为了给舰载机的适航性提供参考,本文对尾喷流场及其对飞行甲板的影响进行了研究。首先建立了航空母舰和舰载机的几何模型,并在此基础上划分了非结构化四面体网格进行数值分析。然后,本文对4架舰载机在舰首准备起飞时尾喷流场进行了数值模拟,以评估其对喷气导流板(JBD)和飞行甲板的影响。分析过程中采用了标准k-ε方程、三维N-S方程和计算流体力学(CFD)理论。在求解方程时,还考虑了风和射流的热耦合。利用CFD软件FLUENT模拟给出了速度和温度分布。结果表明:(1)该解析方法可以用于模拟具有复杂几何模型的气动问题,且结果可靠性高;(2)通过分析可以优化安全工作区、JBD安装方案和起飞位置布置。
外环控制因素是影响飞行员在最后进近期间手动调节下滑道、迎角和队列的能力的因素。本报告集中讨论前两个因素,即下滑道和迎角。目标是确定确保有效外环控制的关键属性,然后检查现有设计要求如何很好地解决这些属性。飞行品质和性能要求的组合适用于此领域,包括 MIL-F-8785C、MIL-STD-1797A 和海军的进近速度标准。首先,报告回顾了该主题的历史背景,讨论了技术方法,并预览了要应用的分析工具。其次,它给出了外环控制的状态,包括对航母着陆任务的描述、现有飞机特性以及一些描述飞行中模拟航母进近的数据。接下来的描述包含任务、飞机和飞行员的数学模型组件。报告的主要部分介绍了一系列有助于确定关键外环控制特性的分析。最后一部分给出了实施结果的结论和建议。技术方法适用
航空母舰是世界上最强大的武器。航空母舰着陆区长度相当于陆地机场的十分之一。由于甲板运动、气流干扰等因素,飞机降落在航母飞行甲板上非常困难。固定翼舰载机在六自由度运动的航母飞行甲板上着陆时,需要实时跟踪甲板运动以减少终端误差。舰载机跟踪甲板运动的航迹控制过程中,不可避免地存在响应延迟,从而导致进近偏差。航母甲板运动预测是减少偏差、提高着舰精度最有效的方法之一。通过为舰载机提供预测的甲板运动信息,可以补偿响应延迟带来的误差。航母甲板运动预测的实现主要基于当前甲板运动和历史运动。可以预测未来几秒内的甲板运动。预测时间过长,预测偏差较大。而预测时间过短,不足以弥补航迹控制过程中飞机的响应延迟。
现代美国航空母舰和舰载机联队 美国目前拥有两支航空母舰舰队。大多数人一听到“航空母舰”这个词就会想到第一种,即大型平甲板航母,美国海军目前拥有 11 艘此类航母。每艘航母最多可容纳约 75 架飞机,合称为航母舰载机联队,具备弹射起飞和尾钩降落能力。1 目前,美国海军拥有 9 个航母舰载机联队,数量少于航母本身,因为飞机不需要像舰船那样进行漫长的维护和训练周期。2 这些飞机通常包括 44 架 F/A-18 大黄蜂或超级大黄蜂战斗机、5 架电子战飞机、4 架机载控制飞机、8 架反潜战飞机、2 架运输机和 8 至 11 架直升机,用于从反潜战到搜索和救援的各种目的。(换句话说,通常有四个 F/A-18 战斗机中队。通常还有一个直升机中队、一个电子战飞机中队、一个机载指挥和控制飞机中队和一个反潜战飞机中队。3 )随着时间的推移,航母舰队将包括 F-35C、鱼鹰倾转旋翼机,最终可能还会包括未来衍生的无人舰载空中监视和打击 (UCLASS) 飞机。它们将取代一些较旧的“大黄蜂”战斗机、C-2 飞机,或许还有其他系统。4
