F-35B 是联合攻击战斗机的短距起飞和垂直着陆 (STOVL) 变体。这种独特飞机的“悬停”能力是通过推力矢量喷嘴和中央安装的升力风扇的组合实现的,前者引导主发动机排气向下以产生后垂直升力,后者提供平衡的前垂直升力。Moog 设计、认证并制造了这两种应用所需的复杂作动系统。具体来说,Moog 为三轴承旋转喷嘴提供作动系统,该喷嘴将主发动机的排气向下旋转 90 度。此外,Moog 还提供控制升力风扇可变面积喷嘴和进气导叶的作动系统,从而控制通过升力风扇的气流。这些执行系统使用电子控制液压和燃油液压伺服执行器,专为在极端温度和振动环境下运行而设计。
帕塔克森特河 F-35 综合测试部队 (ITF) 的试飞员计划在实验试飞员协会 (SETP) 东海岸研讨会上就 2011 年 10 月在黄蜂号 (LHD-1) 上进行的 F-35B 初始舰船试验的计划和执行情况进行演讲。在试验期间,两架 F-35B (BF-2 和 BF-4) 完成了 72 次短距起飞 (STO) 和垂直着陆 (VL),同时评估了 F-35B 在 LHD 上的可维护性。最终,所有舰载包络扩展目标均已实现,包括在测试的环境条件和着陆点内清除与 AV-8B 一样强大的 STO 和 VL 风包络。船舶试验是帕塔克森特河 ITF、USS Wasp 和海军海上系统司令部 (NAVSEA) 共同努力的结果,需要搭载近 250 名人员和 140,000 磅专业支持设备。完成试验需要一年多的详细规划。试验的独特元素如下所列,将在演示期间进行讨论:
系统识别方法通过对动态系统的输入和输出进行测量,组成一个数学模型或一系列模型。提取的模型可以表征整个飞机或组件子系统行为(如执行器和机载信号处理算法)的响应。本文讨论了频域系统识别方法在飞机飞行控制系统的开发和集成中的应用。使用频率响应综合识别 (CIFER ® ) 系统识别工具,说明了如何提取和分析从非参数频率响应到传递函数和高阶状态空间表示等不同复杂度的模型。文中展示了艾姆斯研究中心众多飞行和模拟程序的测试数据结果,包括旋翼机、固定翼飞机、先进短距起飞和垂直着陆 (ASTOVL)、垂直/短距起飞和着陆 (V/STOL)、倾转旋翼飞机和风洞中的旋翼实验。对于这一大类系统,实现了出色的系统特性和动态响应预测。示例说明了系统识别技术在提供飞机开发整个生命周期(从初始规格到模拟和台架测试,再到飞行测试优化)的动态响应数据集成流方面的作用。
摘要:本文研究了连续凸优化制导与鲁棒结构化 H ∞ 控制的耦合,用于可重复使用运载火箭 (RLV) 的下降和精确着陆。更具体地说,该制导和控制 (G&C) 系统预计将集成到非线性六自由度 RLV 控制动力学模拟器中,该模拟器涵盖配备推力矢量控制系统和可操纵平面翼的第一级火箭的气动和动力下降阶段,直到垂直着陆。进行了成本函数策略分析,以找出最有效的闭环实现方法,其中包括鲁棒控制系统和所涉及的运载火箭飞行力学。此外,还详细介绍了通过结构化 H ∞ 进行控制器合成。后者是在下降轨迹的不同点使用比例-积分-微分 (PID) 类结构构建的,并对姿态角、速率和横向体速度进行反馈。通过上述模拟器的线性分析和非线性情况验证了该架构,并通过在正常条件下以及存在扰动的情况下与基线系统比较性能和稳健性来验证 G&C 方法。总体结果表明,所提出的 G&C 系统是可重复使用发射器真实下降飞行和精确着陆阶段的相关候选系统。
