现代航空母舰阻拦装置

1 为什么要设计舰载机着舰阻拦装置 现代喷气式飞机的着舰速度较大，一般在200—300米／秒左右，在不采取任何拦阻措施的情况下，需要滑行上千米才能停下来。而航空母舰飞行甲板的长度只有200—330米左右，因此，如何使飞机在如此短的距离内停下是航母设计的关键。阻拦装置的作用就是在最短的时间和距离内吸收掉着舰飞机的动能，使其迅速减速并安全停下来。     

钢制阻拦索与合成纤维制阻拦索性能分析

航母阻拦索是舰载机着舰时与阻拦装置接触的关键部件,是舰载机的"生命线",目前国内外航母多采用液压式阻拦装置,使用的是钢制阻拦索。为了满足舰载机重量范围更大的要求,人们将目光投向合成纤维制阻拦索,希望能成为新型阻拦索。对钢制阻拦索及合成纤维制阻拦索的结构特点及检测方法进行分析,针对舰载机着舰的对中及偏心情况,基于波动传载理论建立数学模型,对钢制阻拦索的应变载荷及合成纤维制阻拦索的拉伸力进行对比计算分析。研究结果表明:钢制阻拦索具有良好的抗拉强度及抗冲击能力,而合成纤维制阻拦索具有良好的强度重量比及柔性,较强的抗弯曲及抗冲击能力,在阻拦过程中受偏心程度的影响较小。     

基于排队论的大型舰船甲板弹射器数量研究

为明确大型舰船飞行甲板弹射器数量设计的理论依据,从调运指挥官的角度提出了"虚拟队列"概念,分析了其工作特点,对其工作模式进行了排队论建模.同时分析、建立了舰载机在弹射等待过程中的真实排队模型.忽略其它甲板因素的影响,基于排队论假设代入数值计算了不同弹射器数量对虚拟队列中舰载机的等待队长、系统等待耗时等关键指标的影响,使...     

基于频率采样方法的FIR甲板运动补偿器设计

航空母舰甲板垂向运动是舰载机高海况着舰误差的主要因素,为提高舰载机在高海况下的自动着舰精度,自动着舰系统采用甲板运动补偿器根据甲板垂向运动生成补偿指令,以驱动舰载机精确跟踪甲板运动,从而减少着舰误差。常规甲板运动补偿器在补偿频率范围内虽然可以实现预期补偿效果,但在补偿频率范围外存在高增益区域,对甲板运动中的高频分量起放大作用,并且将其混入生成的补偿指令中,会对舰载机飞行安全产生影响。为在有效补偿的同时减少对甲板运动高频分量的放大作用,通过对舰载机自动着舰系统的频率响应按频率进行采样,设计出离散甲板运动补偿器频率响应,采用频率采样法设计数字式有限冲击响应(FIR)甲板运动补偿器。仿真结果表明:所设计的基于频率采样方法的FIR甲板运动补偿器在有效补偿由甲板运动引起的舰载机着舰误差的同时,可有效降低甲板运动高频分量的影响,提高着舰精度。     

舰载机降落技术探讨

舰载机在甲板上的降落是一个充满了各种危险的过程，过前、过后或靠左、靠右都会造成冲出甲板或与舰上其他飞机相撞的危险，甲板的横摇幅度过大也会使舰载机机轮触及甲板时产生倾覆。甲板降落方式还带来了飞机结构增重，严重影响了舰载机的战技性能，与同类型的陆基作战飞机相比，几乎所有的舰载机战术技术性能都有相当大的下降。为满足舰载机安全降落要求，航母的设计者不得不采用放大排水量和加大飞行甲板面积这两个迫不得已的办法来降低事故率。在关于中国航母的讨论中可以看出，大家对舰载机的起飞方式给予了极大的关注。实际上对于许多国家来说，降落安全性才是发展航母的技术瓶颈，可以说，只要掌握了舰载机的降落技术，也就等于拿到了建造航母的通行证。增加航母的排水量是一种降低舰载机降落难度的方法，但要达到比较理想的效果，航母的造价就会大幅度上升，这又形成一道资金关口，同样是许多国家难于承受的。正是由于降落问题如此严重，以至于十多年前许多航空专家都认为短距起飞垂直降落是舰载机的的最佳发展方向。 舰载机的降落技术是一个不断完善和发展的课题，这方面的相关技术包括飞机的性能、航母飞行甲板的设计、能帮助飞行员完成降落的仪器设备等。从最早的人工引导和飞行员目视着舰发展到利用光学设备和雷达制导着舰已经经历整整半个世纪，已经有不少文章谈论到舰载机的安全降落问题，本文在此基础上试对常规舰载机降落技术的历史、现状及未来发展等方面再进行了一番探讨，也许还能给读者一些新的感受。[编者按]     

