直升机由悬停过渡到前飞的飞行特性研究

研究了直升机由悬停转前飞的过渡飞行中高度和速度变化。首先研究了计算方法,并以 Ｓ Ａ３６５ Ｎ 型直升机为例进行了核算比较,验证了分析方法的可行性和合理性;最后对一般直升机在各种发动机故障状态及操纵输入进行了分析计算, 得出了一些有意义的结论,这些结论将为今后的实际飞行提供有益的指导。     

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。     

无人直升机悬停及小速度飞行精确控制设计与仿真

采用姿态内回路和位置外回路的控制方法,设计无人直升机悬停及小速度飞行控制律,并进行仿真验证控制的精确性。     

锯齿状桨尖旋翼悬停气动特性试验研究

从仿生学角度出发，结合旋翼空气动力学特点，设计了一种全新的具有后缘锯齿桨尖的模型旋翼。定性分析了锯齿桨尖的桨尖涡，以及对旋翼气动性能、振动特性、气动噪声的影响。在旋臂机上分别对矩形、尖削、后缘锯齿桨尖的模型旋翼进行了悬停气动特性试验。试验结果表明，锯齿桨尖旋翼的悬停效率有显著提高，振动及噪声水平比另两种旋翼有明显降低。试验验证了分割离散桨尖涡思想的正确性和可行性。进一步的试验研究正在开展中。     

直升机海上悬停海浪滤波器研究

基于直升机海上悬停飞行试验数据,使用对差分GPS数据和无线电高度数据综合对比的方法,进行了海浪噪声的识别,将其从无线电高度数据中分离了出来。基于此,进行了海浪滤波器的研究,对无线电高度表测得的高度信号和垂直加速度计测得的垂直加速度信号进行组合滤波,构成互补式卡尔曼滤波器,获得了质量比较好的高度信号。     

直升机悬停纵向运动模态的耦合

针对直升机运动模态内状态量间的耦合,提出了一种定量分析方法.该方法基于解耦得到的运动模态,结合气动导数矩阵,定量描述运动模态内状态量间的耦合,通过耦合的瞬时特性和积分特性定量区分各耦合.以Lynx,Bo105和Puma直升机为例,分析了三者悬停纵向运动模态的耦合特性.分析表明,纵向线速度通过空速稳定性对俯仰角速度的耦合作用在不稳定的悬停纵向振荡模态中起重要作用.基于算例的定量分析,筛选主要耦合得到简化模型,因此得到的运动模态固有频率和阻尼比的偏差小于2%,优于文献中的简化模型,说明了通过定量分析得到简化模型的可行性.      

直升机低速飞行特性试验分析

低速飞行特性是直升机飞行品质的研究重点之一,低速飞行试验是开展直升机低速飞行特性研究重要手段。首先,从直升机低速飞行特性的主要影响因素和直升机低速飞行的配平操纵两个方面进行理论分析;然后,通过直升机低速前后飞行及侧飞时配平飞行试验,对直升机低速飞行时的配平操纵特性和试验直升机低速特性与尾部气动布局的影响进行分析,提出减小平尾面积或降低初始安装角的尾部气动优化建议,直接指导该型直升机设计和更改。     

激光雷达在直升机悬停性能参数测试中的应用方法研究

介绍了一种用于直升机飞行试验中的测量其悬停性能参数的实时,高精度的定位测试技术,其基本原理是利用激光雷达实时测量目标（直升机）在极坐标系中的斜距,方位角,俯仰角,经坐标转换,解算目标在参考坐标系中的三维直角坐标,为了有效地控制各种误差源,消除系统误差,提高混同精度,采用了对原始数据进行了大气传输改正,地面校准,并用高亮度的反射材料代替反射器,合理选择悬停点等手段,实现了高度测量极限误差小于０．１５     

直升机悬停控制器的设计

直升机在空中定点悬停是飞行任务中的一个重要课题,只靠飞行员操纵来达到精确的悬停是非常困难的。本文利用现代控制理论来设计直升机悬停控制器,文中推导了最优控制算式,并在IBM—PC机上进行了数字仿真,结果表明该系统在悬停时具有较高的位置精度。     

直升机海面悬停时精确高度的维纳滤波提取法

研究了直升机作海面低高度(１５ｍ)悬停时获取精确高度的维纳滤波组合系统。高度量测来自捷联垂直加速度计和无线电高度表。维纳滤波器根据海浪、无线电高度表噪声和加速度计噪声三种随机干扰的功率谱采用伯特一香农设计法获得。对组合系统作了五种环境下的滤波仿真,结果表明：该系统既能有效滤除上述三种干扰,又能准确跟踪悬停高度的变化。     

