舰载机着舰过程仿真及下落点分析

舰载机着舰是飞机整个飞行过程中的关键环节,受到舰船的运动和海上的大气紊流扰动,是事故多发环节。本文对舰载飞机的着舰环境建立了数学模型,提出了一种基于推力补偿系统与自动驾驶仪系统交联的控制方法,通过仿真比较角稳定和点稳定2种光波束引导着舰方案,得出着舰终端误差。研究成果对于舰载机的着舰引导具有参考价值。     

视觉条件对舰载机着舰终端误差影响研究

针对光学助降系统易受到不良气象条件(如低能见度)影响的缺点,研究了不同视觉条件对舰载机着舰终端误差的影响。在光学着舰引导系统模型建立的基础上,对分别采用光波束惯性稳定和角稳定方案时的着舰终端误差进行了仿真对比分析。结果表明,采用惯性稳定方案时着舰终端误差较大,采用角稳定方案时着舰终端误差受视觉条件的影响较大。     

舰船姿态运动的自适应实时预报及其应用

舰船姿态运动预报系统是舰载机起降指导系统中的主要部分,它对提高舰载机安全起降起到重要作用.本文根据大型舰船在随机海浪作用下的运动特性,提出了基于自适应AR模型的预报方法,它通过RLS递推算法实现了在线实时预报.利用DSP设计的上述预报系统,本文进行了大量典型航行工况下的仿真.仿真结果表明,文中提出的舰船姿态运动预报方法可行,提前2秒的预报误差为2.7%,提前7秒的预报误差为8.3%.因此,该方法在工程中具有很大的实用价值.     

航母着舰引导系统概述

文章研究了舰载机着舰引导系统,论述了基于雷达引导系统和卫星导航的相对定位引导系统的特点,从三个方面分析了基于雷达技术的舰载机着舰引导体制的缺陷,并着眼于未来舰载机着舰技术的要求,提出了新一代多站定位引导系统,不仅能实现舰载机的快速精确定位测量,还可以将导航、防撞、通信、进近、着舰、复飞等一系列功能融为一体,为舰载机的导引控制和追尾触舰提供技术保障。     

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。     

尾流干扰下舰载机的着舰控制研究

舰载机在着舰过程中受到尾流干扰导致稳定性不好,为了提高舰载机的着舰动态稳定性,提出基于小扰动补偿的尾流干扰下舰载机的着舰控制方法。构建尾流干扰下舰载机着舰控制约束参量模型,采用惯性姿态融合方法进行飞机着舰的动态姿态调节,根据尾流干扰导致的姿态偏移量进行误差反馈修正,实现对舰载机着舰过程中的位姿自适应控制,提高着舰控制的稳态性和动态性。仿真角表明,该方法能提高飞机着舰的稳定控制性,控制过程的鲁棒性较高。     

舰船光学助降引导系统设计与开发

舰船如航空母舰的战斗力主要取决于能否实现舰载机的作战,由于舰船受到海上气象与水文条件的影响,其始终处于相对运动状态,这就给舰载机的起飞与降落提出了苛刻的要求,舰载机的安全降落也是表征战斗力形成的重要指标。为了保障舰载机的安全降落,目前应用最广的引导方法是光学助降系统。本文首先介绍了光学助降引导系统的基本原理,然后基于运动补偿系统和软件平台,对光学助降系统的精度进行了仿真试验。     

基于典型舰船结构特征的陆地靶标设计方案

[目的]舰船陆地靶标旨在为反舰导弹战斗部对舰船结构实际侵彻毁伤能力提供评判依据,目前以侵彻钢质均厚板的厚度标定反舰导弹侵彻能力。[方法]通过数值仿真,对反舰导弹侵彻典型舰船甲板板架结构的毁伤模式进行研究,得到板架毁伤模式和导弹运动规律与以往均厚板架差异较大。基于舰船板架实际破坏模式、弹道及导弹自身运动规律,同时考虑舰船材料和结构特征、动力学边界条件以及客观限制条件,提出多层舰船陆地靶标设计方案。[结果]通过对设计的陆地靶标进行数值预报,得到的靶标毁伤模式以及导弹运动规律与实际情况相近。[结论]研究表明,陆地靶标可反映导弹对水面舰船的实际打击能力以及实际毁伤效果。     

