基于控制分配的多操纵面战机故障容错控制

针对一类含有未知执行器故障的飞行控制系统,提出了一种基于自适应控制分配的容错控制方法.该方法充分利用了多操纵面战斗机的冗余特性,通过在线自适应调整控制分配矩阵,解决了未知故障情形下的容错控制问题,且无需调整基本控制律.分配矩阵的调整规则由李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性方法获得.通过一个多操纵面战斗机ADMIRE模型的仿真,验证了该方法的有效性.     

对战斗机空战时滚转操纵效能的新要求

本文根据米格-19等机种的滚转操纵效能,分析了美国MIL-F-8785B(ASG)飞行品质规范对战斗机空战飞行阶段滚转性能中φ_(1.0)=90°要求存在的某些明显的不合理性。提出了修改建议,此建议可供战斗机滚转性能的设计、试飞、验收的参考,也可作为修订飞行品质规范的参考。根据最近美国颁发的MIL-F-8785C中关于滚转操纵效能要求作了修改,充分表明此修改建议的合理性。     

基于飞行性能的多操纵面飞机控制分配方法

从飞行性能的角度,提出了多操纵面飞机空战阶段的控制分配原则及方法。以瑞典FOI开发的ADMIRE为算例,根据所提出的控制分配原则与方法对其控制分配器进行了重新设计。并比较了原飞机与采用新控制分配器飞机的空战周期时间,结果表明所建立的控制分配原则与算法是合理的。     

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。     

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。     

二对一超视距空战仿真及效能分析

建立了一种战斗机超视距空战的作战方法,构建了雷达、导弹和战斗机的功能模型,以及空战各阶段的作战流程。以战斗机损失比来分析结果,采用2k因子法设计和统计了战斗机隐身性能、导弹射程、战斗机数量、信息共享等因素的影响。当战斗机的RCS较低,使得敌方雷达探测距离显著降低,导弹的发射距离显著低于其射程时,导弹射程将无法充分发挥作用,其对空战结果的影响将小于RCS;战斗机之间有信息共享相对于无信息共享情况,红/蓝损失比平均提高61%;信息共享可以增加空战优势,提高己方战斗机群的打击效率。     

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。     

灰色关联综合优化法评估超视距空战效能

为克服以往的效能评估中存在效能指标可信度降低、缺乏横向可比性等弱点,提出利用灰色关联综合优化法对战斗机超视距空战效能进行评估.分析影响超视距空战效能的因素,建立超视距空战效能评估层次体系模型,通过评估实例研究利用灰色关联综合优化法评估战斗机超视距空战效能的步骤.通过对评估结果的分析表明,灰色关联综合优化法是评估超视距空战效能的一种有效方法.     

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.     

基于动态贝叶斯网络和模糊灰度理论的飞行训练评估

针对战斗机飞行训练中的评估问题,提出了一种基于动态贝叶斯网络和模糊灰度理论的评估方法。首先,分析了训练过程中典型飞行参数与机动动作的因果关系,根据专家经验与先验知识构建基于动态贝叶斯网络的机动动作识别模型,推理得到战斗机机动动作识别结果。然后,建立战斗机飞行训练评估指标体系,根据战斗机机动识别结果选择飞行训练评估指标,并采用综合赋权法确定了指标权重。最后,建立灰度模糊评估矩阵,结合飞行训练过程中各评估指标的飞行数据得到评估结果。实验结果表明该评估方法能够根据飞行过程中的参数信息进行机动动作识别及飞行训练评估,提高了飞行训练评估的效率。     

多机空战仿真研究

武器系统的效能仿真是开展武器系统总体论证的重要手段,对战斗机而言,它的效能主要体现在空战能力的高低.利用数学模型进行单机(I对1)和多机(M对N)的空战仿真,评估包括飞机、发动机、火控雷达和机载武器系统等性能的综合空战效能,是美国和俄罗斯从研制第三代战斗机(如F-15和F-16、米格-29和苏-27)开始采用的重要手段.其中单机空战仿真主要研究航空技术对飞机空战效能的影响,而多机空战仿真则研究飞机数量和质量的关系.     

战斗机敏捷性评估方案及其对未来敏捷性战斗机设计的影响

本文的目的是介绍新型战斗机敏捷性评估方案并讨论评估方案对战斗机设计产生的影响,未来空战中要获胜就要求将飞机的机头,武器首先指出敌机,首先指向敌机就意味着具备了先敌发射的机会,全向攻击导弹（如AIM－9L）出现后,就对战斗机提出了指向－发射能力要求,指向敌机后全向攻击导弹可以从任意方向发射,其中包括飞机迎面遭遇情况,飞机速度较低时,未来战斗机可以利用它在较大过失速迎角（可达90°）下飞行的能力来提高其机头指向能力,未来过失速技术（PST）战斗机的操纵需要推力矢量动力装置和相应的操纵技术,它们使飞机具有了过失速机动能力,文章分析了战斗机的敏感性,并在大于和小于失速迎角这两个范围内评估了它对设计的影响,介绍了一些战斗机敏感性评估方案,在小于失速迎角范围内,用于表征俯仰敏捷性的参数有指向裕度（PM）,相对能态（V／Vc)和作战循环时间（CCT）,用于表征滚转敏捷性的参数有后向间隔距离（RSD）,在大于失速迎角范围内,确定出的关键性能参数为迎角变化率能力,以较大的迎角变化率进入的过失速机动在发射位置具有更长的时间－这是一个性能优势,形成俯仰和偏航矢量控制功率需求设计曲线的假设前提是仅使用推力矢量就有可能实现过失速迎角下飞机的操纵,讨论了应用敏捷性（一般情况下和过失速情况下）方案对未来战斗机设计的影响。     