环境扰动下的舰载机着舰响应分析与建模

航母对一个国家的重要性越来越明显。舰载机是航母上重要的核心武器装备,负责航母的攻击及防御。但是,由于舰尾气流和甲板运动的影响,舰载机的着舰精准性面临非常大的问题,对飞行员的操作水平要求极高。因此,对影响舰载机着舰的环境扰动因素进行充分研究显得非常必要。本文将基于PID算法,着重对以上2个因素进行分析,并建立相应的模型。     

舰载机起降对甲板作业人员的影响研究

围绕舰载机起降过程中,发动机高温高速喷流产生的强噪声、高热辐射和强气流冲击对甲板航空保障作业人员的影响问题,阐释了舰载机起降对甲板作业人员生理心理影响的涵义,梳理了涉及的研究内容和防护技术,从测试技术、分布规律、防护措施及作业标准4个方面重点分析了美海军整体研究现状、已取得的研究成果及发展趋势。在此基础上,分析了国内外差距以及开展相关研究的重难点和技术途径。     

舰载机牵引影响因素分析

航母上的舰载机牵引力学模型较复杂，航母的总体性能、海况、舰载机尺寸、牵引路线、牵引方式等因素对舰载机牵引时的受力都有一定的影响。介绍了影响舰载机牵引的各项因素，通过数学模型的仿真计算，对舰载机牵引与各项影响因素的关系进行了初步分析，为舰载机牵引限制条件的设定、牵引方式的研究、牵引设施的研制提供了一定的参考。     

现代航空母舰发展剖析

50年代以来，航母因其具备全球行动能力而傲视各大洋。经过现代化改装，其指挥、通信、操控等方面的能力得到迅速增强，同时上层建筑也发生了较大变化。美国海军计划在新一代航母上采用更多的新技术。现在航母上舰载机起飞多使用蒸汽弹射器，但该技术存在起飞间隔时间较长、能耗大的问题。因此，采用垂直起降式舰裁机和选用滑跃甲板设计的航母应运而生，如英国的“常胜”级和“鹞”式飞机。此外，俄罗斯海军的“库兹涅佐夫”号上的舰载机采用了短距起飞、阻拦降落这一起降方式，回避了其不熟悉的蒸汽弹射器技术。     

舰载机高强度作业流程仿真研究

舰载机高强度出动回收作业是航母最大作战能力的集中体现,其对甲板资源、舰载机调度等均有很高要求。为系统研究舰载机高强度出动回收作业流程和舰载机调度策略,本文建立了基于随机过程和线性策略的流程调度仿真模型,实现了舰载机自主调度。基于Matlab开发了仿真程序,与美国高强度演习记录的对比表明,该仿真模型精度可靠。研究了2种不同的调度策略,仿真结果表明,调度策略对于舰载机作业安全影响较大,对出动架次率影响不大。     

航空母舰的发展展望

介绍了近年来世界各国航空母舰的发展动向，以及上世纪对航空母舰作用曾有的一些不同看法，并对航空母舰、舰载机、机舰协调设备、动力系统、电力系统和作战系统等的发展进行了展望。     

国外航空母舰主尺度与航速关系的回归分析

采用回归方法研究国外航空母舰航速和主尺度的关系。根据傅汝德数、排水量和动力的分类，分别给出国外各种类型航空母舰的航速预报经验公式，并进行方差和测量熵的分析，提出在各种情况下最佳使用公式的建议。     

基于FTESO和漂角补偿的船舶航向滑模控制

[目的]为提高水面欠驱动船舶的航向跟踪性能,减小航向误差,研究一种基于有限时间扩张状态观测器(FTESO)的船舶航向滑模控制方法.[方法]首先,采用预滤波器减小船舶转向时较大的航向变化率影响,利用扩张状态观测器对时变漂角进行估计,然后通过估计出的漂角及时修正航向误差.为简化控制器设计,艏摇方向上的外部扰动和内部不确定项...     