弹射中舰载机快速传递对准技术

舰载机弹射过程中的高加速度有利于提高舰/机惯导的传递对准速度,但高速运动带来的误差也会影响传递对准的性能。本文对舰载机的弹射流程、拖拽方式、弹射时间、弹射过程中线运动及角运动规律等进行分析,从舰载机弹射时间、舰机相对运动规律,及基准信息来源等对传递对准匹配方法的约束,基准信息精度与品质、动态杆臂误差,及大失准角误差等方面对传递对准性能的影响等,论证实现舰/机惯导传递对准的可行性,提出相应的传递对准方案,并提出各种干扰误差的相应补偿方法。研究表明,舰/机惯导弹射中,基于速度匹配的传递对准方法,可以实现舰载机紧急起飞情况下的快速初始对准。     

舰载机动力补偿系统设计

大型军事舰船,特别是具有战斗机运载能力的舰船(航空母舰等)是一个国家非常重要的战略力量,对保卫国家海上领土有重要意义。舰载机是指以航空母舰等为基地的飞行器统称,按照机翼结构可以分为固定翼飞机和直升机等形式。舰载机的起飞与降落问题一直是军事领域的重点和难点,本文的研究对象是舰载机在着舰时的动力补偿系统,该系统的主要作用是保证飞机器在着舰时具有合理的速度和加速度,保持稳定、安全的着舰。本文首先介绍了舰载机动力补偿系统的原理,然后在舰载飞机的动力学模型的基础上,设计了一种基于PID控制的舰载飞机动力补偿系统。     

一种用于航母自动着舰的视觉伺服技术

介绍国外一种利用舰载机传感器获得航母3个视觉特征实现航母自动着舰的新方法。这种方法将舰载机运动状态和航母视觉特征联系起来,应用一种基于线性化舰载机运动模型的控制方案,能够引导舰载机安全降落于行进中的航母上。     

基于虚拟基线的舰摇带来雷达探测误差分析

受到海浪、海风和洋流等海洋环境干扰,航空母舰在海面上航行时会产生横摇、纵摇、升沉等摇荡.为了分析舰船摇摆对舰载机着舰引导雷达测量误差的影响,根据虚拟基线定位测量理论,建立了舰艇摇摆带来的误差模型量化公式.在测相位差变化定位中的某些关键技术被深入探讨,为舰载雷达天线指向误差计算及探测误差分析提供理论依据.仿真结果显示了算法的有效性.     

航母舰载机着舰导航技术发展研究

舰载机着舰导航技术是保障舰载机在航母上安全着舰的关键技术。本文从舰载机着舰过程和着舰导航需求分析入手,结合舰载机导航技术发展历程,分别介绍了基于光学助降系统、雷达导航系统、光电导航系统和卫星定位系统的着舰导航技术,结合技术原理和适用特点对各类导航技术进行对比分析,对导航技术的发展趋势进行了展望,最后提出了基于多手段融合的舰载机着舰导航技术发展方向。     

载机舰船气流场相关研究综述

载机舰船气流场是影响舰载机起降安全的重要因素之一,已经成为舰机适配设计工作和相关装备使用过程中必须考虑的因素。通过研究,能够确定安全起降飞行包络,以指导舰载机起降作业;能够支撑舰船及舰载机的相关设计,提高舰机适配性能。另外,气流场数据还被运用在离线舰载机起降评估、飞行模拟器起降训练等虚拟环境中,提高虚拟仿真的真实性。本文对载机舰船气流场的相关研究进行梳理、归纳,包括研究目的和意义、内容、方法和思路,已开展的具体研究工作、关键技术,以及我国研究的现状和差距,最后给出研究展望,为今后的研究提供参考和思路。     

