垂直/短距起降飞机的控制仿真技术

针对垂直/短距起降飞机的特点,通过在某型飞机上虚拟加装升力风扇系统,建立了垂直/短距起降飞机的动力学模型,提出了垂直起降阶段垂向、纵向、横向和航向的控制方式并完成了控制律的设计与验证。研究结果表明,所建立的垂直起降动力学模型能够描述垂直起降飞机的动力学特点,提出的控制方式和设计的控制律能够有效地控制飞机实现垂直升降、侧飞、偏航、前飞和后飞等运动,可用于垂直起降飞机的飞行品质、起降程序的设计和验证等相关方面的研究。     

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。     

30kW级航空电驱动涵道风扇设计与试验

为适应未来航空电气化的发展需求,研究了30kW级航空电驱动涵道风扇设计方法。涵道风扇性能设计基于航空发动机压缩部件设计流程。以推进系统总体性能为设计目标,完成了转子、流道以及短舱的气动外形设计。对各组成部件建立性能分析模型,评估全工况范围特性。涵道风扇结构设计采用风扇-电机一体化设计思想,简化连接方式的同时减少零件数。采用航空发动机结构强度分析方法,对涵道风扇各部件的应力、振动等特性进行评估分析。完成了30kW涵道风扇试制并开展地面和飞行试验研究。按照航空发动机整机试验方法,在整机试验台架完成涵道风扇地面性能试验。通过对比分析,试验结果与设计值误差在5%以内,验证了设计方法的有效性与正确性。涵道风扇配装轻型通航飞机完成了飞行试验,全系统工作正常,进一步验证了实际使用环境下涵道风扇的工作可靠性。     

基于复杂网络和朴素贝叶斯的飞行态势评估

为了辅助管制员作出合理的冲突调配决策,准确地评估空中飞行态势,提出了一种基于复杂网络和朴素贝叶斯分类器的飞行态势评估方法。首先,依据航空器的位置、航速、航向等重要信息,通过三维速度障碍法构建了冲突网络,在此基础上选取了平均度、平均点强、平均加权聚类系数等6个网络特征指标构建态势评估指标体系。采用分类的思想对飞行态势进行评估,分类器选择朴素贝叶斯分类器,将飞行态势分为优、良、中、差4个等级。仿真试验结果表明：相对于传统飞行状态网络,所构建的冲突网络能够降低33.3%的虚警率;所提出的评估模型能够准确判断空中的飞行态势,能为航空管制工作提供辅助决策。     

基于前视地形的极限告警曲线算法研究

针对作战飞机在低空中的可控飞行撞地问题,提出基于前视地形的极限告警曲线算法。该算法建立了飞机运动学模型、地形感知模型、飞行轨迹预测模型和极限告警曲线算法模型。首先,根据地形高程数据,以飞机拉起轨迹与地形的最小间距是否大于最小安全距离作为寻找极限告警点的判断条件,对上述模型进行仿真得到飞机的极限告警曲线。然后,综合考虑地形倾斜角和飞行员承受过载,对曲线进行优化,给出适宜飞行员拉起避障的最优告警曲线。最后,开展了仿真算例验证。研究结果表明,所提算法可依据飞机爬升性能和地形变化给出正确的极限告警曲线和最优告警曲线,当飞机前方有碰撞危险时可成功拉起避障。     

基于黏性涡粒子尾迹模型的高速直升机配平特性分析

刚性旋翼高速直升机旋翼间复杂的尾迹干扰作用会影响其配平特性。针对这一问题,本文采用黏性涡粒子方法来精确计算上下旋翼复杂尾迹流场下的诱导速度,桨叶环量则采用涡面元法进行求解,两种方法耦合建立了尾迹模型。基于此尾迹模型进行高速直升机飞行动力学建模,包括结合刚性旋翼挥舞运动模型和变距操纵模型的旋翼尾迹气动力建模、机身以及平/垂尾气动力建模。同时与风洞试验结果对比,先验证了旋翼气动力模型的准确性,在此基础上,以XH-59A直升机为研究对象,计算得到了0～80m/s速度下的配平特性结果,与飞行试验数据对比良好,验证了飞行动力学模型的有效性。最后分析了悬停及低速前飞时旋翼间尾迹流场干扰对全机配平特性的影响。     

欧美“高速航路”研究进展

自20世纪80年代起,全球航空运输业进入了快速蓬勃的发展阶段,空中交通流量持续增长,航空客货运输量逐年攀升。据美国联邦航空局(FAA)预测,截至2025年,美国的航班总量将达到2010年的3倍,欧洲空中航行安全组织(Eurocontrol)关于欧洲航空运输的一份报告中预测,欧盟27国2010~2017年间的航空运输年平均增长率为2.6%。与之相对的是,持续增长的空中交通使美国、欧洲等世界各航空大国均面临着航路拥堵、航班延误的困境,尤其在高峰时间和恶劣天气情况下,繁忙机场间航路效率低下、灵活性差的弊端更是显露无疑。     

英雄所见略同

"幸福的家庭都是相似的,但不幸的家庭各不相同。"这是大文豪列夫·托尔斯泰在他的不朽之作《安娜·卡列尼娜》中说的。这段时间,为了撰写《机长读本》,我们和民航数十位优秀机长进行座谈。虽然他们来自不同的公司,飞着不同的机型,有着不同的运行方式,甚至不同的性别和不同的年龄,但他们身上都表现出极其相似的职业价值观、安全技术观以及生活态度。说实在的,此时此刻,我的感受再一次证明了列夫·托尔斯泰老先生这句名言的通用性,优秀机长都是相似的。他们身上或多或少都表现出类似的特质:一是责     

Investigation of longitudinal aerodynamic parameters identification method for fly-by-wire passenger airliners

The flight control system of a fly-by-wire （FBW） passenger airliner with a complex frame-work and high feedback gain augmentation would change the original characteristic of a loaded signal and suppress the excitation of an airplane＇s pertinent motion modes. Taking a research example of an FBW passenger airliner model with longitudinal relaxed-static-stability, a new method of signal type selection and signal parameter design is proposed, through analysis of signal energy distribution and plane body＇s frequency response. According to CCAR60--the Appraisal and Use Regulation of Flight Simulator Device, the simulation validation of the FBW passenger airliner＇s longitudinal aerodynamic parameters identification is put forward. The validation result indicates that the designed signal could excite the longitudinal motion mode of the FBW passenger airliner adequately and the multiparameter comparison in simulation meets the objective test request of CCAR60. Meanwhile, the relative errors of aerodynamic parameters are less than 10%.     

签派二次放行的技术特点与安全风险控制

一、签派二次放行的概念签派二次放行是在严格遵守CCAR121部有关规章的基础上,在确保安全的同时,又充分利用国际航线特定的"备份燃油",通过减少到达目的地机场时过多的剩余燃油来提高飞行经济性的放行方法。二、签派二次放行的技术特点(一)签派二次放行的运用基础1.国际航线的燃油政策依据公司《飞行运行手册》相关条款的规定,执行国际航线时所携带的燃油量必须包括以下几个方面,首先是起飞机场至目的地机场的耗油量,其次是起飞机场至目的地机场总飞行时间10%的燃油消耗量,