旋转机翼飞机旋翼飞行动力学模型及配平

论述和建立了旋转机翼飞机在旋翼飞行模式下,低速前飞时飞机的飞行动力学模型。根据飞行特点,建立了低速前飞情形下的简化飞行动力学模型。针对旋转机翼飞机的旋翼特点,在建立模型时,考虑了旋翼旋转引起的下洗流对机体的影响;研究了旋转机翼飞机在低速前飞时的配平,提出了一种简化的计算方法,并以某样机为例,建立模型并配平,验证了模型的正确性;最后,研究了重心位置对前飞时纵向操纵和俯仰姿态的影响。     

一种低速风洞虚拟飞行试验装置的建模与仿真

为实现大角度范围、多自由度的机动动作模拟,研发一种低速风洞三自由度动态试验支撑机构,可模拟绕速度矢滚转机动动作以及失速偏离、尾旋等危险飞行状态。该机构通过两自由度转台和旋转曲杆的组合运动模拟飞机模型的三轴姿态变化。基于多体动力学理论,采用拉格朗日乘子法推导出该机构曲杆-飞机模型的动力学数学模型;模型中考虑了机构与试验模型的约束关系、机构摩擦力矩的影响。仿真结果表明:采用该支撑机构,飞机模型可在水平风洞中实现绕速度矢量滚转等典型机动动作;曲杆和试验模型的滚转运动基本同步;曲杆主要影响速率响应的动态过程,摩擦力矩对速率的动态过程和稳态值有一定影响。以上数学建模和仿真验证可为风洞试验提供理论依据。     

面向复杂构型飞机的非定常气动力建模与辨识

不论是现代高机动隐身战斗机的设计需求还是常规布局飞机的飞行动力学分析,深入研究大迎角飞行时的非线性非定常气动力模型都极其重要。基于纵向运动小振幅及大振幅强迫振荡试验数据,分析了常规稳定导数模型的准确性,并从导数模型出发发展了简化涡流和分离流时间迟滞效应的非定常气动力线性模型和非线性模型,最后应用风洞典型机动历程模拟试验验证了模型的有效性。结果表明：对于复杂构型高机动飞机模型,发展并改进的非线性微分方程模型可以准确预测飞机不同机动下的非定常气动力特性,具有较强的工程可行性。     

鸭式旋翼/机翼飞机悬停状态飞行动力学特性

针对鸭式旋翼/机翼(Canard Rotor/Wing,CRW)飞机独特的气动布局,常规的分析方法及经验公式很难准确地对CRW飞机进行飞行动力学研究,通过飞行辨识对CRW飞机悬停状态特性进行了研究。首先,设计了飞行试验并获得了高质量的飞行数据,基于频率响应对CRW飞机的状态空间模型进行了简化。然后,在频域内对飞机的动力学参数进行了拟合优化,获得了CRW飞机悬停状态的动力学模型,并用飞行数据对所建模型进行了验证。最后,用辨识所得参数与常规直升机悬停状态时的参数进行了对比。结果显示悬停时CRW飞机的操纵导数和阻尼导数均比常规直升机小,经分析,操纵导数的减小主要是CRW飞机独特的旋翼设计所致,阻尼导数减小的原因主要是旋翼气动影响以及鸭翼、平尾、垂尾的结构影响。动力学特性分析结果为CRW飞机旋翼模式总体设计的进一步优化提供了指引和参考,所建立的模型可用于控制系统设计。     

考虑铰链间隙的投放机构动力学特性分析

为了分析铰链间隙对机构运动特性的影响，针对一种投放机构，通过对模型进行分析，将其简化为一个四连杆机构，建立投放机构的非线性弹簧阻尼模型，同时采用库仑摩擦描述机构间隙处的摩擦作用，并将建立好的模型导入到Adams仿真分析软件中，进行动力学特性分析。仿真分析结果表明：利用Adams软件可以有效地建立含铰链间隙的投放机构动力学模型，分析间隙对机构在开启过程的影响，仿真结果能够预测铰链间隙对机构运动特性的影响，为机构的设计和优化提供依据，并有利于在工程方面的应用。     

运输机空投的飞行动力学建模及仿真

针对现代大飞机双列式空投及重型空投的发展现状,建立了全量模型研究空投过程中飞机动态特性问题。考虑空投过程中货物与飞机之间的运动耦合及货物非对称布局的影响,分别选取货物、全机作为独立实体,在惯性系下从牛顿力学基本原理出发,用矢量方法推导空投过程中货物和全机的动力学方程;经过坐标转换,得到动力学方程在体轴系下的形式,并补充运动学方程,使方程组满足封闭性要求,从而建立完整的矢量动力学模型。通过两个仿真算例,分析了飞机与货物运动耦合的影响及双列投放时的飞行特性,验证了模型的合理性。     

双级延伸喷管等效力学模型

通过对延伸锥及作动筒的运动分析和受力分析,建立了双级延伸喷管的等效力学模型,即等效力和等效质量,这样就可以将一复杂机构的动力学问题转化为一个等效构件的动力学问题,使其能模拟原机构的力学特性,从而使问题简化和便于计算。      

飞机地面运动的静摩擦力模型

针对飞机的地面运动,尤其是多轮多支柱飞机的地面运动问题,提出了一种静摩擦力建模方法 :将摩擦力定义为轮子弹性变形量的函数,而这种弹性变形量及其变形速度是可以计算的。这是一种静摩擦力的动力学模型。使用这种模型,能够求得飞机上每个轮子的各向摩擦力分量,将其计入飞机的动力学方程,就能够实现飞机地面运动的仿真,并且该模型不存在静不定问题。该模型已经在模拟器中得到初步验证。结果表明,仿真结果与理论计算结果高度吻合。该方法可以应用于飞机地面运动仿真。     