舰载机起降指导技术研究现状及发展趋势

介绍了航空母舰舰载机起降指导技术的研究现状，论述了基于纵摇运动的舰载机起飞指导方珐，及光学助降系统等着舰指导方式的特点、原理．介绍了全天候自动着舰系统以及着舰决策支持工具，讨论了起降指导系统的未来研究方向．     

舰载机典型调运方案推演与时序优化

[目的]为提高舰载机甲板调运效率,开展舰载机调运路径与时序的快速规划研究。[方法]建立一种基于网络拓扑结构的调运路径快速规划方法,引入舰载机运动模型和轨迹跟踪控制方法,建立仿真推演模型。以典型出动回收作业为例探讨舰载机调运约束条件、调运原则以及优化目标,提出一种调运时序快速优化方法。[结果]仿真推演结果显示,优化算法可提高多台弹射器作业进程的并行度,优化后的调运方案与1997年美军高强度演习数据接近。[结论]运用所提出的方法可快速获得真实合理的舰载机甲板调运方案,对于舰载机出动回收能力研究、调运方案辅助决策具有参考价值。     

水面舰船集防系统的超压值仿真分析

[目的]集体防护系统是水面舰船防护的重要组成部分。为解决水面舰船集防系统的超压值设定问题,[方法]通过理论分析集防系统的超压值,并建立国外某护卫舰的简化物理模型和数学模型,模拟不同风向和风速下全舰的压力分布,开展集防系统的超压值仿真分析。[结果]仿真结果表明,从舰艏到舰艉的压力分布极不均匀,其中桅杆处的正压力最高,之后迅速降低至负压,且逐渐增加的负压一直延续到舰艉;全舰超压值的设定受风向和航速的影响,应根据压力分布对超压值进行分段设置。[结论]研究成果可为我国水面舰船集防系统的超压值设置和优化设计提供数据参考。     

航空母舰在随机海况下的运动统计特性

为了帮助航空母舰舰载机着舰操作的系统分析,基于船舶运动对着舰过程的重要影响,研究了航空母舰在海上运动的数学模型,可以用于计算机模拟研究。     

一种基于参数估计的自适应舰船运动预报方法

运动预报是部分舰船系统的重要组成部分。为了有效地解决这一问题,文章提出了一种基于海浪峰值频率估计的自适应舰船运动预报方法。在舰船运动与海浪激励的建模基础上,建立了基于最小二乘估计的自复位海浪峰值频率估计器。采用自回归移动平均(ARIMA)模型拟合方法预报舰船运动,并通过海浪峰值频率估计值自适应调节ARIMA模型的采样周期,提高了复杂海况下对舰船运动的预报能力。该方法与常规ARIMA模型方法、反向传播神经网络方法的仿真对比结果表明了该方法在解决舰船动态预报问题上的良好精度和鲁棒性。     

基于相空间重构和回声状态网络的舰船摇荡预报

为了改进利用传统回声状态网络(Echo Stale Network,ESN)方法预报非线性舰船摇荡时历时预报精度不足的问题,提出将相空间重构和回声状态网络相结合的方法,在依托海军某型舰实船采集摇荡数据的基础上,采用相空间重构技术提取舰船摇荡时历的内部结构信息,获取摇荡时历的相空间特性,对时历数据进行可用性筛选,然后将重构后的数据输入到回声状态网络进行学习训练,用于预报舰船极短期的摇荡姿态。利用实船数据进行不同预报时长条件下的试验仿真,并按照均方误差、均方根误差等误差标准对仿真结果进行误差分析。试验结果表明:所提方法对于舰船摇荡的预报具有精度高及稳定性强的优点,预报值与真实值相比从摇荡值和摇荡相位上都具有较好的精度,证明了该方法的可行性。