无人直升机飞行品质要求探讨

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1、2016年2月第42卷第2期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsFebruary2016V01．42No．2http：∥bhxb．buaa．edu．elljbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2015．0125无人直升机飞行品质要求探讨陈南宇，蒙志君+，黄俊(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083)摘要：针对无人直升机发展过程中对无人直升机飞行品质要求日益加剧，

2、而相关领域的研究及成果甚少等问题，从自动飞行控制视角出发，较为系统地研究了无人直升机飞行品质涉及的各个基本方面，包括无人直升机飞行品质的定义、研究内容、影响因素和指标体系等；同时，通过对ADS．33E的合理改进，提出了适用于无人直升机飞行品质评估的三维架构以及相应的评估准则；可为新型无人直升机系统的研制和评估提供指导，为我国无人直升机飞行品质规范的早日出台提供借鉴。关键词：无人直升机；飞行品质；飞行模态；评估准则；三维架构中图分类号：V279文献标识码：A文章编号：1001．5965(2016)02-0337-08飞

3、行品质(flyingquality)规范是无人直升机设计(包括飞行控制系统设计)的依据和基础，它反映的是无人直升机的内在属性，良好的飞行品质是确保无人直升机飞行安全，继而顺利完成既定任务的重要保障。随着无人直升机的蓬勃发展，无人直升机飞行品质问题已引起国内外高度重视，然而目前已发表的无人直升机飞行品质的研究成果或可供参考的文献资料甚少。无人直升机飞行品质与有人驾驶飞机相比存在着较大差异，这种差异主要源于系统组成、操作方式和关注焦点等多个方面的不同，表现为导航高度自主化、飞行控制高度自动化和系统综合高度集成化等显著特征

4、。无人直升机的性能要求、指标体系、评估方法和评价准则等如果照搬有人驾驶飞机的标准和尺度，则显然存在着一定的局限性和不适应性。因此，本文在参考国内外相关有人机飞行品质文献【1⋯、已有的无人机(固定翼)相关标准”’，并结合课题组在无人直升机系统研制长期经验积累的基础之上，对无人直升机飞行品质的研究内容、影响因素、性能指标以及评估架构等方面进行初步探讨，旨在为中国无人直升机系统的研制、评估以及飞行品质规范的早日出台提供有价值的参考与借鉴。1无人直升机飞行品质的基本问题1．1系统组成无人直升机系统一般由无人直升机平台、通信数

5、据链路、地面控制站和操纵手(地面飞行员)4部分组成，其系统结构如图1所示。型蒜1变地通一i；纵oI面信厂—]T-：控数制据站链系统&环境信息路图1无人直升机系统组成Fig．1Constitutionofunmannedhelicoptersystem收稿日期：2015-03-09；录用日期：2015-05—29；网络出版时间：2015-06·2611：05网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detaiL／11．2625V．201506261105．002．html基金项目：北京高等学校青年英才计划项目(

6、29201421)}通讯作者：Tel．：0tO-82315584E-mail：mengzhijun@buaa．edu．cn引用格式：陈南字，蒙志君，黄傻．无人直升机飞行品质要求探讨ⅣJ北京航空航天大学学报，2016，42(2，：337—344．CHENNY。MENGZJ，HUANGJ．ResearchOilflyingqualityofunmannedhelicopter[JJ．JournalofBeijingUniversityofAero—nauticsandAstronautics，2016，42(2)：337

7、—344(inChinese)．338北京航空航天大学学报2016年无人直升机平台由无人直升机本体(包括旋翼、尾桨、机身、操纵系统和动力装置等)及控制与导航系统(包括机载传感器、飞控计算机、定位与导航设备等)组成；通信数据链路则包括机载数据终端、地面数据终端、通信天线以及天线控制设备等。1．2定义为给出无人直升机飞行品质较为合理的定义，有必要首先考察有人驾驶飞机飞行品质的定义及其基本含义。有人驾驶飞机的飞行品质定义为¨J：驾驶员安全舒适地驾驶飞机，且能在整个飞行包线内较好地完成飞行任务时所呈现的特性。综合各类关于飞行

8、品质和操纵品质(handlingquality)的描述¨1，有人驾驶飞机飞行品质的基本含义为：对于驾驶员操纵，飞机能保证安全、顺利和轻松地完成操纵任务的飞机特点。即有人驾驶飞机飞行品质设计的出发点和最终验证都是驾驶员¨1，飞机本体特性必须适合和适应人的特性。这是有人驾驶飞机飞行品质的本质特征。然而，由于无人直升机飞行过程中没有人的在机参与和操纵