摘要 舰载机滑跃起飞飞行条件特殊、飞行速度低,对飞行安全构成威胁。处理该多学科交叉问题,需要综合考虑航母运动、飞机动力学、起落架和海况风场等因素。针对舰载机滑跃起飞的具体海军作战环境,建立了涉及舰载机、飞机、起落架运动实体,涉及起飞指令、控制系统和甲板风扰动的多体系统一体化动力学仿真模型。基于Matlab/Simulink环境,实现了多体系统仿真。通过舰载机滑跃起飞算例仿真,验证了模型的有效性和结果的合理性。该仿真模型与软件适用于舰载机起飞性能、飞行品质与安全、起落架载荷影响、航母甲板参数等多学科交叉问题的研究。ª 2013 CSAA & BUAA。由 Elsevier Ltd. 制作和托管。保留所有权利。
摘要:本文提出了一种考虑复杂舰船运动和风环境的舰载机自动着舰控制律,具体为预瞄控制与自适应非线性控制的综合策略。首先,在姿态控制环中采用增量非线性反步控制律,以提高飞机的抗干扰能力。其次,为提高恶劣海况下的下滑道跟踪性能,对舰载机运动进行预测,并将预测的运动引入最优预瞄控制制导律中,以补偿舰载机运动带来的影响。然而,预瞄控制本质上是一种最优控制律,需要建立状态空间模型,因此内环与外环控制的综合并不是那么简单。因此,需要对姿态-高度高阶系统模型进行低阶等效拟合,此外,还需要为低阶等效系统设计状态观测器,为着舰控制器提供所需状态。最后,为验证所提方法,以无人无尾机模型在不同海况下执行自动着舰任务,结果表明,自动着舰系统即使在恶劣海况下也能保证令人满意的着舰精度和成功率。
机载数字计算机的可用性使得平衡前馈和反馈自动飞机飞行路径控制系统概念的实际实施成为可能。解释了该概念并给出了模拟结果。飞机的敏感非线性力和力矩特性以表格形式收集为动态配平图,并反转以提供前馈命令信号路径,该路径与实际飞机串联,提供敏感的身份传递函数。通过完美的建模和无干扰,这将提供完美的轨迹控制。反馈回路围绕此线性路径闭合,以补偿干扰和不完善的建模。模拟结果和飞行测试表明,反馈仅需要总驱动信号的一小部分,而主要部分由前馈控制提供。
本文研究了一种基于Agent的考虑空间约束的舰载机编队调度路径规划方法,以最小化编队调度时间为目标。首先介绍编队调度环境,然后基于多Agent对舰载机编队调度过程进行建模,本文主要考虑两个Agent:空间Agent和飞机Agent。其次,提出一种基于改进A*算法的舰载机协同路径规划全局优化方法,考虑等待策略和绕行策略,以调度时间为优化目标。最后,对10架舰载机编队进行分析,验证所提优化方法。仿真结果表明,优化算法可以实现多架飞机的同时调度,提高了调度系统的效率和可用性。关键词:路径规划,Agent,改进A*算法,动态调度,舰载机编队
舰载机保障过程是一个具有时滞和并行性的复杂闭环系统。目前,相关文献缺乏对并行闭环系统的研究。由于系统动力学是一种能够揭示复杂系统动态过程的方法。因此,本文提出了一种基于系统动力学的并行闭环作业建模方法。为了分析舰载机并行闭环系统,建立了舰载机保障过程模型。给出了保障过程流程图和系统结构方程,分析了动态过程和静态性能。仿真基于尼米兹号航空母舰的实际数据。仿真分析了加油作业、武器装载作业、其他作业和打击任务对保障能力的影响。通过仿真分析,找到了影响保障能力的瓶颈因素。提出了一种新的舰载机保障过程评估方法。为提高舰载机保障能力和航母作战能力提供了参考。
与并行性。目前相关文献缺乏对并行闭环系统的研究。由于系统动力学是一种能够揭示复杂系统动态过程的方法。因此,本文提出了一种基于系统动力学的并行闭环作业建模方法。为了分析舰载机并行闭环系统,建立了舰载机保障过程模型。给出了保障过程流程图和系统结构方程,分析了动态过程和静态性能。仿真基于尼米兹号航空母舰的实际数据。模拟分析了加油作业、武器装载作业、其他作业和打击任务对保障能力的影响。通过仿真分析,找到了影响保障能力的瓶颈因素。提出了一种新的舰载机保障过程评估方法。为提高舰载机保障能力和航母作战能力提供了参考。