军用飞机武器系统的气动伺服弹性飞行控制系统设计的目的主要是优化给定控制律的前向路径和反馈结构。控制律参数(如增益、相位超前滤波器和陷波滤波器)涵盖了所有设想的飞机配置的全飞行包线中的所有条件,这些飞机配置携带外部导弹、外挂物、炸弹,所有可能的对称和非对称组合。在优化过程中得出的控制律增益和相位超前滤波器被认为与马赫数和飞行高度有关,而结构滤波器(即陷波滤波器)可能是所有飞行条件和大量外部外挂物配置组的变量或常数。描述了飞行控制系统开发的设计策略和程序,其中包括飞行动力学耦合系统的建模、代表性选定外部外挂物的结构动力学、执行器和传感器以及数字飞行控制系统的影响。展示了不同的示例,记录了设计过程。 FCS 陷波滤波器的设计基于飞机模型,该模型描述了耦合飞行动力学、飞行控制动力学以及在代表性外部存储配置的地面和飞行结构耦合测试中测得的结构动态行为。本文
此次事故发生在一次中等风险飞行品质测试中,飞机超出了飞行包线的边缘。事故飞行员(MP)试图执行稳定航向侧滑(SHSS)以触发咨询警告和预警系统(ACAWS)的方向舵特殊警报。这通常是被禁止的动作,但空军物资司令部(AFMC/A3)作战总监签署了豁免书,批准测试团队以这一限制飞行。MA 超过了 14.5 度的侧滑角(AoS),触发了方向舵特殊警报,并且 AoS 继续增加,直到脱离受控飞行,最终翻滚到倒飞位置。此后不久,MA 从脱离状态恢复,事故副驾驶(MCP)接管控制以从近乎垂直的俯冲中恢复。在起飞和恢复过程中,飞机下降了约 5,000 英尺,经历了 3.19 倍的法向力加速度 (Gs),襟翼超速超过 100 节。超速超过了飞机的 DLL,从而使 MA 失去适航性,导致其完全损毁。
摘要 建立了倾转旋翼机接近航空母舰的路径规划模型,模型中考虑了倾转旋翼机的特点、着舰任务和航母所处环境。首先,给出了倾转旋翼机在各飞行模式下的运动方程和机动性能,给出了控制变量和飞行包线的约束条件。将倾转旋翼机返航分为3个阶段,对应倾转旋翼机的3种飞行模式,并设定了各阶段的约束条件和目标。考虑到倾转旋翼机的飞行安全性,将航母所处环境描述为可飞空间和禁飞区,并考虑运动航母所引起的湍流和风场的影响设定了禁飞区。将路径规划问题转化为在控制变量和状态变量约束下的优化问题。根据所建模型的特点,结合“逐步”和“一次性”路径搜索策略,设计了一种基于鸽派优化(PIO)的路径规划算法。仿真结果表明,倾转旋翼机能够以合理的着陆路径到达目标点。并通过对不同算法的比较,验证了PIO算法能够解决该在线路径规划问题。
自 31 年前推出空客电传操纵飞机以来,仅发生过 2 起 AOA 保护不当启动事件。第一次发生在 2012 年 11 月,当时一架 A330 飞机引入了锥形 AOA 盖板。事件发生后,所有锥形板均立即被拆除,并重新安装原始的平面盖板设计类型。第二起事件发生在 2 年后,一架配备初始 AOA 平面盖板设计的 A321 飞机上。这是此配置下唯一一次 AOA 保护不当启动的案例,该配置已累计超过 3 亿飞行小时。然而,当时已发布了 A320 系列的 OEB48 和 A330/A340 系列的 OEB49,以涵盖在多个 AOA 阻塞持续处于高值的情况下 AOA 保护不当启动的风险。这些 OEB 要求机组人员只保持一个 ADR 开启,并关闭其他两个 ADR。这迫使恢复备用规则,这将禁用飞行包线保护,从而防止不适当激活大迎角保护。
设计过程中的软件系统为探索以前不可行设计提供了新的机会,这些设计可以通过跨学科的通用方法和工具实现。通过 (a) 气动弹性剪裁来承载重新设计的衍生机翼;(b) 开发非常精确的颤振建模和颤振控制合成方法和工具,从而在开发、认证和运行期间改善颤振管理,从而可以快速将现有设计应用于衍生飞机,降低技术风险(例如,使用控制来解决开发过程中发现的颤振问题)。开发的工具和方法的准确性在经济实惠的实验平台上得到验证,然后进行规模化研究,展示跨学科开发周期。制造商通过集成开发颤振控制和气动弹性剪裁,获得用于提高飞机性能的成本效益高的方法、工具和演示器。这些跨学科能力改善了衍生飞机和新飞机的设计周期和验证与确认过程。飞行测试数据将发布在项目网站上,为全球航空航天研究界提供基准。项目成果为制定未来欧盟柔性运输飞机的认证标准起到了催化剂的作用。图 1 所示的飞机是“地平线 2020”项目“无颤振飞行包线扩展以实现经济性能改进”(FLEXOP)的主要演示机,旨在开发和测试主动颤振抑制控制算法 [1]。这架单引擎演示机翼展为 7 米。起飞重量通常为 55 公斤,但压载重量最多可增加 11 公斤。该飞机配备一台 300 N 喷气发动机 [2],位于机身后部。空气制动系统从机身侧面偏转,可实现快速减速、快速空速控制和大进近角。尾翼配置为 V 型尾翼,而每个机翼半部具有四个控制面,其中最外侧的控制面用于抑制颤振(见图 2)。两个最内侧的控制面在起飞和降落时用作增升装置。总共制造了三对机翼,将在无人机试验台上进行测试:• 机翼 - 0 – 一对使用平衡对称型层压板优化的机翼作为参考机翼,颤振速度远远超过飞机的运行速度。该机翼组主要用于基本飞行测试和刚性模型验证。• 机翼 - 1 – 一对颤振机翼,设计用于在测试范围内触发颤振,在运行速度范围内有两种主要颤振模式。然后,将使用主动颤振控制扩展飞行包线。• 机翼 - 2 – 一对使用不平衡复合层压板优化的机翼,通过气动弹性剪裁展示被动载荷减轻。