从水平机动飞行中确定航程性能的试飞方法

本文阐述了在水平机动(即非稳态)飞行试验中提取飞机的航程性能数据的试飞方法和原理。并结合两个型号飞机的飞行试验数据,对其试飞方法和原理进行了进一步的验证.最后,将采用该试飞方法获得的试验结果与常规试飞方法获得的试飞结果进行了比较,试飞结果比较表明:该试飞方法和原理正确,具有实施方便等优点。     

飞机在变化风场中三维运动的数值仿真

本文在引入和定义了必要的坐标系和Euler角以后,推导了计及任意变化风场的飞机一般运动方程.所得的两组运动方程均适宜于在大气紊流和风切变中飞机三维飞行运动的数值仿真。还讨论了风梯度的气动力效应。     

STUDY ON GAIN-SCHEDULING PROBLEM IN FLIGHT CONTROL

Gain-scheduling has got its wide applications in modern flight control, in which control gains are scheduled with variables such as dynamic pressure and Mach number, to meet dynamic response requirements in different flight conditions. Classical gain-scheduling approaches may result in some problems, which can not guarantee global robustness and stability in transitions of different flight conditions. Gain-scheduling problem is systematically investigated from robustness point of view in the paper. Detailed procedures for gain-scheduled controller to achieve both robustness and stability performance are given and applied to a typical flight control system. For switching stability problems of different flight conditions in flight control systems, a new approach is proposed, in which different flight conditions are reduced into a parameter varying plant using interpolation firstly, and then parameter-varying controller design goes next. Though interpolation errors may exist, the robust parameter varying controller design can compensate for those uncertainties and errors, and finally achieve good performance of robustness and switching stability during transitions. Illustrative simulation at last shows satisfactory results.     

在飞行中进行风场估计

在飞行中如何获得较精确的风场信息,对于飞行导航、控制和管理系统的研究都是一个重要的、急需解决的问题。目前飞机上无高精度的风测量手段.为此,本文将卡尔曼滤波技术应用到风场估计中去,并提出了一个简单实用的风模型。仿真结果表明该方案是成功的。本文属某无人机航迹控制研究计划的一部分.从这一工程实例出发,详细说明了利用卡尔曼滤波技术进行风场估计的全过程,其中包括飞机地速的估计,风测量精度分析等内容。     

涡轮螺桨飞机性能试飞换算方法研究

涡轮螺桨发动机的无因次性能参数是三个变量的函数，在详细地讨论了涡轮螺桨发动机性能方程中的第三个变量之后，本文叙述了涡轮螺桨飞机的性能试飞换算方法，包括无因次图解法及微分修正量法，最后，简要地讨论了上述两种方法的特点及其适用性。     

飞行模拟器飞行系统的建模技术

 本文先扼要地阐述了建立飞行模拟器数学模型的一般原则,然后结合我国自行研制歼六飞行模拟器的经验,并参考国外有关文献,着重说明飞行系统中气动系数、运动状态和大气环境的数学模型及其建立方法。     

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。     

用于飞行模拟器的发动机闭环实时模型的研究

 介绍一种用于飞行模拟器的双轴涡喷发动机实时模型。该模型采用状态变量法建立 ,简介了建模原理、软件结构及仿真结果 ,表明该模型在全飞行包线内具有较高的精度和实时性 ,无论其稳态性能还是动态响应都能较好的地反映真实发动机在飞行状态中的物理特性     

飞机性能优化研究

本文用能量状态近似法和奇异摄动法两件方法讨论了最优飞行剖面的生成.并以某机为例,用能量状态近似法求出了给定航程下的最优飞行剖面和给定初、末状态的爬升飞行剖面;为了对两种方法比较,也给出了奇异摄动法求得的爬升剖面.     

飞机机动飞行的非线性解耦控制研究

本文针对12维非线性飞机动力学模型,利用非线性逆动力学理论和现代最优控制理论设计了一组含有指令静差积分环节的非线性解耦控制规律。这组控制规律使得对状态变量、控制变量以及它们变化率进行加权约束的性能指标极小,并能用平缓的操纵反应和较小的控制能量使飞机达到完全解耦的指定状态。由于这组控制规律计及了飞机动力学模型中的非线性因素,能够弥补飞机机动飞行时非线性特性的恶化影响,在整个飞行包线内都能为飞机提供优良的操纵品质和飞行性能。