摘要:阵风减缓对于改善飞机飞行品质、降低阵风载荷具有重要意义,利用飞机响应(反馈控制)和阵风扰动信息(前馈控制)来改善阵风减缓效果值得重视。本文设计并分析了一种由前馈控制系统(FFCS)和反馈控制系统(FBCS)组成的组合控制系统(CCS),同时通过数值模拟和风洞试验分别对CCS、单一FFCS和单一FBCS的阵风减缓效果进行分析比较。以柔性机翼为研究对象,通过数值模拟分析了3种控制系统在不同形式阵风激励(1-cos离散阵风、正弦阵风和Dryden湍流)下的阵风减缓效果。风洞试验中采用阵风发生器产生的正弦阵风,在不同风速和阵风频率下进行了阵风减缓试验。仿真与试验结果表明,CCS对各种阵风激励均具有较好的阵风减缓性能。FFCS与FBCS相比,FFCS的鲁棒性和控制效果均优于FBCS。FFCS与CCS相比,FFCS的减缓效果越好,采用CCS在FFCS上增加FBCS所获得的效果越难得到明显的改善。
兰利纪念航空实验室成立于 1917 年,是美国第一家民用航空研究实验室,隶属于美国国家航空咨询委员会 (NACA)。该实验室的主要任务是发现和解决飞行问题,它利用大量风洞、实验室设备和飞行研究飞机来构思和完善新的航空概念,并为飞机设计中的关键技术学科提供数据库和设计方法。第二次世界大战 (WWII) 之前,兰利对翼型、飞机结构、发动机罩和冷却、阵风减缓和飞行品质等各种主题的研究在民用航空界广泛传播,这些技术在民用飞机上的应用也很常见。然而,在二战期间,兰利的设施和人员必然专注于支持国家的军事行动。第二次世界大战后,高速飞行的挑战以及高速飞机配置在相对较低的速度下(例如起飞和降落时)所表现出的相关问题刺激了兰利的航空研究。兰利当时的大部分研究最终都对民用和军用航空业都有用。随着 1958 年新成立的国家航空航天局 (NASA) 的出现,兰利保留了其在航空研究中的重要作用,并作为 NASA 兰利研究中心、艾姆斯研究中心、刘易斯研究中心(现为格伦研究中心)和德莱顿飞行研究中心占据领先地位。
VAERA(紧急响应应用的垂直起降分析)的使命是设计、开发和分析用于不同灾难场景的紧急响应旋翼机。该项目目前的重点是改进载人和无人旋翼机,以用于野火救援工作。本文介绍了野火灭火载人和无人旋翼机的当前技术水平、当前的野火行动、类似飞行器的操控和飞行质量考虑因素,以及可以(有时)用于不同野火任务的无人 1000 磅以下商用现货 (COTS) 旋翼机的局限性的背景信息。利用背景信息确定了目前限制旋翼机灭火能力的技术差距,并提出了如何解决每个已确定技术差距的计划。本文确定了旋翼机在野火环境中存在的关键技术差距,包括:性能和操控/飞行品质较差、操控品质分类不充分或不存在、飞行动力学湍流建模方法未经验证以及野火任务子系统不足。虽然旋翼机在野火环境中运行存在许多问题,但本文重点关注那些尚未得到解决或需要更多关注的问题。本文的目的是教育公众了解野火扑灭旋翼机的关键技术差距,这些差距尚未在公共领域引起广泛关注,并解释解决这些技术差距所需的工作。
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。
遥感飞行平台分为卫星遥感和航空遥感,过去的航空遥感平台主要是有人机。20世纪90年代,随着电子技术的飞速发展,小型无人机在遥控、续航时间、飞行品质等方面有了明显的突破,成为近来兴起的新型遥感手段,并在遥感界被普遍认为具有良好的发展前景。与人机相比,无人机的优势主要表现在:一是机动性极高,所有设备加起来也就100多公斤,在机动速度、机动范围、机动条件等方面,是任何飞机都无法比拟的;二是环境适应能力强,不需要专门的起降场地,飞到哪里对气象条件的要求很低,优越的低空性能使得云中作业变得轻而易举,从而大大提高工作效率;三是经济性极佳,飞机购买价格便宜,一般公司都能负担得起,使用成本低,而且不需要有人值守,用户的安全压力大大减轻。从飞行器的性能上看,无人机与人机的一个重要区别在于,无人机在视距内飞行,完全由自动驾驶仪按预设程序飞行,无法根据实际飞行情况进行无人干预,体积小,可装载空间和重量十分有限,只能装载小型普通传感器。第三,无人机飞行时受气流扰动而引起飞行状态偏差,主要靠飞机自身的飞行稳定性来恢复,因此存在明显的速度慢。以上特点直接影响航拍质量,用无人机航拍时,往往出现图像质量不高、重叠误差大、漏拍等现象。
第 9 章运行限制和信息 ...................................................................................................................... IIIA-9-1 9.1 总则 ...................................................................................................................................... IIIA-9-1 9.2 运行限制 ...................................................................................................................................... IIIA-9-1 9.3 运行信息和程序 ...................................................................................................................... IIIA-9-2 9.4 性能信息 ............................................................................................................................. IIIA-9-3 9.5 飞机飞行手册 ...................................................................................................................... IIIA-9-3 9.6 标记和标牌 ............................................................................................................................. IIIA-9-3 第 10 章持续适航 — 维护信息 ............................................................................................................. IIIA-10-1 10.1 总则 ............................................................................................................................................. IIIA-10-1 10.2 维护信息 ............................................................................................................................. IIIA-10-1 10.3 维修计划信息 ...................................................................................................................... IIIA-10-1 10.4 型号设计批准产生的维修信息 ...................................................................................................... IIIA-10-1 第 11 章安全 ...................................................................................................................................... IIIA-11-1 11.1 用于国内商业运营的飞机 ...................................................................................................... IIIA-11-1 11.2 风险最小的炸弹位置 ...................................................................................................................... IIIA-11-1 11.3 飞行机组舱的保护 ...................................................................................................................... IIIA-11-1 