本论文旨在开发一种基于具有六个自由度的飞翼非线性模型的逼真模拟器,目的是将其用作研究不同环境中的飞机的工具,以及用于任务规划和稳定性控制设计,为 HABAIR 项目提供进一步的概念验证。此类工具可用于验证飞机设计,最大限度地减少物理实施中的反复试验过程。这种类型的飞机在过去几年中越来越受欢迎,可以进行具有成本效益的测绘、监控和监视。为了保证模拟器的真实性,大气、空气动力学和推进模型与刚体运动的牛顿-欧拉方程和运动学方程相结合。飞翼飞行包线是根据高度和空速确定的。开发了修剪和线性化函数作为实现和分析非线性模型的线性化版本的方法。线性化后的纵向和横向模型允许应用经典分析工具来评估整个飞行包线内的系统动力学。通过比较非线性和线性化模型的响应来验证修剪和线性化功能。最后,介绍了模拟器的实现,以及对飞机模型的机动性、动力学、可控性的研究,确保了使用的可行性
简介 飞行控制系统的架构对所有飞行操作都至关重要,多年来,其架构发生了重大变化。首次飞行后不久,铰接式表面就被引入用于基本控制,由飞行员通过电缆和滑轮系统进行操作。这项技术存活了几十年,现在仍用于小型飞机。大型飞机的引入和飞行包线的增加使得飞行员的肌肉力量在许多情况下不足以抵消由于表面偏转而产生的气动铰链力矩;该问题的第一个解决方案是引入气动平衡器和调整片,但飞机尺寸和飞行包线的进一步增长带来了对动力系统的需求,以控制铰接式气动表面。如今,可以找到两大类飞行控制系统:滑翔机和小型通用航空的全机械控制,以及大型或战斗机的动力或伺服辅助控制。伺服机构引入后,最大的附加效应之一就是可以使用主动控制技术,直接作用于飞行控制执行器,从而带来一系列好处: • 补偿基本机身的空气动力学缺陷; • 稳定和控制通常性能更高的不稳定飞机; • 大迎角飞行; • 自动失速和旋转保护; • 阵风缓解。
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
JAR 22.321 概述 JAR 22.331 对称飞行条件 JAR 22.333 飞行包线 JAR 22.335 设计空速 JAR 22.337 极限机动载荷系数 JAR 22.341 阵风载荷系数 JAR 22.345 减速板和襟翼展开时的载荷 JAR 22.347 非对称飞行条件 JAR 22.349 滚动条件 JAR 22.351 偏航条件 JAR 22.361 发动机扭矩 JAR 22.363 发动机支架侧向载荷 JAR 22.371 陀螺仪载荷 JAR 22.375 翼梢小翼
生产并测试所有单个部件后,组装了一个可操作的原型机。原型机在 PBS 试验台上进行了地面台架测试,并达到了推力、油耗和使用寿命的目标值。从组织和财务角度来看,启动和飞行包线的验证都非常具有挑战性。最初打算在安装到 L-159 喷气式飞机上的特殊容器中测试发动机。然而,这些测试在捷克共和国的空域被证明是不切实际的。因此,该公司联系了莫斯科的中央航空发动机研究所 (CIAM),该研究所有一个用于测试航空发动机的热压室。该系统模拟指定飞行高度的环境条件——温度、压力和空速。发动机在整个飞行包线内都达到了要求的数值,受 0 至 10,000 m 高度和 0 至 0.88 M 空速的限制。启动能力在 8,000 m 高度和 0.6 M 空速下经过验证。通过热压室测试,获得了宝贵的运行数据。这些数据不仅用于发动机特性的内部验证,还可以告知客户 TJ100 的飞行品质。针对无人机和靶机进行了优化和性能增强如今,PBS 的 TJ100 涡喷发动机针对无人机和靶机进行了专门设计、改进和优化。这是一款高性能发动机,具有出色的重量/推力比、延长的使用寿命和低油耗。它目前被评为世界上最好的小型涡喷发动机之一,是全球轻型飞行器的明智选择。
VTOL.2600 飞行机组舱 (a) 飞行机组舱布置(包括飞行机组视野)及其设备必须允许飞行机组在飞机飞行包线内执行任务,而无需过度集中注意力、提高技能、保持警觉或疲劳。 (b) 申请人必须安装飞行、导航、监视和升力/推力系统安装控制装置和显示器,以便合格的飞行机组可以监视和执行与系统和设备预期功能相关的规定任务。系统和设备设计必须考虑到飞行机组的错误,因为这些错误可能会导致额外的危险。 (c) 对于增强类,飞行机组界面设计必须允许在任何一个挡风玻璃板的视野丧失后继续安全飞行和着陆。
VTOL.2600 飞行机组舱 (a) 飞行机组舱布置,包括飞行机组视野及其设备,必须允许飞行机组在飞机飞行包线内执行任务,而无需过度集中注意力、提高技能、保持警觉或疲劳。 (b) 申请人必须安装飞行、导航、监视和升力/推力系统安装控制装置和显示器,以便合格的飞行机组可以监视和执行与系统和设备预期功能相关的规定任务。系统和设备的设计必须考虑到飞行机组的错误,因为这些错误可能会导致额外的危险。 (c) 对于增强类,飞行机组界面设计必须允许在任何一个挡风玻璃板失去视线后继续安全飞行和着陆。
的努力。这代表了开发和飞行测试新型或改装飞机的新范例,如图所示。1.学飞用飞行中应用的实时方法取代了传统的地面测试和分析。主要收益是使用快速自适应机载流程进行建模、控制和制导,大大提高了飞机开发和飞行测试的效率,这些流程普遍适用且全球有效。学飞概念是一种快速飞机原型设计和测试的支持技术,但也应用于故障检测、自学飞行器、飞行包线保护、快速高效飞行测试、无人机安全可靠的飞行操作,以及从飞行数据快速生成或更新气动模型以进行高保真飞行模拟等领域。学习飞行概念的一个关键组成部分是基于
数字电子发动机控制 (DEEC) 是为 FlOO-PW-100 涡扇发动机开发的全权限数字发动机控制;它已在美国宇航局艾姆斯研究中心的德莱顿飞行研究设施 (DFRF) 上对一架 F-15 飞机进行了飞行测试。飞行测试的目的是评估整个 F-15 飞行包线内的 DEEC 硬件和软件。实施了新的实时数据缩减和数据显示系统。开发了新的测试技术并加强了推进测试工程师和飞行员之间的协调,从而有效利用了测试时间,减少了飞行员的工作量,并大大提高了数据质量。演示了发动机压力比 (EPR) 控制模式。非增强油门瞬变和发动机性能令人满意。
要评估现代飞机和飞机系统,需要了解如何优化空气动力学性能。如今,性能规格远远超出了点设计规格,并且在很大程度上取决于优化以满足特定的战术要求,无论飞行器是设计为拦截器、空中优势战斗机、战略运输机、战略轰炸机还是其他任何作战角色。目标是要求性能效率覆盖整个飞行包线,以满足作战需求,并且拥有最佳的武器、发动机和机身整体组合。F-14 和 F-15 是第一代采用这种方法设计和评估的战斗机。F-16、F-18、龙卷风和幻影 2000 等较新的战斗机设计都是在充分认识到优化性能的需要的情况下构思的。