艦載機(jī)著艦下滑段飛行員操縱策略研究

《艦載機(jī)著艦下滑段飛行員操縱策略研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、第16卷第1期2018年2月Vol.l1672?6553/2018/16（1）/6N80JOU°-1Feb.20RNALOFDYNAMICSANDCONTROL18艦載機(jī)著艦下滑段飛行員操縱策略硏究*劉嘉1向錦武張穎1甄沖2（1.海軍航空大學(xué)，煙臺(tái)264001）（2.北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京100191）摘要為提高艦載機(jī)在不同返航著艦重量下的著艦精度，對(duì)飛行員著艦操縱策略進(jìn)行了研究?首先對(duì)著艦操縱基準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行了探討.硏究表明，為避免滿載返航失速,應(yīng)以最大著艦重量狀態(tài)作為操縱基準(zhǔn)狀態(tài).而后采用人機(jī)閉環(huán)著艦仿真,對(duì)"保持迎角不變"和"保持速度不變"操縱策略逬行

2、了對(duì)比硏究（簡(jiǎn)稱"保角"和"保速度"策略）.結(jié)果表明，不同著艦重量下，"保角"策略相對(duì)表現(xiàn)更好，"保速度"策略著艦點(diǎn)"發(fā)散"，"保角"策略著艦點(diǎn)相對(duì)"集中".在算例中，"保角"策略著艦點(diǎn)集中在-1.8~9.4m之間，而〃保速度"策略著艦點(diǎn)集中在7.2~17m之間?此外對(duì)兩種策略著艦差異產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，結(jié)果表明，"保角"策略首先針對(duì)不同著艦重量，采用了恒定的基準(zhǔn)姿態(tài)角；其次"保角"策略不僅通過(guò)跟蹤下滑光束保持了軌跡角,減小了高度誤差，而且通過(guò)保持基準(zhǔn)迎角不變減小姿態(tài)角誤差、進(jìn)而減小了尾鉤誤差，因此在不同著艦重量下，"保角"策略著艦精度更為穩(wěn)定.但這一結(jié)論仍需在實(shí)際飛行中進(jìn)

3、一步驗(yàn)證.關(guān)鍵詞著艦，駕駛員模型，保角，保速度,最優(yōu)控制,操縱策略DOI:10.6052/1672?65除自然環(huán)境外，艦載機(jī)著艦還將受到引導(dǎo)光53?2017?53束基準(zhǔn)角、飛機(jī)返航重量、飛行速度、飛行姿態(tài)引言等因素影響【I，?].對(duì)于同型號(hào)飛機(jī)，母艦通常以統(tǒng)一的引導(dǎo)光束進(jìn)行下滑引導(dǎo).但由于執(zhí)保持基準(zhǔn)速度不變，要么保持基準(zhǔn)迎角不變.進(jìn)行任務(wù)不同，燃油彈藥等消耗不同，即便是同型而實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤和著艦.以往著艦策號(hào)飛機(jī)每次返航著艦重量也不可能完全一樣.而和""hold"指代）.即無(wú)論飛機(jī)著艦重量策略更傾向于研究飛行員本身固有的思維判斷過(guò)如何變化，飛行員在跟蹤下滑光束的同時(shí)，要么程

4、而不是本文所指的操縱方法和原則.綜上，以對(duì)于不同著艦重量飛機(jī)，其配平狀態(tài)將不同，即不同重量將對(duì)應(yīng)不同的下滑速度和迎角.理論上飛行員可以根據(jù)著艦重量在多種配平狀態(tài)下進(jìn)行著艦?但從進(jìn)入下滑道窗口到著艦一般僅有不到30秒時(shí)間,在這短短30秒內(nèi)每次都要根據(jù)飛行狀態(tài)臨時(shí)配平又要反操縱進(jìn)行軌跡跟蹤，這將給飛行的操縱帶來(lái)極大挑戰(zhàn)［J5】.因此實(shí)際飛行中，飛行員通常以某種原則和策略進(jìn)行操縱,即目前所存在的〃保持速度不變"和"保持迎角不變〃操縱策略（以下簡(jiǎn)稱為"保速度”和〃保角〃策略，在圖表中分別用"V?hold"略研究，大多集中在自動(dòng)著艦軌跡跟蹤和動(dòng)力補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)方面［6-"】，如文獻(xiàn)［

5、8］論證了動(dòng)力補(bǔ)償必要性，文獻(xiàn)［11?12］通過(guò)構(gòu)建駕駛員模型，比較了〃背面技術(shù)"和“前面技術(shù)"在著艦軌跡跟蹤效果上的差異，證明了“背面技術(shù)"優(yōu)越性?分析了飛機(jī)設(shè)計(jì)中影響著艦軌跡控制的關(guān)鍵因素；文獻(xiàn)［9］給出了"保速度"和〃保角"策略的自動(dòng)控制動(dòng)力補(bǔ)償方案；文獻(xiàn)［10］分析了著艦軌跡穩(wěn)定性變差的原因和動(dòng)力補(bǔ)償?shù)谋匾?這些文獻(xiàn)對(duì)兩種策略的自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究.文獻(xiàn)［14］對(duì)飛行員逬艦過(guò)程的變策略控制模型進(jìn)行了研究，但這一e吉錘?舸貳未n菱舸卞淚EA?飛呑呂愎級(jí)1緒痕礙亦AUzjqU?T5X5X17kHWAii/rFXviJKj^VA^RwHH/Tyu往研究沒(méi)有從飛行

6、員的視角研究著艦策略與操縱方法，沒(méi)有比較"保速度〃和〃保角"策略在著艦效果上的最終差異，無(wú)法直接用于飛行訓(xùn)練指導(dǎo).目前雖然艦載機(jī)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)已較為成熟并逐漸成為艦載機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置之一，但作為任務(wù)的最&-9終執(zhí)行者，作為自動(dòng)駕駛的最終備份，飛行員必須掌握”手動(dòng)"反區(qū)操縱技巧，才能具備上艦資格.因此，從操縱角度，硏究艦載機(jī)著艦操縱策略有著重要意義.2015-11-05收到第1稿，2016-03?15收到修改稿■*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51505493）和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展+通訊作者E?mail:xiangjw@buaa.edu.cn計(jì)劃（973）資助項(xiàng)目（201基準(zhǔn)迎角角

7、度、“保速度"策略中的基準(zhǔn)速度本文針對(duì)不同返航重量下如何提高著艦精度這一問(wèn)題，對(duì)飛行員操縱策略進(jìn)行研究?硏究思路是，首先對(duì)需要應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行介紹，而后對(duì)〃保速度"和"保角"策略”基準(zhǔn)狀態(tài)"進(jìn)行探討，基準(zhǔn)狀態(tài)研究是后續(xù)著艦操縱策略硏究的基礎(chǔ).所謂〃基準(zhǔn)狀態(tài)"就是飛行員操縱策略中所要保持的參考狀態(tài)，如"保角"策略中的1CB707002）等.然后，針對(duì)著艦操縱行為和飛行操縱策略得到對(duì)應(yīng)模型被控對(duì)象，最后通過(guò)人?機(jī)?環(huán)境閉環(huán)仿真和著艦點(diǎn)分布比較,分析著艦策略差異及其成因?這一硏究可為飛行員實(shí)際操縱提供理論參考,為自動(dòng)著艦系統(tǒng)設(shè)計(jì)