控制结构尺寸是翼身融合设计的主要挑战。这种飞机配置通常具有位于机翼后缘的冗余升降副翼,同时作用于俯仰轴和滚转轴。因此,适当的尺寸需要考虑纵向和横向的耦合标准。此外,由于较大的控制面面积而产生的显著铰链力矩,加上为了安全控制纵向不稳定性而产生的高偏转率,可能会导致过多的功耗和执行器质量损失。因此,在初步设计阶段,非常希望最小化控制面面积,同时确保足够的闭环操纵品质,并限制偏转和偏转率。这里解决了不稳定翼身融合飞机的控制面尺寸和飞行控制律的集成设计问题。使用最新的结构化控制器 H ∞ 非光滑优化工具,在单个步骤中优化纵向和横向控制律以及控制分配模块的增益,同时最小化控制面跨度。确保以下约束:1) 飞行员纵向拉起、2) 飞行员倾斜角度顺序和 3) 纵向湍流的最大偏转角和偏转率。使用这种耦合方法,与初始布局相比,外副翼跨度显著增加,而闭环操纵质量
摘要 进行了飞行动力学评估,以分析使用外襟翼进行滚转控制的能力。根据空客 A350 襟翼系统架构,外襟翼可以通过使用所谓的主动差动齿轮箱 (ADGB) 独立于内襟翼展开,两种不同的概念被认为可能有利于实现预期目的。在这两种概念中,为了减轻重量和降低系统复杂性,都拆除了内副翼,外襟翼与外(低速)副翼一起执行(全速)滚转控制。概念 1 包括通常的襟翼几何形状和外副翼,而概念 2 包括外襟翼,其沿翼展方向延伸了内副翼的长度。在所呈现的分析中未考虑滚转扰流板。飞行动力学评估表明,为了满足认证规范 CS-25 和操纵质量标准的要求,襟翼偏转率至少需要达到 16°/s。系统分析表明,现有 ADGB 仅能使襟翼以最大速率 0.43°/s 偏转,或略作修改后为 1.4°/s 偏转 _____________________________________________
飞机的直接升力控制在航空工业中已经存在了几十年,但主要用于具有专用直接升力控制面的商用飞机。本论文的重点是研究直接升力控制是否适用于没有专用控制面的战斗机,例如萨博 JAS 39 Gripen。建模系统是一种本质上不稳定的飞机,其空气动力学和有限的控制面偏转和偏转率都包含非线性。飞机的动力学围绕代表着陆场景的飞行情况线性化。然后应用直接升力控制,以提供从飞行员操纵杆输入到飞行路径角变化的更直接关系,同时还保持俯仰姿态。选择了两种不同的控制策略,即线性二次控制和模型预测控制。由于战斗机是具有快速动态的系统,因此限制计算时间非常重要。这种限制促使使用专门的方法来加速模型预测控制器的优化。在萨博提供的非线性模拟环境中进行的模拟结果以及在高保真飞行模拟装置上与飞行员进行的测试证明,直接升力控制对于所研究的战斗机是可行的。在控制飞行路径角时观察到足够的控制权限和性能。两种开发的控制器都有各自的优势,哪种策略最合适取决于用户的优先级。着陆期间飞行员的工作量以及接地时的精度被认为与传统控制类似。
飞机的直接升力控制在航空工业中已经存在了几十年,但主要用于具有专用直接升力控制面的商用飞机。本论文的重点是研究直接升力控制是否适用于没有专用控制面的战斗机,例如萨博 JAS 39 鹰狮战斗机。建模系统是一种本质上不稳定的飞机,其空气动力学和有限的控制面偏转和偏转率都包含非线性。飞机的动力学围绕代表着陆场景的飞行情况线性化。然后应用直接升力控制,以提供从飞行员操纵杆输入到飞行路径角变化的更直接关系,同时还保持俯仰姿态。选择了两种不同的控制策略,线性二次控制和模型预测控制,用于实施。由于战斗机是具有快速动态的系统,因此限制计算时间非常重要。这一限制促使人们使用专门的方法来加速模型预测控制器的优化。萨博提供的非线性模拟环境中的模拟结果以及在高保真飞行模拟装置上进行的飞行员测试证明,直接升力控制对于所研究的战斗机是可行的。在控制飞行路径角时观察到足够的控制权限和性能。两种开发的控制器都有各自的优势,哪种策略最合适取决于用户的优先考虑。飞行员在着陆期间的工作量以及接地时的精度被认为与传统控制相似。