赵振宇, 韩维, 陈俊锋

(海军航空工程学院 飞行器工程系, 山东 烟台 264001)



舰载飞机着舰下滑跃升操纵策略仿真与分析

赵振宇, 韩维, 陈俊锋

(海军航空工程学院 飞行器工程系, 山东 烟台 264001)

摘要:为了对舰载飞机着舰下滑时的跃升操纵策略进行研究,建立了飞机飞行动力学模型和驾驶员模型。在此基础上,根据“50 ft跃升规范”要求,以F/A-18舰载飞机为例,运用MATLAB/SIMULINK软件,对采取不同操纵策略下的飞机跃升飞行历程进行了仿真分析。结果表明,F/A-18舰载飞机在着舰下滑状态下无法达到“50 ft跃升规范”。此外,飞机在不开启动力补偿的情况下,飞行员需同时操纵油门杆和驾驶杆来实现轨迹跃升。

关键词:着舰下滑; 轨迹跃升; 操纵策略; “反区”操纵

0引言

飞机的跃升能力也可称为飞机的高度纠偏能力,舰载飞机在着舰下滑时,其高度纠偏性能可以反映出舰载飞机进行航迹跟踪和保持的性能[1]。由于舰载飞机回收平台及降落环境等条件的限制,在着舰下滑时,舰载飞机处于反区飞行的状态,研究该状态下飞机跃升机动操纵策略,可以对舰载飞机人工控制着舰提供参考,意义重大。

1飞行动力学建模

舰载飞机在进行着舰下滑时,理想状态为定常直线飞行,且跃升机动为纵向的机动,因此只考虑飞机的纵向运动,在“航迹-机体”坐标系中[2],可以得到飞机的平衡方程:

mdV/dt=Tcos(α+φ)-D-mgsinγ

-mVdγ/dt=-Tsin(α+φ)-L+mgcosγ

M=Iydq/dt, dxg/dt=Vcosγ

dzg/dt=-dH/dt=-Vsinγ

dθ/dt=q,γ=θ-α

式中:m为飞机质量;V为速度;T为发动机推力;α为迎角;φ为发动机安装角;D为阻力;γ为航迹倾角;L为升力;M为俯仰力矩;Iy为飞机对应y轴的惯性积;q为俯仰角速度;H为高度。……