文方法的优越性。      

驾驶舱自动化—训练面临挑战

飞机制造商曾自信地断言：在驾驶舱中引入数字技术宣告了从根本上更安全的客机时代即将到来。精良准确的计算机化的飞行操纵系统将使飞行员减少犯错甚至不再犯错。然而，结果并不完全同预料相符。由于人类固有的诸如自满、疏忽和不能把握局势等弱点和过失，现代化的驾驶舱和数字系统无疑从某种程度上增加了飞行员误解和犯错的机会。本文剖析了驾驶舱自动化和人为差错之间的相互作用。几十年前，飞行员在学习飞行和参加航空公司改装课程过程中，所面对的是相似的驾驶舱仪表、动力装置和辅助设备，在教练机上获得的经验和知识同样适用于大型的…     

机翼前缘结冰对大飞机纵向模态特性的影响

结冰导致飞机气动特性恶化,进而影响飞行品质。针对机翼前缘结冰条件下飞机全包线范围飞行品质评估问题,提出了基于自适应拟配初值的等效系统拟配方法,构建了机翼前缘结冰构型,并通过数值模拟得到背景飞机机翼前缘结冰气动数据。建立了飞机系统模型,进行升降舵倍脉冲操纵,进而得到飞机的响应数据。分析数据特征计算了自适应拟配初值,在飞机全包线范围内干净构型及不同结冰严重程度条件下进行了等效系统拟配,获得了纵向短周期飞行模态特性参数,进而得出相应的飞行品质等级。仿真结果表明：结冰会对飞机模态特性造成影响,使得飞行品质降低,严重时可能导致飞行品质发生降级。     

AC500飞机尾旋特性飞行试验研究

飞机机翼翼型选择、修型和优良的气动布局设计是保证飞机具有良好尾旋特性的关键。本文在详细介绍尾旋机理及适航合格审定要求的基础上,采用飞行试验方法对AC500单发正常类飞机尾旋特性进行了研究,结果表明:AC500飞机不会由失速无意中自动进入尾旋,必须经有经验的驾驶员有意操纵才能进入,未经培训的驾驶员难以操纵进入,且进入后容易改出。本文推荐的试飞方法可供其他小型民用飞机型号合格审定尾旋科目飞行试验借鉴。     

风洞虚拟飞行试验模拟方法研究

风洞虚拟飞行试验是把飞行器模型安装在风洞中具有三个转动自由度的专用支撑装置上,让三个角位移可以自由转动或者按照飞行器的飞行要求实时操纵控制舵面,来实现较为逼真的模拟飞行器真实机动运动过程,进而达到探索其气动/运动耦合机理的目的.发展风洞虚拟飞行试验,其模拟方法是必须要解决的核心理论问题.针对某典型导弹,开展了铅垂平面内三自由度俯仰运动的开环控制和闭环控制飞行仿真模拟,分析了风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的主要差异及其影响,研究了风洞虚拟飞行试验的模拟方法.结果表明:对铅垂平面内的三自由度俯仰运动,采用俯仰角速度反馈的经典三回路自动驾驶仪闭环控制方式,风洞虚拟飞行试验能够较为逼真地模拟真实飞行过程.     

基于BP神经网络的民航飞行安全风险评估

随着民用航空的发展,民航飞行安全受到更广泛的关注,进行飞行安全风险评估对于提高飞行安全水平有着重要意义。为了评估飞机飞行所面临的风险,在民航飞行事故鱼骨图的基础上,利用层次分析法建立了民航飞行安全风险评估指标体系,进而确定各因素间的权重。以权重数据作为输入,利用BP神经网络对权重数据进行分析,建立了基于BP神经网络的民航飞行安全风险评估模型,采用四级评估体系对输出结果进行评估。通过算例仿真验证了该模型在民航飞行安全风险评估中的有效性。     

模糊推理在直升机模型辨识中的应用(英文)

