非常规机动操纵要求的计算

首先推导了飞机运动的逆动力学模型，为使问题具有一般性，采用了刚体运动模型，其中力方程建立在风轴系中，力矩方程建立在体轴系中，并且已知气动力模型，其次，由于飞行轨变地标位置（ｘ，ｙ，ｚ）的形式给出，因此构造了一种基于坐标位置的算法，当给定坐标值后，即可据此对逆问题进行求解并得出相应的操纵要求，最后以一种非常规机动动作为例进行了逆仿真，得出了操纵要求。     

空战格斗飞行机动数据库建立及应用

空战格斗任务面临环境高复杂性、博弈强对抗性、响应高实时性、信息不完整性、边界不确定性等多项挑战。为此,已建立人类飞行员空战格斗飞行机动数据库ACED(Air Combat Engagement Database),系统采集人类优秀飞行员空战格斗飞行机动数据。基于该数据库,首先分析了空战格斗飞行机动方程,提出应重点分析飞行员在空战任务中的滚转角及法向过载决策指令;研究确定了近距空战格斗任务中的人类飞行员飞行机动决策时间窗,并采用能量谱分析方法确定了飞行员在近距空战格斗飞行机动中的滚转角决策频率;针对采用航炮作为主武器的近距空战格斗任务,研究了近距空战格斗敌机轨迹预测算法。相关方法可有效预测航炮炮弹生命周期内的敌机未来轨迹,有力支撑了航炮自动火控算法的研发,助力在相关空战竞赛中取得优异成绩。本文系列应用示例验证了已建立的空战格斗飞行机动数据库的有效性。     

空战机动动作库设计方式研究

具体阐述了两类常见空战动作库的设计 :典型战术动作库和基本操作动作库 ,详细分析了这两类空战机动动作库的不足 ,最后提出了改进动作库设计的具体意见和建议。     

空战机动决策集模型分析

空战机动决策集模型是自主空战机动决策技术的基础,直接影响着空战机动决策的效果。本文综述了应用最为广泛的两类典型空战机动决策集模型,分析了现有基本机动动作决策集模型和典型战术动作决策集模型的特点和不足,提出了机动决策模型的改进方法。     

空战效能分析准则

通过对受攻击目标所遭受的物理损伤,功能损伤,战术标准杀余等概念的分析,提出了作为空战效能分析的一个一般设计准则及具体的数学表达式,该准则强调的受攻击目标功能的损伤,而不是受攻击目标物理的杀伤,为了使效能分析结果可靠度,更接近真实的空战结果,将目标分为单目标,多目标和面积目标,在详细分析各类目标特性的基础上,针对目标的不同分类,给出了进行空战效能估计准则计算的具体实施方法。     

自主空战机动决策方法综述

自主空战机动决策是基于数学优化、人工智能等方法,模拟飞行员空战决策,自动生成飞行控制指令的过程。它在空战仿真、飞行员辅助决策和无人战斗机自主飞行等领域广泛运用。根据求解思路的不同,综合论述了两类自主空战机动决策方法:针对基于对策的空战决策方法,阐述了从追逃对策到双目标对策的发展脉络和内在联系,并着重分析了两类重要的双目标对策模型——矩阵对策和影响图对策;针对基于人工智能的空战决策方法,系统论述了基于专家系统的机动决策、基于遗传学习系统的机动决策、基于人工免疫系统的机动决策和基于神经网络的机动决策,明确了各种决策的建模方法、适用条件、改进途径等问题。总结了各个空战机动决策方法的优点及不足,指出了自主空战机动决策的进一步研究思路。     

空战仿真中机动控制模型研究

针对现代作战飞机方案评估和设计的要求,构建了现代空战仿真系统中计算机控制的飞机仿真基本框架。根据现代空战中典型机动动作对速度矢量的指向要求,从控制飞机速度矢量出发,建立了一类空战机动动作控制的基础模型,并对能反映飞机性能的限制环节进行了建模。仿真结果表明,利用该模型对飞机进行方案评估和性能指标设计是合理的,所建模型能够较好地仿真空战机动,体现飞机性能指标对空战机动的影响。     

现代空战机动决策研究

将影响图和对策论引入到现代空战机动决策中,提出了考虑交战双方对抗的n步连续机动决策的多级影响网对策决策模型。首先,确定现代空战飞机相关数学和运动模型;其次,将大规模群集空战转化为多个小集团作战;在此基础上,依据协同的原则,又将小集团作战转化为多个一对一空战,然后运用多级影响图对策理论解决一对一空战。空战仿真结果表明该模型的有效性。     

