舰载机弹射起飞六自由度动力学建模与仿真

根据舰载机弹射起飞的特点,考虑了舰船、舰载机及起落架之间的相互作用和甲板运动、海面大气扰流以及舰艏气流扰动对舰载机的影响;基于多体动力学理论,描述了舰船-飞机-起落架多体系统的耦联关系,建立了舰载机弹射起飞六自由度动力学模型。利用此模型,仿真了舰载机的弹射起飞过程。仿真结果表明,此模型能较完整地反映航母、舰载机和起落架之间的相互耦联关系,正确地描述了舰载机弹射起飞的动力学过程。     

舰载机机舰电磁兼容性适配技术研究

机舰适配性是舰载飞机总体设计的核心内容之一。近年来,随着不同作战用途舰载机及舰载无人机的上舰服役,舰机总体单位对机舰电磁兼容适配越来越重视,随着多种舰载机编队协同作战,机舰平台频谱资源愈发紧张,机舰电磁兼容性问题越来越突出,机舰电磁兼容适配性的影响也愈发突出,频谱不兼容导致的问题严重影响舰载机的作战性能。尤其是以无线电测控链为主要通信方式的舰载无人机,飞机测控系统布置在母舰上,无论是电磁安全问题,还是电磁频谱兼容问题都将更加突出。主要闸述舰载机,尤其是舰载无人作战飞机上舰后,从舰载机机舰电磁兼容适配的主要需求为切人点,从机舰作为一体化装备的角度,阐明了机舰电磁兼容适配设计的诸多要素。依据如何更好地发挥作战能力的原则,对机舰电磁兼容适配设计做了较为系统的描述。     

舰载机飞行控制系统总线接口策略

对于舰载机集中式架构的飞控系统,由于外部设备、串行通信设备、ARINC659总线、处理软件等的运行频率各有差异,导致数据写入总线接口模块端（BIM）和控制与管理模块端（CPM）读取数据的速率不完全匹配,造成数据包丢失或数据包重复解析,数据传输可靠性得不到保证。对不同因素导致的读/写冲突问题进行详细的分析,分别针对数据包接收不完整和重复解析的问题给出相应的解决方案,设计了一种数据包格式并且提出数据缓冲方案。经试验验证,该方案能够保证数据包的完整性且避免了对数据包的重复解析,提升了软件的可靠性和运行效率。     

缩比模型模拟全尺寸飞机自动着舰的相似关系

由于直接采用全尺寸舰载机进行全自动着舰试验的风险较高,可以采用缩比模型模拟全尺寸飞机进行着舰的试验方案。基于相似系统原理,研究了缩比模型模拟全尺寸飞机着舰的相似关系,具体包括着舰导引律、自动驾驶仪、进近动力补偿系统与甲板运动补偿系统的增益以及航母运动与机舰相对运动参数的相似比例关系。以某算例舰载机及其缩比模型为算例,完成了各自着舰的数学仿真计算。结果表明,全尺寸飞机着舰数学仿真结果与缩比模型仿真结果满足运动相似关系,且各项参数的相似比例与推导结果一致,证明了本文研究结论的正确性。     

舰载机起降技术研究综述

舰载机起飞与着舰技术是舰载机设计过程中的两大关键技术。对舰载机的发展及关键技术进行了研究总结,研究分析了舰载机的起飞技术,着重分析了弹射起飞技术;对比分析了舰载机着舰技术,着重分析了自动着舰技术。最后对舰载机和起降技术的未来的发展趋势给出了分析和展望。     

偏流板对发动机进口温升影响研究

为研究偏流板升起条件下发动机进口温升的变化,采用计算流体动力学的方法,计算了不同的发动机推力状态、偏流板板位角、偏流板与发动机距离对流场和发动机进口温升的影响。结果表明:在偏流板升起时,随着发动机推力状态的升高,发动机进口温升逐渐增大;随着板位角的增大,高温燃气沿甲板向发动机进口方向扩散范围越大,进口温升逐渐增大;在相同发动机推力状态和板位角时,增加偏流板与发动机距离可显著减小发动机进口温升。     

拦阻着舰过程中的飞机起落架动力学分析

对舰载机拦阻着舰过程中起落架减震支柱进行受力分析,并运用拉格朗日方程针对减震支柱冲程和起落架弹性两个自由度建立舰载机起落架拦阻着舰动力学模型,通过仿真计算,得到了飞机对称对中着舰拦阻、偏心距3 m对称着舰拦阻和滚转角2°非对称对中着舰拦阻的起落架减震支柱载荷变化情况。结果表明:在拦阻着舰过程中舰载机起落架受到的冲击载荷在经过短暂时间震荡以后会趋于稳定;相比偏心对称着舰,滚转非对称对中着舰对减震支柱的影响更大些,在震荡的量上将更加剧烈。     

舰载机复飞特性研究及仿真分析

对舰载机复飞特性进行了研究。在建立舰载机着舰复飞非线性飞行动力学模型以及舰尾气流模型的基础上,分析了下滑角变化和舰尾气流对舰载机复飞特性的影响。仿真结果表明,下滑角变化和舰尾气流对舰载机的迎角、俯仰角和飞行轨迹产生影响。     

偏中心定位对弹射过程中飞机姿态的影响

舰载飞机弹射起飞时,由于航母运动等因素的影响,飞机往往无法与弹射轨道对中.针对这种情况,在考虑航母运动以及起落架缓冲和轮胎弹性的基础上,建立六自由度偏中心定位弹射起飞数学模型,研究了在航母典型运动状态下不同初始偏心距离对弹射起飞过程中飞机姿态的影响,结果表明:初始偏心距离对飞机的偏航运动影响最大,偏航运动的幅度随初始偏心距离的增大而增大;在弹射滑跑过程中,飞机的偏航运动有明显的衰减趋势;弹射杆所承受的侧向弯矩随初始偏心距离的增大而增大.研究结果为舰载飞机的设计提供了一定的理论参考.      

舰载机着舰舰面效应及其补偿方法研究

根据舰面效应的作用机理,分析了舰面效应对舰载机着舰的影响,总结了舰载机在不同着舰模式下的舰面效应补偿方法.针对舰载机自动着舰模式,通过分析舰面效应所产生的附加升力造成的着舰偏差,提出了引导信号指令修正的舰面效应补偿方法,并给出了舰面效应自动补偿方法的具体流程,分析了自动补偿方法的特性及其应用面临的关键问题.