苏润，赵明

(中国电科集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088)

飞艇矢量推力与舵面复合控制分配研究

苏润，赵明

(中国电科集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088)

传统飞艇、固定翼以及旋翼飞机的技术特点越来越多地融合于现代飞艇的设计之中。矢量推力与舵面复合控制分配是其中一项关键技术。该文分析了链式分配法和数学规划法两种典型控制分配方式的特点。考虑飞艇低速舵面失效问题，结合飞艇矢量推力与舵面复合控制的实际需要，提出一种新型的控制分配方法。通过仿真分析，该方法可以保证飞艇低速时操纵控制的有效性，在此基础上尽可能以最小的能量消耗达到需要的控制效果。

控制分配；飞艇；矢量推力；舵面

1 概述

1852年9月24日，法国人吉法德(Giffard)把氢气充入一个“橄榄型”气囊(图1)，驾驶着这艘由3 HP蒸汽机驱动的44 m飞艇，在巴黎郊外飞行了27 km，正式宣告了飞艇的诞生。1929年8月29日，“齐伯林伯爵”号飞艇降落在美国新泽西州的莱克赫斯特，成功完成了历时21天5小时31分、行程31400 km的环球飞行(图1)。这标志了飞艇成为航空器领域不可或缺的一个分支。

图1 吉法德飞艇示意图(左)与“齐伯林伯爵”号飞艇(右)

经过一百多年的发展，现代飞艇在外型、结构、动力等方面都取得了极大的进步。美国洛克希德·马丁公司研制了一种原形飞艇(图2)，代号为P-791。该飞艇采用三囊体布局形式，飞艇气囊在产生浮力的同时还会产生气动升力。除了常规操纵舵面，飞艇两侧和尾部安装有两组共4个可90°偏航，90°俯仰的矢量涵道螺旋桨推进器。……