飞机容损飞行机理与控制方法研究.pdf

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1、工程ENGINEERING飞机容损飞行机理与控制方法研究StudyonFlightMechanismandControlMethodofAirplanewithDamage■姚武文周平蔡开龙/空军第一航空学院介绍了美国开展飞机容损飞控研究的基本情况，分析了开展飞开展飞机容损飞控研究，不仅能机容损飞控研究的必要性，重点阐述了如何建立飞机容损飞控模拓展飞机战伤抢修研究领域，提高飞机型、开展飞机容损飞行仿真和构建飞机容损飞控系统等内容。战伤抢修能力，而且可大大提高损伤飞机安全返航的几率，保证飞行员飞行安近两年，美国在飞机飞行控制方面开展飞机容损飞控研究的必要性全，提高飞行保障能力。展示了一项新技术—

2、—自适应容.飞机损伤不可避免损飞控系统，并提出飞机“折翅也能现代军用飞机的使用环境复杂、主要研究内容飞”的观点。由此，也提出了一个飞机训练飞行强度大、作战对抗激烈，加.飞机容损飞行机理容损飞行机理与控制方法的研究问题。之自然灾害（如冰雹、沙石、飞鸟撞首先，开展飞机战伤仿真研究，击）、操作失误及设备故障等原因，主要研究各种制导武器、普通航炮、美国开展飞机容损飞控研究的基其损伤不可难免。而且，现代战争是高炮和航空炸弹等对飞机的毁伤，预测本情况武器装备的激烈对抗，战损、战伤更战役战术背景下飞机的损伤规律；在此美国罗克韦尔•柯林斯公司曾在是在所难免。基础上，针对飞机的典型损伤模式如机马里兰州著名的

3、阿伯丁武器试验场，.损伤较严重的飞机可成功飞控翼、平尾、垂尾等破损，研究飞机容损成功进行过两次损伤飞机飞行安全试飞机损伤较严重但仍能安全飞飞行的机理，提出飞行员操作的指导原验。试验利用一架缩小比例的F/A-18行、着陆的事例有许多。图2是第二次则，为飞机容损飞行控制方法研究奠定战斗机模型，该模型长约2.44m，重约世界大战中，一架TBF“复仇者”飞机基础。22.7kg，采用完全自主飞行方式。模的左翼被打掉一块，但仍成功返航的事.飞机容损飞行放飞标准型上安装了罗克韦尔•柯林斯公司开发例。1983年，以色列空军一架F-15战针对飞机的典型损伤模式，研究的自动监管适应控制系统（Automatic

4、斗机在空中与友机发生相撞，整个右翼其对飞机强度、气动性能及操纵性的影SupervisoryAdaptiveControl，ASAC），几乎都被撞掉，但飞行员最终还是驾响，并进行容损飞行仿真研究，提出飞这是一种新型的容损智能飞控系统，驶飞机成功着陆。1943年8月15日，一机容损飞行放飞标准，包括飞机容损飞可以对飞机外形损伤进行判断并做出架F4U飞机的右翼被20mm航炮打成蜂行强度、气动和飞行操纵性评估标准，响应。在首次试验中，飞机在空中抛窝，液压管路严重损坏，垂直安定面被为飞机战伤评估提供依据。掉了近一半的一侧机翼（约为40%）；打成碎片，该机最终避开敌机的攻击，.飞机容损飞行控制系统设计在

5、第二次试验中，抛掉的右侧机翼部成功返回基地。针对飞机的典型损伤模式，在飞分达到了60%，这样做的目的是模拟.开展飞机容损飞控研究意义机容损飞行机理与仿真研究的基础上，战斗中飞机遭受的损伤（参开展飞机容损飞行控制系统设见图1）。试验中飞机机翼缺计，内容包括飞机容损飞控系失后，ASAC能够迅速检测出统的组成、飞行中飞机损伤的飞机构型的变化并做出及时反快速检测、飞机容损飞控系统应，自动保持平稳飞行，并最的快速响应等，为开展新机生终利用内置的惯性导航、全球图1F/A-18飞机模型在空中图2左翼被打掉一块的存力设计提供理论基础与技术定位等系统成功着陆。抛掉右侧60%机翼后的飞行TBF“复仇者”飞机在飞

6、行支持。航空维修与工程2010/254AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cn技术途径论是数学和工程学的有机结合，可以解散化为有限个形状简单的子区域（单.建立飞机容损飞控模型决飞控系统工作的控制问题。元），简称为网格划分；然后，采用飞机容损飞控的基础是快速精确.开展飞机容损飞行仿真CFD软件数值求解控制流体流动的微分的气动力计算。要对飞机进行容损飞首先，采用CAD软件构建飞机的方程，得出流场在连续区域上的离散分控，必须全面充分了解飞机的特定空气数字化模型，并以此为基础，生成包含布，从而近似模拟流体流动情况。这一动力特性。因此

7、，需要研究一旦飞机气典型战伤的飞机模型；然后，采用CFD过程又可细分为前处理、求解和后处理动构型发生变化如失去部分机翼，将会软件和有关解析方法，通过改变初始条三步。引起飞机气动特性发生哪些变化，并且件（战伤尺寸、侧滑角、气动舵面变化a.网格划分。采用ANSYSICEM研究在这种情况下飞机怎样操控才能安等），开展战伤飞机流场仿真研究；最全飞行。后，对仿真结果进行分析，得到结论。飞机容损飞控根据其损伤