推力矢量对飞机敏捷性影响的研究

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1、TheInfluenceofThrust-VectoringonAircraftAgilityYuzhanWU,PingZHANGScienceandTechnologyonAircraftControlLaboratoryofBEIHANGUniversity,Beijing,ChinaEmail:wyzhuaa@163.comAbstract:Thenonlinearequationsofafighterwiththrust-vectoringarebuiltandthesimulativemode

2、lsareestablishedbySimulinksoftware.Assessmentmetricsoffighteragilityareusedtoevaluatepitchandtorsionalagility.Comparedwiththeagilityofnon-thrust-vectoringflight,theinfluencesofthrust-vectoringonaircraftagilityareanalyzed.Theresultsshowthatthrust-vectori

3、ngcanimprovethepitchagility,buthavelittleinfluenceonthetorsionalagility・Keywords:thrustvectoring;aircraftagility;nonlinearsimulation推力矢量对飞机敏捷性影响的研究吴玉崭，张平北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室，北京,中国，100191Email:wyzbuaa@163.com摘要：建立了带有推力矢量的某型号歼击机的非线性数学模型，构建了Simulink下的飞机

4、仿真模型,利用敏捷性尺度对其俯仰、扭转敏捷性进行了仿真评价。与不带推力矢量的该机型进行对比，研究了推力矢量对飞机敏捷性的影响。结果表明，推力矢量技术能提高飞机俯仰敏捷性，而对扭转敏捷性的影响不明显。关键词：敏捷性；推力矢量；非线性仿真1引言201比纪80年代以来，随着各航空先进国家设计出的战斗机性能水平n益接近，以往用以衡量飞机特性的那些机动性指标，已不足以区分不同战斗机在近距空战中的优势和劣势。空战和模拟空战经验表明，飞机除了具有好的机动性外，还需要具有能迅速、精确地改变机动飞行状态的能力，这就形成了

5、所谓的敏捷性概念⑴。据空军介绍，在领空边界巡逻，遭遇敌机并监视、驱逐敌机时，近距缠斗经常出现。国外模拟试验和计算也表明［2】，未来空战仍有约50%的机会出现近距格斗空战，这就要求飞机具仃优秀的近距格斗能力。战斗机的敏捷性可以形容为“在冃标截获和消灭屮，时间延迟最小”。可见要求飞机具有空中近距格斗能力很人程度上就是要求飞机貝•有优秀的敏捷性。学界一项目资助信息：飞控一体化国防盍点实验室研究项目。作者简介：吴玉崭(1985-).男.内蒙古,硕士生，研究方向为现代飞行控制与仿真、飞行品质、敏捷性。张平(195

6、0-),女，山西.教授，研究方向为现代飞行控制与仿真、容错控制、故障检测与诊断、飞行控制系统可靠性。般将敏捷性表述为：飞机能快速地并能控制地从一种机动状态转移到另--种机动状态的能力⑶。定义屮所谓“快速地转移”指具仃大的角加速度和高角速度，它们是敏捷性的最匣要组成部分。“能控制地转移”则表示转移性能必须随时可以控制的。口上世纪90年代敏捷性的概念被提出以來，其已经成为评价战斗机性能不可缺少的匣要指标类Z-O积极地开展敏捷性研究，在战斗机的设计、使用，飞行员的训练，空战战术的设计，空屮力量的统筹管理等方面

7、都有匣要的作用叫推力矢量技术能显著提高战斗机的机动性、敏捷性、垂H短距起飞等技战术性能，是提高战斗机作战效能的重要技术手段。上世纪40年代出现的推力矢量技术经过不断地发展，已被逐步应用在战斗机的设计生产中。美国的F・15、F・16、F-22,俄罗斯S・27、S-30,欧洲的台风、阵风战斗机都采用了推力矢量技术，从近日曝光的我国四代战斗机的图片屮也发现了可以转向的尾喷管结构。采用推力矢量技术已经成为新一代战斗机的重要特征。积极开展敏捷性应用研究，探索敏捷性和推力矢量之间内在联系，建立合理的推力矢量飞机模型

8、以及合适的非线性控制方法，全面准确地评价战斗机敏捷性，是进行战斗机设计制造的重耍研究方向〔讥本文以某型号歼击机为研究对彖，利用建模仿真对其敏捷性进行了评价。之后，对其飞机模型进行了改进，推导出了带有推力矢量的非线性飞机模型，进行敏捷性评价后与原机对比，研究推力欠量对飞机敏捷性的影响。2模型机的敏捷性评价国内外存在多种对飞机敏捷性进行评价的方法，日前尚无统一看法。一般可按照飞机的运动自由度分纵向、横向和轴向敏捷性进行评价；也町按时间尺度分为瞬