直升机控制系统的设计、飞行模拟器的研制及计算机实时仿真都离不开直升机数学模型 ,但是建立可靠而且准确的直升机飞行动力学模型是十分困难的 ,而且也很难保证动力学模型计算的快速性、可靠性与实时性。本文基于模糊推理技术 ,根据飞行试验数据辨识了直升机飞行模型 ,可以在一定程度上保证所辨识模型的简单、准确与计算的实时性。为了提高模糊模型的精度 ,文中采用了一种新方法来处理矛盾规则。本文利用模糊聚类分析的方法对海量的试验样本数据进行处理 ,有效地减少了辨识模型的规则数量。最后的仿真辨识结果表明 ,辨识效果合理 ,方法可行。     

旋翼飞行器飞行动力学系统辨识建模算法研究

描述了旋翼飞行器飞行力学模型的系统辨识建模算法,从旋翼飞行器飞行动力学建模的共性问题入手,首先采用机理建模的方法分析了旋翼飞行嚣主要气动部件所受气动力.考虑旋翼挥舞运动对旋翼飞行器飞行动力学特性的影响,建立了旋翼飞行器的飞行力学系统辨识参数化模型集.其次以子空间方法辨识初始飞行动力学模型,采用加权频域预报误差法获得最优模型的两步辨识方法解决旋翼飞行器这一非线性不稳定,多输入-多输出系统辨识问题,且所辨识模型与机理模型具有相同的结构.最后对样例直升机的悬停飞行状态模型辨识进行了数值与试飞试验验证,表明了方法的有效性.     

小型无人直升机飞行动力学建模及增稳设计

在分析小型无人直升机的结构布局及飞行特点的基础上，建立了飞行动力学通用结构模型。然后依据通用结构模型，利用飞行实测数据，得到悬停和前飞状态下的辨识模型。在分析辨识模型的动态响应特性后，根据飞行品质规范的要求，采用极点配置技对模型进行了增稳设计，并进行仿真验证。结果表明该增稳器效果良好，应用这种方法建立的小型无人直升机的增稳模型可直接应用于飞行控制系统的设计。     

电子检查单的特点

驾驶舱自动化为今日的飞行带来了一些重要的益处，如减小了机组人为差错的可能性，但它也产生了一些负面影响，诸如使飞行训练富于挑战性、飞行模式变化的迷惑性及产生新的差错的可能性。正因为这诸多因素，电子检查单的设计者们者了特点的努力，力求保证使用这种自动化的加强舱工具不会产生新的差错。     

加强安全管理 预防人为差错

维修质量能否得到提高,安全能否得到保证,取决于参与维修活动的人,也就是说人的因素占主导地位.在维修过程中他们要受情绪、生理、心理、体能、技能、气候和社会环境等因素的影响.如何化解这些因素的消极面对机务维修活动的干扰,探讨人为差错产生的原因及防范对策,最大限度地降低人为差错对航空安全带来的危害,是安全管理部门不可回避的课题.为此我们研究了我单位近十多年来有记载的人为差错,以找寻相应的防范办法.     

四旋翼倾转飞行器操纵冗余设计

建立了四旋翼倾转飞行器旋翼、机翼、机身的非线性气动模型和飞行动力学模型,并在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,根据仿真模型计算各个操纵面的操纵效率,确定了不同状态下各个通道需要用到的操纵方式,结合飞行动力学模型和操纵方式,在纵向通道上进行了全包线的配平计算,表明了操纵策略的可行性。     

从一起航空运输严重事故征候看航空领域的威胁与差错管理

不安全事件的发生通常经历了威胁-人的差错-意外状态-不安全事件这样一个发展演变的过程。2010年1月13日,上航B5260号机在虹桥机场进近过程中下降低于安全高度,触发近地告警,构成一起航空运输严重事故征候。威胁与差错管理模型揭示:临时变更进近方式构成了来自外部环境的威胁,而航空器驾驶员和管制员在对威胁、人的差错和意外状态管理方面存在的失误是造成这起严重事故征候的主要原因。通过加强对威胁的识别和对人的差错和意外状态的管理,可以提高系统的容错、防错和纠错能力,有效防止不安全事件的发生。