舰载飞机着舰飞行动力学仿真

论文摘要

随着我国综合国力的增加,我国对海洋的安全问题也日益重视。航空母舰是国家海上交通线和海上生命线的重要保障,其研发成功有利于更好的维护我国的领海权,保卫我国的广阔海疆。舰载飞机一直伴随航空母舰的产生、发展、日新月异,是航空母舰超级战斗力的最重要体现,其主要任务是为舰队护航、夺取海上或海岸制空权、制海权,攻击敌方舰队和陆上目标、支援登陆和抗登陆作战等。舰载飞机在航空母舰上的着舰难度非常大,且危险性极高,是事故的多发阶段,可见提高舰载飞机着舰安全性,对保障航空母舰的作战效能具有及其重要意义。本文结合飞行动力学的知识,对舰载飞机着舰轨迹进行研究。研究的主要内容是舰载飞机着舰过程中的下滑段,而对于着舰时刻舰载飞机与航空母舰之间的相互作用没有讨论。通过对舰载飞机飞行过程中所受到的气动力和气动力矩的分析,结合舰载飞机飞行动力学知识,以苏-33舰载飞机为模型,对其着舰过程中的飞行轨迹进行了仿真。在舰载飞机着舰过程,由于空气动力等多方面的影响,需要对飞行姿态进行适当的调整,在本文的仿真计算中,给出了升降舵偏转角产生的俯仰力矩表达式,方向舵偏转角产生的偏转力矩表达式和襟翼所产生的升力的表达式,分析了着舰过程中下滑阶段和拉平阶段,给出不同阶段的舰载飞机运动方程组,最后给出了舰载飞机的着舰轨迹仿真曲线图。通过本文的研究所得到的着舰参考方案,对实际的着舰飞行过程有一定的参考价值,对舰载飞机的研制和舰载飞机着舰技术的提高有着重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究目的及意义
• 1.2 舰载飞机着舰技术研究及发展状况
• 1.2.1 舰载飞机着舰技术
• 1.2.2 飞行动力学发展现状
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 本论文的主要工作
• 第2章 飞行动力学基础
• 2.1 前言
• 2.2 常用的坐标轴系及其转换
• 2.2.1 常用的坐标轴系
• 2.2.2 常用坐标系之间的转换
• 2.3 飞机的的运动参数
• 2.3.1 飞机的姿态角
• 2.3.2 飞机的航迹角
• 2.3.3 飞机的气流角
• 2.4 飞机操纵系统的参数
• 2.5 作用在飞机上的外力与外力矩
• 2.5.1 空气动力与力矩
• 2.5.2 纵向气动力和力矩
• 2.5.3 横侧向气动力与力矩
• 2.6 作用在飞机上的推力与重力
• 2.6.1 发动机的推力与推力力矩
• 2.6.2 重力
• 2.7 操纵力矩
• 2.7.1 纵向操纵力矩
• 2.7.2 横侧向操纵力矩
• 2.8 飞机空间运动耦合机理
• 2.8.1 运动耦合
• 2.8.2 惯性耦合
• 2.8.3 陀螺耦合
• 2.8.4 气动耦合
• 2.9 本章小结
• 第3章 飞机运动方程
• 3.1 前言
• 3.2 飞机动力学方程
• 3.2.1 动力学方程的简化假定
• 3.2.2 坐标系的选择
• 3.2.3 动力学方程
• 3.3 飞机运动学方程
• 3.3.1 飞机绕质心转动运动学方程
• 3.3.2 飞机质心运动学方程
• 3.4 几何关系方程
• 3.5 飞机运动方程讨论
• 3.5.1 机体—机体系运动方程组
• 3.5.2 航迹—机体系运动方程组
• 3.6 本章小结
• 第4章 舰载飞机着舰仿真
• 4.1 前言
• 4.2 模型及其假设
• 4.2.1 舰载飞机模型
• 4.2.2 舰载飞机着舰仿真假设
• 4.3 舰载飞机着舰的受力分析
• 4.3.1 舰载飞机着舰过程中受到的气动力
• 4.3.2 舰载飞机着舰过程中的气动力矩分析
• 4.4 舰载飞机着舰轨迹飞行力学仿真
• 4.4.1 程序说明
• 4.4.2 仿真过程
• 4.4.3 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 舰载飞机着舰轨迹仿真的源程序
• 攻读学位期间的论文和科研成果
• 致谢