超视距空战效能评估模型

通过对现代超视距空战典型过程的分析,将超视距空战过程划分成3个阶段,以Lanchester方程为基础建立了阶段Ⅰ、Ⅱ的兵力损耗模型,分析了机载中、远程空空导弹武器系统作用距离对敌剩余兵力的影响;以优势函数矩阵为基础,探讨了"枚举法"目标分配模型,提出了阶段Ⅲ的效能评估模型。通过对所建模型的分析,探讨了超视距空战不同阶段的作战规律。文中所建模型可用于对现代超视距空战效能评估,空战过程的优势评估、进程预测、装备反算等问题的分析研究。     

基于仿真的空战效能评估分析研究

分析了作战飞机在执行空战任务过程中的使用特点,结合现代空战的特点、考虑四代机的特征及作战飞机各系统间的耦合情况,应用概率理论建立了作战飞机空战效能的计算评估体系,同时给出了发现目标概率、占位开火成功概率、导弹杀伤目标概率3个用于评估空战效能的阶段性指标.根据空战各阶段的特点,应用效能计算评估体系辅以模拟仿真的方法完成了空战效能的评估.结果表明,空战效能评估结果与空战能力评估结果吻合情况很好.     

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.     

基于生存力分析的战斗机超视距空战效能评估

超视距空战已经成为现代空战的主要模式。本文通过对战斗机生存力进行分析,用概率分析法计算了敏感性概率和易损性概率,评估了飞机生存率和飞机损失比等作战效能指标,发展了一种新的超视距空战效能的计算方法。给出了战斗机一对一超视距空战效能评估的计算实例,验证了计算方法的有效性。     

武装直升机空战关键技术问题研究

本文论述了武装直升机空战的几个关键技术问题。首先建立了简化的武装直升机空战动力学和运动学模型,阐明了模型简化的具体方法;其次给出了直升机空战的结构图,并分析了空战的基本原理,同时简述了空战机动策略的选取原则,描述了直升机空战的基本特征;最后系统地说明了直升机空战中的航路规划技术,并提出了未来旋翼机的设想。     

飞机能量机动性及其计算

首先介绍了能量机动性产生的背景和发展。然后给出了能量机动性的计算方法，还介绍了Ｅ－Ｍ图和全局能量机动性图的绘制方法，以及如何用它们来衡量战斗机空战性能，并以Ｆ－１６飞机和ＭＩＧ－２９飞机为例，绘制了Ｅ－Ｍ图及全局能量机动性图。这一研究为国内新一代战斗机设计的评估提供了一种理论研究方法和计算手段。     

过失速机动飞行模拟与操纵效能分析

在大迎角非线性气动力模型和推力矢量发动机模型的基础上,结合非线性控制方法和与常规飞行增稳控制模态转换方法,实现飞机常规飞行包线内和过失速区域的全范围飞行模拟,同时提出了过失速机动操纵效能分析方法。通过对推力矢量飞机操纵效能的全面分析,验证了推力矢量控制有效实现和显著提高过失速区的机动能力。飞机全状态范围的过失速机动飞行模拟与操纵效能分析将为现代高机动飞机过失速机动飞行试验提供重要的技术支持和理论依据。     

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。     

自主近距空战中机动动作库及其综合控制系统

针对自主近距空战中机动动作库的设计,采用定性与定量结合的方法对机动动作进行描述,以准确体现机动动作的几何形态和战术意义,构成含描述参数的机动动作库。对于机动动作的控制,提出了按照任务控制-运动学控制-动力学控制-被控对象划分的综合控制系统多层递阶结构。其中,机动动作控制器针对每种机动动作分别设计指令生成器,生成气流角和速率指令;气流角控制器采用含指令滤波的backstepping方法进行控制律设计。以半滚倒转和高速摇摇为例进行仿真验证,仿真结果表明,机动动作的描述参数能准确体现其几何形态和战术意义,并通过综合控制系统实现有效控制。     

对空战飞行阶段滚转性能要求的分析研究

简单总结、概述了各种飞行品质规范对战斗机滚转操纵性能的要求(主要针对空战[CO]飞行阶段)。根据各规范对飞机滚转性能要求的指标参数,探讨其合理性。并结合国内外一些典型机种的具体情况进行了分析研究,指出了各种规范对滚转性能要求的不足之处。通过对试飞数据和计算结果与各规范进行对比分析和研究,最后认为美国规范MIL—F一8785C的要求相对是比较合理的,但该规范对滚转性能的要求未考虑跨音速区的影响和随飞行高度的变化,因而该要求在跨音速区和高空可能过严。