11.4 室内设计 ...................................................................................................................................... IIIA-11-1 第 IIIB 部分2004 年 3 月 2 日或之后提交合格审定申请的 5 700 公斤以上的飞机 ...................................................................................................................................... IIIB-1-1 第 1 章总则......................................................................................................................................................... IIIB-1-1 1.1 适用性 ......................................................................................................................................................... IIIB-1-1 1.2 发动机数量 ............................................................................................................................................. IIIB-1-1 1.3 操作限制 ............................................................................................................................................. IIIB-1-1 1.4 不安全特征和特性 ............................................................................................................................. IIIB-1-2 1.5 符合性证明 ............................................................................................................................................. IIIB-1-2 第 2 章飞行 ............................................................................................................................................. IIIB-2-1 2.1 总则 ............................................................................................................................................. IIIB-2-1 2.2 性能........................................................................................................................... IIIB-2-1 2.3 飞行品质 ................................................................................................................................ IIIB-2-5 2.4 稳定性和控制 .............................................................................................................................. IIIB-2-6 第 3 章设计和建造 ............................................................................................................................. IIIB-4-1 4.1 一般规定 ............................................................................................................................. IIIB-4-1 4.2 系统设计特点 ............................................................................................................................. IIIB-4-2结构 ................................................................................................................................................ IIIB-3-1 3.1 概述 .............................................................................................................................................. IIIB-3-1 3.2 质量和质量分布 .............................................................................................................................. IIIB-3-1 3.3 极限载荷 ...................................................................................................................................... IIIB-3-1 3.4 强度和变形 ............................................................................................................................. IIIB-3-1 3.5 空速 ............................................................................................................................................. IIIB-3-1 3.6 强度 ............................................................................................................................................. IIIB-3-2 3.7 生存能力 ............................................................................................................................................. IIIB-3-2 3.8 结构耐久性 ............................................................................................................................................. IIIB-3-3 3.9 特殊因素 ............................................................................................................................................. IIIB-3-4 第 4 章