加油机尾流场建模及受油机飞行安全性分析

建立了加油机尾流场的等效扰动模型,分析了受油机在尾流场中的飞行安全性.提出的等效气动效应法采用逐点积分方法和加权平均方法,将尾流的非均匀扰动作用转化为受油机运动方程直接可用的平均风速度和等效角速度.给出了尾流作用于受油机的附加力和附加力矩,采用力和力矩平衡方法确定了不同状态下受油机的安全飞行区域.对受油机附加力和附加力矩的仿真结果表明尾流场等效扰动模型和受油机安全飞行区域较好的符合实际情况.     

软管式自主空中加油飞行控制系统与仿真研究

基于参考观测器的全状态反馈控制方法设计了受油机飞行控制系统,建立了软管式自主空中加油仿真系统,并进行了仿真验证。根据生成的受油机参考跟踪、对接轨迹,通过输出跟踪观测器在线估算前馈控制信号和参考状态量,设计全状态反馈控制器精确跟踪参考状态,解决了受油插头难以近距离跟踪加油锥套并实现精确对接的问题。以某型UCAV为例,设计了基于全状态反馈控制的自主空中加油仿真系统并进行了数字仿真。仿真结果表明,在四种强度阵风干扰下,设计的空中加油仿真系统能实现精确的双机加油设备跟踪与对接,具有良好的动态性能与鲁棒性能。     

新型歼击机空中加油飞行仿真建模研究

空中加油是提高飞机作战能力的重要手段。空中加油模拟训练成了培养飞行员空中加油技术的重要途径。空中加油飞行的数学建模是模拟加油飞行的理论基础，它直接关系到模拟飞行的逼真程度，关系到模拟加油训练的效果。研究了大型授油机尾流的形成和分布特点，分析了受油机在不同位置进入黾流时飞机所受的影响，提出了相应的数学建模方法。同时分析了新型歼击机在加油过程中飞机质量和重心的变化规律和对飞行性能的影响。     

态势估计系统中空中目标航迹仿真模型研究

态势估计系统中,航迹的真实性决定了目标运动行为分析模型的有效性。根据空中目标飞行控制的基本规律,首先建立了空中目标航迹分布的理论模型,并在惯性坐标系中建立了基于随机微分方程的目标运动模型。为了反映空中目标运动状态的统计特性,建立了具有统计特性的空中目标航迹模型。模型综合考虑了各种影响空中目标航迹的因素,并对飞行控制人员的控制行为进行了分析。仿真结果表明该模型能较好反映空中目标的运动行为,能用于态势估计系统模型的检验。     

基于粒子模型的飞机尾流雷达回波仿真

飞机尾流探测是国际航空安全领域研究的热点.研究飞机尾流雷达回波信号仿真技术,提出了基于粒子模型的尾流雷达回波信号仿真方法,给出了尾流目标的对数螺线运动模型和尾流粒子脉冲多普勒雷达回波模型,分析了尾流各演化段的粒子分布特点.最后仿真结果表明尾流雷达回波频谱是展宽的,具有独特的时频分布演化特点.该仿真研究将有助于机场飞机尾流检测,对预防飞机事故,提高机场飞行容量具有积极意义.     

无人机自动空中加油飞行控制技术

无人机在现代战争中扮演重要角色,广泛用于侦察、监视战区环境等任务,留空时间需求日益增长,为了增加航时而不返回基地加油,亟需开展无人机自动空中加油技术的研究,根据空中加油的特点,深入研究了空中加油自动飞行控制系统方案,提出了受油机分阶段姿态和位置控制策略,设计了满足自动空中加油控制要求、面向工程的多模态、高精度、高抗扰飞行控制律,并用粒子群算法进行了参数优化。此外利用Matlab/Simulink搭建仿真平台对空中加油阶段受油机扰动运动进行了仿真验证。仿真结果表明,该多模态控制律可以满足自动空中加油的任务要求,控制精度较高,受油机的抗干扰能力较强。     

鱼雷尾流追踪弹道设计与仿真

建立了较完备的尾流仿真模型,给出了尾流空穴模型和机动目标尾流的正确描述。建立了尾流检测模型,给出了仿真原理及快速仿真算法。为尾流追踪弹道设计提供了良好的仿真平台,仿真结果表明,该系统完全可以用于弹道设计的数学仿真试验。     

飞机尾流的仿真平台构建研究

大量研究表明飞机飞行过程中,若遭遇前机尾流,飞行安全将会面临严重的威胁,因此飞机尾流的探测成为飞机飞行安全特别是机场安全的关键难题.针对上述背景,构建了飞机尾流电磁散射特性与三维视景仿真系统,研究飞机尾流稳定段的演化趋势,得到了飞机尾流的速度分布特性和RCS特性等量要雷达特性,为飞机尾流的雷达探测研究奠定了理论基础.建立的飞机尾流视景仿真模块逼真的模拟了飞机尾流的演化趋势,为机场航空管制提供了直接有效的管理手段.     