舰载经纬仪连续帧图像目标快速识别算法研究

为解决舰载经纬仪对连续帧图像快速识别、准确定位的要求,在深入分析连续图像序列特性和舰载经纬仪特点的基础上,利用经纬仪的角度变化信息,对图像序列进行帧间差值运算,提出了一种新的目标识别算法,大大减少了运算量.实验结果证明,该算法具有快速、稳定等优点,能满足舰载经纬仪实时图像处理的要求.     

基于新型滑动模态和观测器的船舶自动舵设计

设计一种新型准滑动模态船舶自适应自动舵,该自动舵可以克服模型参数未知和外界扰动,具有较强鲁棒性。为克服滑模面切换带来的抖振,在指数趋近律的基础上,提出一种新型的双曲正弦函数的指数趋近律,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,使切换平缓;同时利用状态观测器对船舶模型参数及外界干扰进行观测,从而实现有效补偿;最后借鉴Backstepping方法设计船舶航向滑模控制器。通过对一具体船舶航向控制器的仿真,验证了上述方法的有效性。     

一种新型水上减阻仿生技术研究

传统排水型两栖车辆航速在15km/h时出现"阻力墙"现象,致使水阻力急剧增大,限制航速进一步提升。文章从蛇怪蜥蜴高速踏水方式构思,基于固-液体高速作用动力学原理,提出了一种基于改变两栖车体航态的仿生减阻技术。其依靠仿生叶轮与水的高速作用产生向上托举力和向前推进力,将两栖车体托举出水面,进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象。仿真分析了刚性叶片夹角θ、入水深度h、转速ω等物理参数对水动力性能的影响,着重讨论了转速ω的影响,并给出了临界范围。结合先期原理试验,初步验证了此仿生技术能够实现两栖车体辆从排水状态进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象,达到减少水阻力的目的。     

基于事件的舰载机出动回收作业流程建模方法

为构建基于舰载机出动回收作业流程剖面分析规范化的合理逻辑模型,采用IDEF0设计框架及Petri网工具对其进行离散事件建模,搭建工程经验与仿真模型间的桥梁。根据工程经验,依照面向过程的IDEF0设计框架,理清舰载机出动回收作业流程中各组件系统间的信息交互和互操作关系,完成活动模型,以明确该流程中的事件触发规则和顺序,并根据活动对应变迁、信息流对应库所的原则,构建舰载机出动回收作业流程Petri网模型,形成工程研制者及仿真研发者均能接受的舰载机出动回收作业流程逻辑仿真模型,该Petri网模型也可直接应用于舰载机出动回收作业流程离散事件系统的功能仿真。     

基于多段滑模面控制的船舶柴油机调速系统仿真研究

船舶柴油机的稳定运行,关系船舶电力系统电能品质以及柴油机的性能。为了使柴油机具有得到较好的排放性、经济性及动力性,对其转速进行稳定的控制是十分重要的。在实验的基础上建立柴油机调速系统的非线性数学模型,利用滑模变结构控制理论设计了多段滑模面变结构控制器。并用MATLAB/simulink进行了仿真,结果表明:多段滑模面变结构控制能很好抑制系统的超调量,快速跟踪目标值,具有控制精度高,鲁棒性强等特点。     

新晋高速公路陡坡路堤挡土墙设计

目前陡坡路堤挡土墙设计中大多沿用传统的土压力理论和公式，没有考虑滑块下滑力的影响。文中结合实际工程，对陡坡路堤挡土墙设计中下滑力的计算及挡土墙位置选择进行详细的论述，提出了下滑力的计算方法和挡土墙位置选择需考虑的因素。     

基于模糊理论的船舶复合碰撞危险度计算

基于船舶领域和动界的概念,在船舶碰撞几何原理的基础上,利用模糊规则和模糊综合评价方法,本文提出一种船舶复合碰撞危险度的计算方法.确定最近会遇距离(DCPA)、最近会遇时间(TCPA)、两船距离、相对方位、船速比5个主要因素的隶属度函数,并考虑航行区域状况、能见度情况和船舶的操纵性能等对船舶碰撞危险度的隶属度函数修正.用原始数据对3种不同会遇态势进行仿真和对3种不同碰撞危险度计算结果分析比较,结果表明该方法的有效性.