飞行甲板形状与状态对直升机着舰系留要求的影响

通过直升机与舰船之间详细的动态作用分析来评估舰载直升机的系留要求。其中包括确定作用于直升机的动态载荷，还包括计算相应的动态作用力和直升机的响应。英达尔科技有限公司在以前的研究中已得出的结论表明，在总载荷中，由主旋翼产生的空气动力载荷占了极大部分。虽然在直升机着舰后的最短时间内旋翼总矩降到最小值，然而由旋翼产生的推力可超过直升机重量的25％，这主要取决于风速和横摇角。为了计算这些旋翼诱导载荷，可采用旋翼的计算机模型。这种载荷计算的精确性取决于所采用的假设条件，特别是与飞行甲板上风的状态有关。英达尔科技有限公司和DCE公司通过风洞试验共同研究了这些假设条件，并通过试验来检验风速、横摇角、飞行甲板宽度以及水线以上高度对旋翼诱导载荷的影响。此外，还绘制了飞行甲板上的气流图以支持分析结果，同时还研究了一种方法来确定旋翼诱导载荷，其结果比应用直升机与船体之间的动态作用分析方法预报的旋翼诱导载荷要大。2003年1月～3月，在加拿大国家科学研究委员会的风洞装置中完成了这些试验。此外，还对试验结果进行了评估，并讨论了飞行甲板形态对直升机和船体之间相互的动态作用分析的影响，提出了试验结果对确定舰载直升机在甲板上操作的限制要求所产生的作用。     

舰载直升机起降区空气流场模拟方法研究

基于计算流体力学(CFD)技术建立了2种舰载直升机起降区空气流场的计算方法,以用于分析舰船/直升机之间的耦合干扰问题。在这2种方法中,控制方程选取N-S方程,求解方式采用隐式耦合方式,湍流模型为k-ε模型,分别使用"作用盘方法"和"运动嵌套网格方法"模拟旋翼。应用建立的方法,以SFS2简化船型、Robin旋翼和"Caradonna-Tung"旋翼分别作为算例,并与试验值进行对比,验证了方法的有效性。在此基础上,深入地进行起降区舰船/旋翼耦合流场的计算研究。研究结果表明:舰船上层建筑物的存在会引起起降区下洗速度增大,使得旋翼拉力减小;"作用盘方法"能有效地用于舰船/直升机耦合流场的分析,而"运动嵌套网格方法"可以捕捉到起降区空气流场的细节,但其需要耗费巨大的计算量。     

卡-29突击运输直升机与中国海军

俄罗斯海军航空兵大规模装备和应用的共轴双旋翼直升机虽然在技术上存在很多极只吸引力的优势和特点,但是直到目前仍然无法动摇常规尾桨式直升机的统治地位。其轴双旋翼直升机在结构上与常规尾桨式直升机存在很大的区别,前苏联／俄罗斯海军舰载直升机普遍采用共轴双旋翼直升机,     

海上搜救模拟器的直升机悬停鲁棒控制

为了研制海上搜救模拟器的直升机模拟系统,给出了直升机模拟的系统结构,建立了直升机的悬停数学模型.用镜像映射方法和闭环增益成形算法设计了直升机的悬停鲁棒控制器.用Simulink进行了仿真实验,当直升机处于悬停状态时,系统的输出为输入的18%且抖动频率明显降低,当系统加了0.5 s纯滞后模型摄动后,系统的输出为输入的32%且抖动频率明显降低.仿真结果显示系统具有较强的稳定性和鲁棒性.     

LHA多机起降过程中的耦合流场仿真

为研究多机起降过程中的舰面/旋翼流场干扰问题及耦合流场对直升机操纵量的影响,采用计算流体动力学(CFD)仿真方法及作用盘法对两栖攻击舰LHA上多机起降过程进行仿真研究.研究结果表明,前机侧舷进离场过程中,耦合流场对后方相邻起降点位置的直升机产生较大影响,后机开车时应避开前机进离场的时间区间;进离场过程中,前机对后机操纵量影响较大,当前机位于着舰点上方时,随着其高度的增加,后机总距先增大后减小、俯仰周期变距及滚转周期变距均增大;当前机偏离着舰点距离大于0.5R(直升机旋翼半径)时,随着前机高度的增加,后机总距、俯仰周期变距及滚转周期变距均减小.研究成果可为多机起降作业安全提供借鉴和参考.     

基于CFD的舰载直升机起降理论风限图研究

基于CFD技术建立了一种舰载直升机配平分析方法,以动量源的形式计入直升机旋翼作用,用于分析舰船/直升机之间的耦合干扰问题,并可实现舰机耦合干扰流场的快速计算,突破了原先飞行力学模型中气动参数单向耦合方式的局限性。在该方法中,控制方程选取N-S方程,湍流模型采用k-ε模型,求解方式采用隐式耦合方式,网格上运用自适应切割体网格进行划分,并引入舰载直升机安全着舰判据,发展了一个可用于计算舰载直升机着舰理论风限图的模型。应用建立的方法,以黑鹰直升机作为算例,与试验值进行了对比,验证了方法的有效性。在此基础上应用该模型计算得出了特定舰机组合下的理论风限图。     

水空两栖多旋翼飞行器出水控制及参数整定

介质跨越是水空多旋翼飞行器的关键运动之一,针对水空多旋翼飞行器的出水问题开展相关研究。首先,建立水空多旋翼飞行器的运动学、动力学模型,重点探究其在水下运动过程中的受力,借助Fluent软件对水空多旋翼飞行器在水下受到的粘性水动力进行分析,并进一步用多项式拟合粘性水动力与速度之间的关系。在此基础上,提出分段变参数PID跨介质控制方法,在Matlab中开展控制仿真实验。最后,引入遗传算法整定PID控制器,并将结果与前者进行对比。实验结果表明：水、空环境突变对PID控制算法影响巨大,分段变参数PID控制方法更加贴合实际跨介质过程;基于遗传算法的PID控制器参数整定方法能有效提高水空多旋翼飞行器跨介质性能。研究结果可为研究潜器跨介质、导弹出水、水空多旋翼飞行器的出入水控制等问题提供研究思路和理论参考。     

船舶运动的极短期预报试验

利用自回归模型对船舶运动进行了预报试验研究。试验结果表明,对于直升机稳定平台补偿控制系统来说,由于只需要对船舶未来极短时间内的运动进行预报,所以基于自回归模型的预报方法能满足系统的实际要求,是一种简单、可行的方法。     

中国舰载直升机的眼前难题能否靠“山寨”解决

中国海军舰载直升机的现状和潜力 舰载直升机已经成为现代化海军力量所不可缺少的重要组成部分，也是常规水面舰艇所能使用的主要航空力量。在无人直升机和倾转旋翼直升机等新型航空器无法很快投入实用的前提下，常规舰载直升机在世界海军装备中还有相当长时间的使用寿命。     

登陆编队前置直升机防潜警戒配置方法及其仿真

根据登陆编队对潜防御的要求,分析了登陆编队前置直升机对潜防御警戒幕配置方法,提出了前置直升机警戒幕的近界和远界;构建了直升机警戒幕防敌潜艇突破数学模型,并在此基础上,实现了直升机警戒幕防敌潜艇突破仿真系统。通过仿真实验,对直升机警戒幕对潜防御效率进行了详细分析,为直升机伴随护航反潜的作战使用提供了理论依据。