水下航行器反舰尾流自导弹道设计与仿真

首次建立了水面目标舰机动条件下的尾流仿真模型，研究了水下航行器对目标尾流碰撞检测的仿真原理，给出了尾流自导逻辑弹道仿真方法，从而完成了水下航行器反舰尾流自导弹道软件系统的研制，仿真应用结果表明，本项研究对于目标几何建模和尾流自导仿真方法研究具有实际应用价值。     

大气扰动及其对无人机自动着陆影响仿真研究

基于流体动力学原理,建立三维非对称微下击暴流模型,同时耦合vor karman湍流模型,对1982年7月9日美国新奥尔良微下击暴流案例进行了仿真模拟,并与多普勒雷达资料进行了对比.在其基础上,利用Matlab/Simulink仿真工具,针对某型无人机,建立了非线性六自由度飞行模型和自动着陆控制系统,并在大气扰动条件下,对该无人机的自动着陆过程进行了飞行仿真.仿真结果表明:所构建的微下击暴流模型简捷可靠,可有效反映真实案例的基本风场结构;作为大气扰动的主要形式,微下击暴流、湍流耦合效应对于无人机自动着陆任务的完成具有较大的影响.     

空空导弹飞控软件实时仿真系统研究

飞控软件仿真技术已经成为现代化数字空空导弹研制的关键,如何对飞控软件进行验证是空空导弹研制的重点。分析了空空导弹飞控软件实时仿真系统实现的关键技术,建立Windows XP RTX实时操作系统平台和DSP嵌入式飞控软件调试系统,利用双口RAM实现数据交互,并采用外部硬件中断源协调各功能模块。以此为基础,设计了一套飞控软件仿真系统,联调测试表明,该仿真系统很好地解决了飞控软件的动态实时仿真问题。     

综合火力飞行控制系统数字仿真研究

本文对综合火力飞行控制(Integrated Fire Flight Control,简称IFFC)系统进行了数字仿真研究。做了以下三方面的工作:IFFC系统分析、IFFC系统数学建模以及IFFC系统数字仿真。表文属于IFFC系统的基础研究。这一工作对于推动我国进一步开发IFFC系统具有理论及实际价值。     

空空导弹仿真结果动态一致性检验方法

仿真结果的动态一致性检验是空空导弹仿真系统可信性评估中的热点和难点,也是空空导弹试验鉴定的重要保证,因此,必须对其进行检验.首先,提出了空空导弹仿真结果动态一致性检验方法,该方法可以在没有说明具体分布形式情况下给出一致性检验拒绝域,并且对空空导弹仿真数据没有任何限制,即对平稳和非平稳的数据序列均适用,并且不需要对数据进行预处理,提高空空导弹仿真结果动态一致性检验的可信程度,该检验方法是一种定量的检验方法.工程应用结果表明,该方法能够很好地对空空导弹仿真结果和实测结果之间的动态一致性进行检验.     

多机编队队形控制建模及可视化仿真系统设计

针对多机协同作战编队队形控制问题,给出了相应的军事概念模型,提出了基于几何约束的三角形、菱形、主从式等典型树形编队控制模型,并通过可视化仿真技术,构建了可用于制定试飞方案的可视化仿真验证环境。验证结果表明基于该编队队形控制的算法可用于简单的模拟飞行操作和战术对抗、验证飞机模型。

Abstract：

In order to control the form of multi-fighters cooperative combat in formation, the military notion model was introduced. Several typical tree form team models （triangle, lozenge and leader-follower） based on geometry constraint were proposed on multi-fighters flying in formation. Through researching VR technology, a visual simulation testing model platform was built for making a plan of flight-testing mission. The simulation results indicate that the arithmetic can be well used on simulating flight, anti-tactics and valuating the flight models.     

高超音速飞机模型的仿真研究

为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法.该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线.仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合.     

倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析

为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操纵策略数学模型。最后以通用倾转旋翼飞行器数学模型和飞行试验数据,对建立的数学模型进行验证。仿真结果表明建立的飞行动力学模型具有良好的精度,适用于飞行动力学其他问题的分析研究。     

用于飞行实时仿真的微下击暴流建模研究

分析了微下击暴流的特征和用于飞行实时仿真中的建模需求。基于流体力学的涡环原理构建三维微下击暴流的参数化模型,并对涡环法建模进行了深入改进。基于流体力学方法解决了涡环法模型的中心轴处和涡核内的奇异问题。针对真实微下击暴流风场的特点,设计了倾斜涡环模型和多涡环模型,从而高逼真度地模拟复杂的微下击暴流风场。简要讨论了该模型在飞行实时仿真中的应用方法。该建模方法灵活性高,可重配置,不仅可用于变化风场中的飞行实时仿真,还可用于对实际风场测量数据进行辨识建模和再现研究。     

飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究

飞行仿真模型库是飞行实时仿真系统研究的基础，仿真建模环境是为了让用户快速，方便地建立仿真所需的模型，并向外系统提供接口，从而使建模者和软件编制人员分开，本文论述了在飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境方面的研究，介绍一个自行开发的具有良好的继承性和可扩充性的飞行仿真建模的软件开发环境，在飞行仿真模型库和建模环境的基础上，探讨了虚拟样机技术在飞机优化设计中的应用。