陈金鹤，陈立霞，黄水林

中国直升机设计研究所 直升机动力学全国重点实验室，天津 300300

倾转旋翼机具有三种飞行模式:直升机模式下低速性能良好,固定翼模式下飞行速度可超过550km/h,过渡模式可实现平滑地在直升机模式和飞机模式间的转换；且其具有飞行噪声低、飞行包线宽的优势。但倾转旋翼机由于构造复杂,也存在一定的技术问题,尤其是在倾转过渡变体、变速过程中的稳定性和操纵性变化显著,同时在飞行过程中可能遇到各种可预见与不可预见故障,则会导致飞行员应急操纵不当,很可能造成飞行事故,因此研究倾转旋翼机舵面故障后的应急操纵和飞行轨迹,对制定应急操纵程序和提升飞行安全具有重要意义。

操纵面故障（失效、卡滞、松浮）是引起飞行事故的主要原因之一。故障的出现将改变倾转旋翼机的飞行动力学特性,缩小飞行包线。针对倾转旋翼机舵面失效后的飞行轨迹和操纵,国内外集中于容错控制的理论研究[1-5],当飞行器在飞行过程中发生故障或者意外损伤时,重构飞行控制,通过实时调整控制器参数或改变控制器结构,维持正常的飞行。倾转旋翼机的操纵冗余是其可重构的基础,故障的多样性[6-7]导致容错控制存在局限性,且飞行控制律的重构同样面临最终的飞行轨迹和操纵受指令的影响,难以兼容飞机状态、飞行环境等一系列限制条件下的择优性。

为确保故障后的飞行安全,重新规划安全飞行轨迹和提供相应的操纵参考,采用数值优化方式则是一种降低飞行试验成本和风险的重要手段。……