飞机起飞静平衡状态计算

针对目前起飞计算考虑简单的问题,建立飞机起落架的简化模型,并在此基础上对飞机的静平衡状态进行受力分析,提出了静平衡状态飞机的数值仿真模型。最后以实例进行计算,结果表明静平衡状态的研究有利于更准确地研究和分析飞机起飞的动力学特性。     

蒙皮拉形机机构运动分析

对飞机蒙皮拉形机的机构运动进行了较为深入的研究,针对FET1200蒙皮横向拉形机的复杂机构进行了合理的简化及机构运动分析,利用回转变换张量理论并结合计算机图形学的知识解决了拉形机夹钳运动轨迹的计算。     

人在回路电视制导武器最佳投射域建模与仿真

为提高人在回路电视制导武器命中精度,必须选择合适的武器投射域。分析了影响武器投射域的主要因素和约束条件,建立了人在回路控制的电视制导武器防区外投射的数学模型。根据该模型,提出了一种基于图论的防区外武器最佳投射域算法,并对算法进行了仿真分析。仿真结果表明:该算法能够根据武器制导的约束条件找到满足武器投射的最佳投射域,该模型的建立和最佳投射域算法的提出为该类型电视制导武器的作战使用自动规划提供了依据和参考。     

反辐射导弹武器发射区优化计算

武器发射区的正确确定是有效提升导弹作战使用的关键技术之一。分析了导弹武器发射区的影响因素,给出了传统的武器发射区模型,提出了引入发射时机因素并建立了具体的算法模型,能对传统武器发射区进行有效改进,最后进行了仿真验证,结果表明该算法模型的正确性。     

基于SA-DPSO混合优化算法的协同空战火力分配

针对超视距(BVR)多机协同空战中,火力单元采用一次性完全分配原则容易造成资源浪费的问题,提出了一种新的火力分配数学模型。该模型带有毁伤概率门限,能够保证在满足毁伤概率门限的前提下,优先保证威胁度大的目标被分配且选择对各目标相对贡献较大的火力单元,使其对目标的毁伤概率平均值达到最大且尽量少地消耗火力单元,从而节省和充分利用火力资源。在此基础上,提出采用模拟退火(SA)-离散粒子群(DPSO)混合优化算法求解协同空战火力分配,提高了算法收敛速度、精度以及全局搜索能力,避免陷入局部极小。仿真算例验证了新模型的优点以及SA-DPSO混合优化算法的有效性。     

可拓学理论在导弹武器系统能力分析中的应用

利用可拓学中物元的可拓性、分合链与蕴含系方法。通过建立导弹武器系统能力的物元模型,对系统的能力进行了分析,实现了分析过程的符号化与形式化,使系统能力的分析层次更清晰。将可拓学的理论和方法与导弹武器系统能力的数学计算模型相结合,为武器系统的论证、研制、使用提供了一种有效的途径。     

导弹武器系统时间同步网的综合性能评估方法

针对导弹武器系统时间同步网（MWSTSN）现有评估方法不全面、不客观等问题,提出了一种基于权系数优化的导弹武器系统时间同步网的综合性能评估方法。首先,基于时间同步网的工作流程与系统结构,综合分析了影响系统性能的各项指标,建立了导弹武器系统时间同步网性能的评估体系与评估模型。通过构建主、客观指标权重的分配系数最优化模型,利用层次分析法和熵值法对上述指标进行组合赋权,获取具有主、客观特性的组合权重。最后,通过案例验证上述评估过程的有效性,结果表明：该评估体系能够有效反映导弹武器系统时间同步网中各分系统及设备的可用性,并具备可测性和可操作性。     

航空自动武器系统作战效能的数学模型分析

在讨论武器系统效能评估定义的基础上,综述了航空武器系统效能评定的方法,给出了现代航空武器系统效能分析与综合的定义以及数学模型。     

照射制导雷达自主搜索仿真模型

建立了某型地空导弹武器系统照射制导雷达自主搜索目标的模型 ,为该武器系统的防空作战效能评估和攻防对抗仿真研究提供了依据     

装备项目质量进度成本一体化监督方法研究

从项目管理中的三角关系,装备质量进度成本一体化监督模型的可操作性和监督结果的可信性等方面,分析了武器装备质量进度成本一体化监督需求,研究了装备项目一体化监督函数具有的依概率收敛、边际效益递减律和极值等条件,利用卡诺质量模型,以统计均衡分析方法为手段,阐述了项目管理一体化监督函数的生成及求解过程.结合装备研制过程,采用定性分析与定量计算相结合的方式,在大质量观的主导下,以直-8型直升机典型故障为实例,阐明了项目一体化监督函数的求解过程,开展了项目监督风险决策和风险预警工作.     

反舰导弹武器系统作战效能分析

运用美国工业武器系统效能咨询委员会评估武器系统效能的方法,针对反舰导弹武器系统的特点,提出了反舰导弹武器系统作战模型,并介绍了某舰舰导弹的作战效能的数学模型,对某型舰舰导弹武器系统的作战效能进行了分析计算。     

航空武器项目区间DEA评价与决策

航空武器装备项目评价方法的科学性直接影响评价结果的准确性.在对DEA方法分析总结的基础之上,针对航空武器装备项目常用评价方法的局限性,以及航空武器装备项目规划评价阶段数据的不确定性,本文利用IDEA(区间数据包络分析)方法建立了航空武器装备项目方案有效性评价模型,并进行了实例研究.评价结果表明,本文所提出的IDEA评价决策方法不仅弥补了传统DEA方法的不足,而且克服了常用方法主观性强的弱点,因此其评价结果更加全面、更加符合实际情况.