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。     

舰载飞机的阻拦着舰动力学建模

舰载飞机在海上军事体系中占有至关重要的地位,随着我国大型航空母舰的自行研发成功,舰载飞机的弹射起飞和阻拦着舰等技术的研究也进一步展开。与地面起飞和降落不同,舰载飞机受到复杂的海上气候环境的影响,同时,航空母舰始终处于运动中,给舰载飞机的起飞和着舰提高了难度。舰载飞机在进行着舰时会产生很大的冲击载荷,为了保证飞机在最短滑行距离内安全着陆,航空母舰配备了阻拦挂索等装置。本研究针对某一型号的舰载飞机,利用仿真软件Matlab-Simulink和数值模拟方法,对该型号飞机的阻拦着舰过程进行了力学模型和运动学模型的建立,并在此基础上完成了阻拦着舰系统的力学仿真。     

舰载机阻尼着舰动力学建模

为了解决现有舰载机阻尼着舰动力学模型着舰时间较长与滑跑距离较远的问题,提出舰载机阻尼着舰动力学模型研究。采用转换方法对着舰坐标系进行选取转换,依据舰载机着舰运动学方程对舰载机进行模型化处理。根据模型特点对起落架结构进行简化,在此基础上依据刚体碰撞理论对阻尼着舰碰撞模型进行构建,并对阻尼着舰动力进行分析,实现舰载机阻尼着舰动力学模型的构建。通过实验得到,相较于现有的舰载飞机阻尼着舰动力学模型,构建的舰载机阻尼着舰动力学模型极大缩短了着舰时间与滑跑距离,充分说明构建的舰载机阻尼着舰动力学模型具备更好的性能。     

航母水动力特性对舰载飞机弹射起飞的影响

航空母舰是一个国家海上军事实力的重要表现,二战以来,世界各国为了提高自己的海上军事作战水平,都对航空母舰的研发投入了大量的人力和财力。舰载飞机是发挥航空母舰军事实力的关键技术,因此,研究舰载飞机在航母的弹射起飞与着落技术具有重要的意义。本文针对舰载飞机的弹射起飞过程进行动力学建模,并基于数学模型设计一种舰载飞机弹射起飞的控制系统,并基于Matlab软件对航母的舰载飞机弹射起飞精度误差进行建模与仿真分析。     

舰用车辆的特性与设计思想解析

舰用车辆是主要服役于航空母舰的移动设备,这些设备直接或间接地与舰载机的保障作业相关联。依据现有航母舰用车辆与舰载机保障设备的现状,说明舰载机的保障需求以及舰用车辆的作用,解析舰用车辆在舰载环境下使用的特殊要求,论述舰用车辆结构特征与设计需遵循的基本要点。舰用车辆继承岸基车辆的功能,同时又适宜舰载环境条件下作业,舰用车辆是舰载设备的组成部分。宜将舰用车辆总的视为设备系统,以模块组合与功能通用方式提高综合保障能力。有必要研制功能适宜的舰用车辆或装置,满足舰载机弹药挂装环节保障能力提高的需求。     

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。     

基于极短期运动预报的舰载机着舰过程仿真分析

[目的]舰载机着舰过程是其整个飞行过程中的一个关键环节,由于受到舰船运动的影响,技术难度较大。[方法]基于舰船极短期运动预报,开展舰载机着舰过程的仿真研究。首先,基于传统的舰船极短期运动预报方法,采用波形匹配和仿射变换,提出一种最优预报算法的确定方法;然后,建立基于光波束导引的舰载机着舰导引系统模型,并提出3个衡量着舰导引系统性能的终端误差指标;最后,开展舰载机着舰过程的仿真研究,分析舰载机对光波束运动轨迹的跟踪偏差及落点分布,得到着舰终端误差。[结果]由仿真结果可知,舰载机的着舰点相对集中,大多位于理想着舰点范围内,着舰终端误差满足着舰引导系统规范的要求。[结论]研究成果对于舰载机的着舰引导具有参考价值。     

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.     

《航空保障》

正从古至今,海洋和天空一直是人类探索与开发的巨大宝库,由此诞生了一系列高新技术装备,其中最具代表性的便是舰船与飞机。作为巨型系统工程,航空母舰是结合舰船与飞机的重要力量,几乎集成了舰船、航空、航天、电子兵器等领域的所有高新技术,体现了现代海上军事强国的最高科技水平和综合国力。而航母航空保障系统则是保障舰载机在航母上安全起降和有序作业的核心,是其区别于其他大型主战水面舰艇的重要标志。     

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。