系统识别方法通过测量动态系统的输入和输出来组成一个或一系列数学模型。提取的模型可以表征整个飞机或部件子系统行为(例如执行器和机载信号处理算法)的响应。本文讨论了频域系统识别方法在飞机飞行控制系统的开发和集成中的应用。使用频率响应综合识别 (CIFER ® ) 系统识别工具,可以提取和分析从非参数频率响应到传递函数和高阶状态空间表示等不同复杂程度的模型。结果显示了艾姆斯研究中心众多飞行和模拟程序的测试数据,包括旋翼机、固定翼飞机、先进短距起飞和垂直着陆 (ASTOVL)、垂直/短距起飞和着陆 (V/STOL)、倾转旋翼飞机和风洞中的旋翼实验。对于这类广泛的系统,可以实现出色的系统特性和动态响应预测。示例说明了系统识别技术在飞机开发的整个生命周期中(从初始规格到模拟和台架测试,再到飞行测试优化)提供集成的动态响应数据流中所发挥的作用。
Daeil Jo 和 Yongjin (James) Kwon 工业工程,亚洲大学,韩国水原 电子邮件:j11129@naver.com,yk73@ajou.ac.kr 摘要 —随着公众对无人机兴趣的增加,无人机正在成为第四次工业革命时代的重要技术领域之一。对于无人机来说,固定翼类型是有利的,因为它比多旋翼类型具有更长的飞行时间,并且速度更快。然而,它需要一个单独的、漫长的、无障碍物的着陆区,这在城市地区很难找到。此外,固定翼型无人机不容易安全着陆。正因为如此,对垂直起降型无人机的需求正在上升。本研究的目的是设计和开发一种能够垂直着陆和起飞的垂直起降飞机,并在垂直、水平和过渡飞行过程中具有适当的推力和升力。我们制定了规范化的无人机开发流程,为开发过程提供理论指导。为了确定垂直起降飞机的气动特性,我们采用了 3D CAD 和 CAE 方法,可以模拟风洞试验以获得最佳气动效率。使用开发的流程,我们确定了构成无人机的内部模块的标准,并且可以考虑适当的重心来组装机身。我们进行了 SW 设置以进行飞行调整,并能够相应地进行飞行测试。在飞行体验中
摘要 具有过渡飞行能力的微型飞行器,或简称为混合微型飞行器,结合了固定翼配置在续航能力方面的有益特性以及旋翼机的垂直起降能力,可在典型任务中执行五个不同的飞行阶段,例如垂直起飞、过渡飞行、前飞、悬停和垂直着陆。这种有前途的微型飞行器类别比传统微型飞行器具有更宽的飞行包线,这对控制界和空气动力学设计师都意味着新的挑战。混合微型飞行器的主要挑战之一是过渡飞行阶段气动力和力矩的快速变化,很难准确建模。为了克服这个问题,我们提出了一种飞行控制架构,它使用智能反馈控制器实时估计和抵消这些快速动态。所提出的飞行控制器旨在稳定混合微型飞行器的姿态以及它在所有飞行阶段的速度和位置。通过使用无模型控制算法,所提出的飞行控制架构无需精确的混合微型飞行器模型,因为该模型成本高昂且耗时。介绍了一套全面的飞行模拟,涵盖了尾座微型飞行器的整个飞行包线。最后,进行了真实飞行测试以比较模型
摘要:本文提出了一种基于操作载荷监测 (OLM) 系统记录的垂直着陆力对主起落架 (MLG) 连接框架疲劳进行评估的方法。特别是,分析了不同着陆阶段以及地面操作和 MLG 框架疲劳磨损的影响。开发的 OLM 系统的主要功能是对 Su-22UM3K 飞机主起落架节点结构因标准着陆和触地复飞 (T&G) 着陆而产生的疲劳进行单独评估。此外,该系统还允许评估着陆期间主起落架节点结构中的应力累积并允许检测硬着陆。开发的系统还实现了确定选定的飞行阶段、对应变计传感器在标准全停着陆和滑行期间记录的结构不同类型的负载循环进行分类。基于这些功能,可以监测和比较飞机之间的着陆疲劳磨损当量以及给定飞机所有航班的着陆疲劳磨损,这些可以纳入机队管理范例,以实现飞机的最佳维护。本文详细描述了用于起落架节点疲劳评估的系统和算法,并提供了和讨论了在六架飞机的机队 3 年系统运行期间获得的结果。