飞机设计本质上是一项多学科工作,在此过程中,多个工程师团队之间必须交换数据和信息,每个团队都具有特定领域的专业知识。管理协作组之间的数据传输、可能的翻译和存储非常复杂且容易出错。采用标准化、以数据为中心的方案来存储所有数据可提高一致性并降低误解和冲突的风险。为了有效地实现这一点,必须首先努力在分析模块和数据档案之间开发合适的接口。此外,设计过程的每个阶段对设计和分析工具的保真度和分辨率都有不同的要求。对于稳定性和控制分析以及飞行模拟,需要生成用于空气动力、力矩和导数的查找表。不同的飞行分析工具需要不同的表格/输入格式。例如,代尔夫特理工大学开发的飞行分析器和模拟器 PHALANX [ 1 – 4 ] 需要一组三维力和力矩系数表,每个控制通道单独作用。多保真气动建模旨在以最佳的计算资源分配覆盖整个飞行包线的飞行状态参数空间。这又需要一个标准化的、以数据为中心的方案来托管数据,可用于各种
我们很幸运,PlaneSense 新任运营总监 Ray Torres 已加入 POPA,接替 Everett 担任专业飞行员的顾问。Ray 是退役空军上校,拥有丰富的飞行员和领导经验,包括担任中校和安全官。过去四年来,Ray 一直在 PlaneSense 担任 PC-12 机长和安全官。POPA 很幸运能拥有 Ray 作为专业飞行员顾问的经验。1 月的最后一周,飞行安全开始运行配备 Honeywell Primus Apex 航空电子设备套件的 PC-12NG D 级全动模拟器。Joe Howley 和我花了一天时间体验这款新模拟器和相关课件。总之,太棒了。正如人们所期望的那样,这款模拟器与驾驶 NG 完全相同。关键因素是,这款模拟器提供生存训练,因此飞行员可以体验正常舒适飞行包线之外的条件。飞行安全将提供多种培训选择,包括为期 11 天的初始课程和为期 5 天的复训课程。价格大约是其他选择的两倍,但提供更广泛的不利情景培训。
摘要 —非线性控制分配是基于现代非线性动态逆的飞行控制系统的重要组成部分,该系统需要高精度的飞机气动模型。通常,精确实施的机载模型决定了系统非线性的消除效果。因此,更精确的模型可以更好地消除非线性,从而提高控制器的性能。本文提出了一种新的控制系统,该系统将非线性动态逆与基于分段多线性表示的控制分配相结合。分段多线性表示是通过对块矩阵的克罗内克积的新泛化,结合非线性函数的规范分段线性表示而开发的。还给出了分段多线性模型的雅可比矩阵的解析表达式。所提出的公式给出了分段多线性气动数据的精确表示,因此能够精确地模拟飞机整个飞行包线内的非线性气动特性。所得到的非线性控制器用于控制具有十个独立操作控制面的无尾飞翼飞机。两种创新控制面配置的仿真结果表明,可以实现完美的控制分配性能,与普通的基于多项式的控制分配相比,具有更好的跟踪性能。
飞机设计本质上是一项多学科工作,在此过程中,多个工程师团队之间必须交换数据和信息,每个团队都拥有特定领域的专业知识。管理协作组之间的数据传输、可能的翻译和存储非常复杂且容易出错。采用标准化、以数据为中心的方案存储所有数据可提高一致性并降低误解和冲突的风险。为了有效实现这一点,必须首先努力在分析模块和数据档案之间开发合适的接口。此外,设计过程的每个阶段对设计和分析工具的保真度和分辨率都有不同的要求。对于稳定性和控制分析以及飞行模拟,需要生成气动力、力矩和导数的查找表。不同的飞行分析工具需要不同的表格/输入格式。例如,代尔夫特理工大学开发的飞行分析器和模拟器 PHALANX [ 1 – 4 ] 需要一组三维力和力矩系数表,每个控制通道单独作用。多保真度气动建模旨在以最佳的计算资源分布覆盖整个飞行包线的飞行状态参数空间。这又需要一个标准化的、以数据为中心的方案来托管数据,这些数据可用于可变的保真度。标签 Li (其中 i = 0、1、2、3)用于对计算模型及其软件实现的保真度级别进行分类:
从 2019 年开始,航空公司飞行员将被要求在飞行模拟器中进行完全失速恢复训练。从历史上看,训练模拟器不需要在其正常飞行包线之外的条件下提供训练。通常需要实施失速后飞机模型来模拟失速点后的飞机响应。此外,运动提示需要充分代表这种响应,以确保在模拟器训练中学习的技能可直接用于实际飞行。本文概述了 NASA 艾姆斯研究中心进行的六个模拟器实验,旨在开发商业运输模拟器失速恢复训练的运动提示策略。其中一项实验验证了 D 级认证全飞行模拟器上失速恢复训练的增强运动提示策略。这项研究表明,增强的运动会导致失速机动中的最大滚转角降低、恢复中的最小载荷系数降低、失速恢复中的二次摇杆数量减少以及恢复中的最大空速降低。这些结果表明,对传统商业运输模拟器的运动逻辑进行相对较小的改进可以显著提高飞行员在模拟失速恢复中的表现,并可能改善失速恢复训练。