飞机着陆操纵指令模型设计与仿真

针对某型飞机进场着陆完全靠目视飞行的现状,分析了该飞机加装着陆指令驾驶系统的可行性,分别设计了下滑线、基准线和下滑速度操纵指令模型。对人机闭环系统进行了飞机全量运动方程数值仿真。仿真结果表明所设计的着陆操纵指令模型可用于实现飞机着陆指令驾驶任务。     

电传操纵飞机起飞着陆动态特性仿真研究

 以刚体系动力学理论为依据,结合飞机起飞着陆运动学特征,建立了起落架-机身组合刚体6自由度全量飞机方程。提出的阶跃跟踪驾驶员时域数学模型,有助于评价起飞着陆阶段人-机系统的飞行品质。然后建立机械操纵系统、电传操纵系统的数学模型,并编制非线性全量时域仿真程序,对起飞着陆动态特性做出了综合的全面的定量分析,其结果与试飞情况吻合。     

表2 飞行力学专业组历次会议上交流的科研报告和论文

横航向动态飞行品质概述几种飞机横航向飞行品质的初步分析带有倾斜理想自动器飞机的横脆向动态特性分析歼击机滚转操纵效率的初步分析非对称推力时的横一航向操纵侧风中的横一航向操纵定常侧滑时的横一航向操纵关于飞机速度稳定性的判别式问题歼七机着陆进场时飞行轨迹稳定性计算飞行轨迹稳定性沉浮稳定性要求短周期模态要求三种飞机的纵向动态品质计算和初步分析用自动器改善纵向短周期阻尼特性的分析歼教五、六,歼六正反尾旋特性以及现代后掠翼谭振华刘爬方振平罗荣增顾立行李云军余松涛方城金金长江范立钦周仕林周仕林徐瑞娟张子彦南航…     

差动平尾和方向舵辅助滚转的横航向数学模型研究

为了解决高速飞行时副翼效率不足的问题 ,现代战斗机在横航向操纵中广泛采用了差动平尾和方向舵辅助滚转 ,这样适用于常规操纵飞机的横航向运动方程已不能应用于此类飞机。本文重新推导了针对此类飞机的横航向运动方程和传递函数 ,并对模型进行了验证。可以为飞行品质分析、飞行模拟和空战仿真提供可用的数学模型。     

飞机横侧向CAS控制律解耦设计

为了解决飞机横侧向运动间的相互耦合给飞机操纵和控制系统的设计带来的诸多的不便，提出一种解耦设计方案，使得横侧系统分为两个相互独立的子系统，简化了问题的分析，比较圆满完成了飞机横侧向控制增稳系统的控制律设计，改善了飞机的操纵稳定特性。     

仅调节发动机推动的应急飞行控制研究

研究并开发仅调节发动机推力大小来控制飞机航迹的增强控制模态，有效地抑制了飞机纵向的沉浮运动，侧向的荷兰滚运动，从而当飞机舵操纵系统失灵后，只调节发动机油门，使飞机安全着陆。     

两种气动布局飞机的着陆特性分析

应用 2种气动布局飞机在着陆构形下的气动力数据 ,仿真计算了飞机的进场着陆过程 ,通过对着陆性能与飞行品质的分析表明 ,飞机气动特性和飞行员的操纵策略对着陆性能起着重要的作用。     

横航向驾驶员诱发振荡研究及地面模拟验证

本文建立了包括非线性环节在内的横航向驾驶员—操纵系统—飞机本体组合系统的数学模型,采用闭环控制原理,对JJ-7飞机横航向驾驶员诱发振荡PIO问题进行了研究,并详细地讨论了驾驶员参数及其各种操纵动作、操纵系统和飞机本体气动参数对横航向PIO的影响,探讨了横航向PIO产生的机理。文中以JJ-7飞机为例,采用时域法在整个飞行包线各点进行了检查,并用固基飞行模拟器进行模拟验证。其结果与理论计算结果相一致。     

直升机斜坡着陆试飞研究

对直升机斜坡着陆试飞进行了探索和研究.首先进行了某型直升机斜坡着陆理论建模,分析和计算结果表明,直升机能够满足试飞要求;然后根据所设计的试飞方案进行了试飞验证.试飞结果表明,直升机具备足够的操纵安全余量是斜坡着陆成功的保证;所获取的逆坡着陆、顺坡着陆、左/右横坡着陆不同的驾驶技术和操纵策略,为编写飞行手册提供了可靠的依据.     

飞机横航向模态模型的选择

评价有人驾驶飞机的操纵品质,要求将高阶飞机系统用一个动态特性等效的低阶系统来代替。由于飞机横航向等效系统比较复杂,如何选择恰当的模型进行辨识是一个很重要的问题。依照军用规范,通过对飞机横航向运动等效系统模型的建立,分析了在××飞机铁鸟台架试验过程中,在信号激励下飞机横航向运动的几种模态的运动情况,并依此模型进行辨识,得到飞机横航向模态的品质参数,取得很好的计算结果。     

微下冲气流对飞机着陆性能的影响

针对飞机在下滑着陆阶段穿越微下冲气流的问题,建立了微下冲气流影响下的飞机纵向运动数学模型。用数值方法计算了微下冲气流对空速、迎角和航迹的影响,结果表明,飞机在穿越微下冲气流时,空速、迎角、下滑航迹变化很明显,飞行员操纵和判断的难度会增大。特别是顺风阶段,航迹比正常偏低很多,对飞机的安全着陆影响很大。     

