舰载直升机安全着舰策略分析

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1、中图分类号：V219论文编号：102870118-S194学科分类号：085232硕士学位论文舰载直升机安全着舰策略分析研究生姓名薛曌涵学科、专业飞行器设计研究方向飞行力学指导教师王焕瑾副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月南京航空航天大学硕士学位论文摘要舰载直升机在当今海战、反潜以及搜救上都起着越来越重要的作用，所以舰载直升机在舰船上的降落安全就显得尤为重要。本论文在对三种不同的舰载直升机的风限图及近舰路径进行研究的基础上对不同机型的安全着舰策略进行了分析。首先，本论文研究了悬停点的

2、安全飞行包络线。论文从建立直升机旋翼的准定常气动力模型以及非定常气动力模型入手，搭配上机身和水平安定面模型，整合出整机模型；随后建立舰船运动及甲板流场等模型；然后在确定了风限图的各种判据后，建立了风限图计算模型，确定了风限图绘制的流程；最后针对三种直升机型号分别计算不同情况下的风限图并进行了比较，分析了影响风限图的限制因素。其次，本论文研究了近舰路径规划方法。论文对传统的二维A*算法进行剖析和改进，建立三维情况下直升机移动的方向矩阵，得到了三维A*算法模型，确定了三维A*算法计算的流程。随后运用A*算法

3、分别对不同情况进行三维规划航迹仿真实验，并进行比较，分析了影响路径规划的限制因素。最后，论文对舰载直升机着舰过程进行整体的分析。论文将之前得到的三种不同型号的直升机风限图与其近舰规划路径相结合，进行综合分析，并对不同机型的着舰降落过程进行仿真实验，得到不同状况下的降落过程及其影响，在此基础之上提出舰载直升机舰上安全降落策略。关键词：舰载直升机，风限图，路径规划，A*算法，舰上降落I舰载直升机安全着舰策略分析ABSTRACTNowadays,shipboardhelicopterisplayinganin

4、creasingvitalroleinmodernnavalbattles,searchingandantisubmarineaction.Sothesafetyincarrierlandingforshipboardhelicoptersisverysignificant.Thesafeoperationenvelopeandstrategiesofthreetypesofshipboardhelicopter’scarrierlandingwerestudiedinthispaper.Firstly

5、,thesafeoperationenvelopewherehelicoptershoverwasdiscussedinthispaper.Semi-steadymodelandunsteadyaerodynamicwereconsideredtocalculatetheaerodynamicforceoftherotor.Then,thewholeshipboardhelicopter’smodelwasmadebycombiningrotor,fuselageandtailrotormodel.Wi

6、ththeoperationlimitationofthehelicopter,asafeflightenvelopecanbecomputedaccompaniedwithship’smodelandflowfield’smodel.Theimpactfactorsonsafeflightenvelopeswerediscussedfordifferenthelicopters.Secondly,thepathplanningneartheboatwasstudied.Thetraditional2-

7、DA*pathplanningwasdiscussedanddeveloped.Adirectionmatrixwassetupandcouldbeusedtoshowhowahelicoptercouldmovein3-Dcondition.So3-DA*pathplanningcouldbeobtained.Throughsimulationexperimentsbasedon3-DA*pathplanningondifferentsituations,comparisonanddiscussion

8、wereconductedonthefactorswhichimpactedpathplanning.Finally,summarizationonthewholeprocessofshipboardhelicopter’scarrierlandingwasstudiedinthispaper.Byusingthesafeflightenvelopemodelandpathplanningmodelgotabove,asimulationo