基于线性规划的多操纵面重构控制研究

为实现多操纵面飞机的重构控制,提高飞机飞行的安全性能,提出了一种基于线性规划的多操纵面重构控制策略.针对操纵面卡死、松浮、损伤等典型故障情况,推导了相应的重构分配器,通过基于线性规划的直接分配方法来实现在操纵面故障下的重构控制.仿真结果表明,该控制策略能有效处理典型操纵面故障,发生故障时仍能快速跟踪控制指令,保证较好的...     

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。     

关于飞机功能敏捷性尺度的计算

介绍了战斗机功能敏捷性尺度，即空战周期，动态速度转弯图，相对能量状态，指向余度及其计算模拟方法，给出了这些指标的衡量战斗机空战性能时的作用，并以Ｆ－１６及Ｍｉｇ－２９飞机为，具体的计算，模拟和分析，结果表明，必须用功能敏捷性的几个尺度才能完整地反映某架飞机的功能敏捷性，用功能敏捷性尺度测量了飞机本体和飞机控制系统组合的能力，且计算结果对操纵方案敏感。这一工作对我国新一代战斗机的空战性能评估具有一定     

飞机飞行品质规范的新进展——对美国MIL-F-8785C的评述

本文在指出美国最近颁发的军用规范——有人驾驶飞机的飞行品质(MIL-F-8785C)与原规范8785B 主要修订点的同时,着重分析其更改的依据,从而对8785C 作一简要的评述。8785C 中的滚转操纵效能的要求和大气扰动二个部分,根据国内、外有关科研资料作了较详细的评价,通过分析认为,8785C 对滚转操纵效能的要求和大气扰动的要求是更为合理,同时也进一步证实了1980年作者在飞行力学专业组第三次会议上提出的“对战斗机空战阶段滚转操纵效能”的建议的正确性。文章最后强调在飞行品质研究中,随着飞行控制系统的发展,地面飞行模拟器建设的重要性。     

基于粗糙集的空战效能多指标综合评估模型

 根据现代空战的特点,构建了空战效能评估指标体系,由于超视距空战和近距格斗是现代空战的两个主要模式,因此在指标体系中分别引入了与这两种模式直接相关的分项能力,并且给出了各分项能力的计算模型,针对以往效能评估的多指标综合评价模型中权系数确定的主观性问题,应用粗糙集理论对第3代战斗机的各种指标数据进行挖掘,利用信息熵概念求得各指标的属性重要度,并归一化处理为各指标的权系数,克服了传统权系数确定方法的主观性。最后,建立了空战效能评估的多指标综合评价模型,通过实例计算验证了该模型的有效性。     

X-31的“击毁”率超过预计

与不同军用飞机之间的空战模拟试验显示,X-31的“击毁”率达到32:1,从而证明了“敏捷性”战斗机比常规战斗机有绝对的空战优势。 X-31在利用推力矢量后,在与F/A-18和F-4对抗中显示的飞行性能竟然高于模拟器上表现的三倍。 空战模拟分为两个阶段,第一阶段X-31不使用推力矢量。F/A-18采用了海军布局,但加挂了一个中心机腹外挂舱,以使F/A-18与X-31的性能更为匹配。由于没有推力矢量,X-31的持续转弯半径和转弯率都略差于F/A-18,而且在ACM(主动对抗)中,X-31几乎损失一半。 第二阶段,X-31使用了推力矢量系统和飞行控制系统。X-31与F/     

操纵面故障对飞行包线的影响研究

进行飞机操纵机构故障时飞行包线估计对提高飞行安全具有重要意义。针对飞机操纵面故障特点,提出一种在线飞行包线估计方法。首先根据操纵面对飞行动力学参数的影响建立故障参数模型,然后应用基于遗忘因子的最小二乘参数估计方法进行气动参数的在线估计,最后基于参数估计结果进行包线的精确估算和分析,计算结果可为驾驶员和包线保护控制提供参考。仿真分析表明,该方法能精确估计飞行包线范围。     

基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究

飞行器飞行时会受到大气紊流的影响,降低飞行品质。阵风减缓控制是改善飞行器飞行性能的关键技术。现有的阵风响应分析多以离散阵风为研究对象,对更加真实描述大气紊流的连续型阵风时域分析关注较少。采用成形滤波器方法将频域形式给出的大气紊流信号转换为时域信号。在跨声速区域内,利用系统辨识技术,基于计算流体力学(CFD)方法建立阵风激励下的气动载荷状态空间降阶模型(ROM)。为方便控制器设计,借助平衡模态法进行模型的进一步降阶。使用模型预测控制(MPC)算法通过控制操纵面偏转实现阵风减缓主动控制。以AGARD445.6标模作为仿真算例,验证基于ROM设计的阵风减缓控制律的有效性。仿真结果表明,在跨声速飞行状态下,模型预测控制器能够在满足操纵面偏转范围的约束下,对连续阵风激励下的翼根弯矩输出进行有效抑制。