浅析电传飞机与机械操纵飞机操纵特性差异

从电传飞机与机械操纵飞机操纵原理出发,分析其操纵技术特点,对比飞机平飞特性、协调操纵特性、机动特性、着陆特性及飞机安全边界限制等,并评估其对飞行员操纵感受的影响。     

纵向DFBW飞机着陆过程中的操纵特点

以装备纵向数字电传操纵的某验证机（简写成ＤＦＢＷ飞机）和相应的机械操纵飞机（简写成ＭＣＳ飞机）为实例，采用时域对比方法，分析研究了该ＤＦＢＷ飞机在着陆过程中纵向操纵特点，该飞机构形变化时的操纵特点及其地着陆特性的影响，从而得出一些符合实际情况的结论。     

H—5飞机着陆跳跃复飞的可行性探讨

阐述了Ｈ－５飞机大速度着陆跳跃时加油门增加推力可改善飞机的稳定性和操纵性。在使用正常方法修正着陆跳跃将危飞行安全时，可采用加油门复飞改出跳跃。加油门时机应选择在跳起最大高度之前，根据飞机运动趋势，采用短促脉冲式操纵，并注意保持飞机姿态，以利改出跳跃。     

多发飞机着陆进场最小操纵速度人机闭环仿真

为了提高着陆进场最小操纵速度(VMCL)的分析预测精度,提出了一种通过人机闭环数学仿真来计算多发飞机着陆进场VMCL的方法。考虑临界发动机突然停车后拉力的衰减过程、驾驶员意识到发动机失效后采取操纵的时间延迟,以及符合VMCL验证试飞操纵特点的驾驶员模型,建立了能够真实模拟VMCL验证试飞过程及驾驶员操纵策略的某型四发螺旋桨飞机人机闭环仿真数学模型。仿真结果表明,该方法可以准确模拟VMCL验证试飞时发动机衰减特性、舵机动态特性、驾驶员反应延迟等因素的影响,以及飞机各运动参数的动态变化过程。     

飞机自动着陆纵向块对角控制器设计

在阐述了块对角控制理论和分析飞机运动特性的基础上,把飞机纵向运动方程转化为块对角非线性系统,并设计了飞机自动着陆纵向块对角控制器。仿真结果表明,该控制器能够控制飞机自动着陆,跟踪性能良好。     

Cessna—152飞机的进近着陆过程计算分析

本文应用ＳＬＡＭ—Ⅱ计算机模拟语言编制了Ｃｅｓｓｎａ—１５２飞机的进近着陆程序。ＳＬＡＭ—Ⅱ模拟语言具有数值积分功能，使连续过程的程序编写大为简便。用该程序计算分析了Ｃｅｓｓｎａ—１５２进近着陆过程中飞机各种运动参数对飞行员操纵的响应。     

关于飞机横航向模态等效参数的确定

本文用阻尼最小二乘法在频率域内拟配装有控制系统飞机的横向运动,确定其模态的等效参数.文中针对飞机横航向运动耦合较紧,引入控制系统后飞机模态特性变化的特点,采用多种等效系统的数学模型,通过拟配对比,从中得出了较好的又简单的横航向等效系统模型。并根据飞机横航向运动的特点,提出了拟配时初值选取的原则,拟配实践表明,初值选取原则是可行的,拟配效果较好.最后,将拟配得出的等效系统和高阶系统,分别在简易飞行操纵模拟器上进行人一机闭环操纵模拟试验,两系统的反应基本一致。     

飞机地面运动的模拟

歼×飞行模拟机研制过程中需要比较逼真地模拟出飞机在地面运动(包括滑行、转弯、起飞和着陆)的动态和操纵反应,并最后要得到驾驶员的认可。本文提出了飞机在地面运动的数学模型,其中包括机体坐标系的六自由度全量方程,相对于地面的运动速度和位置方程,各种不同跑道状态和刹车情况下机轮所受到的力和力矩方程等。本文对调试飞行模拟机时所遇到的几个问题,为飞机运动的平稳性、起飞滑跑的纵向动态等作了讨论,简要的分析产生各种现象的原因,说明所采用的解决措施。本文还根据驾驶员在飞行模拟机上操纵飞机起时实测所得数据,绘制出采取修正措施前后的运动参数随时间的变化曲线并进行了对比,对此结果说明措施是有效的。此外还列出一些表征起飞、着陆特征的数据。歼×飞行模拟机虽已经国家正式验收并投入使用,但在地面运动模拟中也存在一些缺点,对此,作者提出一些改进的初步意见。     

结冰飞机着陆阶段飞行安全包线确定及操纵应对策略

结冰会导致飞行安全包线收缩、严重威胁飞行安全,研究结冰后安全包线变化对于操纵应对策略设计及提高飞行安全具有重要意义。以美国国家航空航天局（NASA）的项目飞机GTM（Generic Transport Model）为研究对象,通过对飞机的气动参数进行多项式拟合,建立了结冰飞机纵向通道的动力学模型。为了得到能随结冰程度变化的安全包线,将可达性分析理论引入到对结冰飞机着陆过程的安全性分析。提出将正向可达集与反向可达集的交集作为飞行安全包线,其中可达集的确定是基于水平集方法求解哈密尔顿-雅克比方程的最优解。最后针对不同程度的结冰条件进行了操纵时域验证,并提出了相应的操纵控制策略。研究结果表明,轻度结冰对安全包线影响较小,整个着陆过程的飞行状态始终能在最优控制指导下保持在安全包线以内;但对于重度结冰,飞行安全包线收缩严重,常规操纵已经很难使飞机达到着陆要求,需要进行飞行状态改出处理。研究结果为指导飞行操纵及实时包线保护打下基础。