升降舵速率饱和引发的纵向PIO趋势预测方法

2014-09-17刘瑜王海维贾晓鹏

飞行力学 2014年2期

刘瑜, 王海维, 贾晓鹏

(1.中国飞行试验研究院飞机所, 陕西西安 710089;2.西安飞机工业(集团)有限责任公司技术中心, 陕西西安 710089)

0 引言

驾驶员诱发振荡(PIO)是由于飞机与驾驶员间不良的耦合关系而引发的一种持续的或失控的人机耦合振荡,即人机闭环系统出现了不稳定[1]。

随着航空技术的发展,飞机的飞行包线不断扩大,任务需求逐渐扩充并综合化,为了使飞机在性能、品质、机敏性等方面获得质的飞跃,广泛采用了放宽静稳定性技术和高增稳电传飞控,系统功能增强,复杂性显著提高。另外,电传飞机的操纵面大都较小,对小的操纵力和偏转指令很敏感,舵面偏转频繁,偏转速率非常快,且由于操纵信息都是电信号传递,使座舱操纵装置不能向驾驶员直接反馈操纵面速率限制或位移限制等信息,就可能导致PIO现象的发生[2]。

据国内外相关资料统计,由舵面速率饱和引发的PIO事件已成为电传飞机发生飞行事故的首要因素,典型事件就是瑞典的JAS-39和美国的F-22都曾在着陆期间发生过由升降舵速率饱和引发的纵向PIO,最终导致飞行等级事故的发生[3]。为确保我国型号试飞安全,开展速率饱和及由其引发的PIO趋势预测技术研究意义重大。

本文针对由升降舵速率饱和引发的纵向PIO趋势预测技术开展研究,结合飞控系统稳定裕度概念提出了一种时域预测方法,并基于YF12飞机空中加油任务的仿真数据对其进行了分析与验证。