本文讨论了一种不使用 GPS 信号的垂直飞行器自主着陆的机器学习视觉和非线性控制方法。核心思想涉及自动化海军直升机着陆程序,其中飞行员利用船舶作为远程跟踪的视觉参考,但在最终进近和着陆阶段参考大多数海军舰艇上安装的标准化视觉提示,称为“地平线”。这个想法是使用与机器视觉集成的独特设计的非线性控制器实现的。视觉系统利用基于机器学习的物体检测进行远程船舶跟踪,并利用经典计算机视觉进行物体检测和估计飞机在最终进近和着陆阶段的相对位置和方向。非线性控制器基于视觉系统估计的信息运行,即使在存在不确定性的情况下也表现出强大的跟踪性能。开发的自主船舶着陆系统在配备机载摄像头的四旋翼垂直起降 (VTOL) 无人机 (UAV) 上实施,并在移动甲板上进行了演示,该甲板使用 Stewart 平台和相当于地平线的视觉提示模拟真实的船舶甲板运动。进行了广泛的模拟和飞行测试,以展示甲板运动时的垂直着陆安全性、跟踪能力和着陆准确性
未来航母与超级航母:新问题与新技术 CSC 2004 主题领域 国家军事战略 执行摘要 标题:未来航母与超级航母:新问题与新技术 作者:美国海军少校 Sean P. Higgins 论文:新技术和新出现的问题(如联合攻击战斗机和向近海海军的转变)威胁着超级航母的未来。讨论:自航母诞生以来,人们就未来航母的大小和能力展开了激烈的争论。本文通过研究美国对大型航母的需求,探讨超级航母(一种在大小、能力和地位上都更优越的大型航空母舰)的时代是否即将结束。通过研究航母的发展、威胁、成本、新兴技术和能力,我们将发现,尽管价格便宜,但未来的航母仍将保持庞大的体型。航母已经发展到可以支持舰载机联队。飞机为航母的变革提供了主要来源。短距起飞和垂直着陆 (STOVL) 飞机的成功开发将扩大舰载机联队的能力,并要求航母具备新的能力。常规起降 (CTOL) 飞机延续了超级航母的传统。STOVL 和 CTOL 飞机的集成舰载机联队将实现联合部队和联军之间的互操作性。机电飞机发射系统 (EMALS)、无人机 (UAV) 和无人作战飞机 (UCAV) 等新兴技术将能够降低人力成本并修改船体设计。衡量总运营成本 (TOC) 将使新航母的预算估算更加高效,并有助于实现长期目标,因为它可以更轻松地保持在预算之内,避免成本超支。虽然其他海军强国都使用较小的航母,但美国是唯一拥有运营超级航母的能力和资源的海军强国。航母及其舰载机联队的能力是讨论下一艘超级航母时必须解决的关键问题。最终,航母的大小取决于执行任务所需的能力、海军的核心功能和总运营成本。结论:未来的航母设计必须以海军的功能和支持这些功能所需的能力为中心。CVN-76 和 CVN-77 将成为向 CVNX2 过渡的桥梁,CVNX2 是 2018 年及以后的下一代航空母舰。虽然美国海军目前专注于沿海地区,但海上基地的出现和新出现的威胁要求我们减少对蓝水能力的重视,但也不能忽视。转向小型航母的选择将限制我们作为超级大国的能力。大型航母将确保国家利益