艦載機(jī)起降關(guān)鍵技術(shù)仿真研究.pdf

1、航空母艦/艦載機(jī)系統(tǒng)是現(xiàn)代航母編隊(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心組成部分，作為艦載機(jī)的海上活動(dòng)平臺(tái)，航空母艦必須具備讓艦載機(jī)起飛與降落能力，因此必須對(duì)艦載機(jī)在航空母艦上起飛與降落的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。艦載機(jī)起降關(guān)鍵技術(shù)主要包括：滑躍起飛技術(shù)、彈射起飛技術(shù)、進(jìn)艦引導(dǎo)技術(shù)、LSO技術(shù)、進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償技術(shù)以及著艦阻攔技術(shù)等。本課題針對(duì)其中的彈射起飛技術(shù)、進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償技術(shù)以及著艦阻攔技術(shù)進(jìn)行仿真分析與研究，主要包含以下部分內(nèi)容：
　　 1.介紹了著艦甲板幾

2、何尺寸特點(diǎn)、海洋環(huán)境的特點(diǎn)與海浪模型，然后給出了工程意義下的甲板運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)著艦安全有重大影響的艦尾氣流場(chǎng)，選擇了具有工程實(shí)際意義的美軍標(biāo)MIL-HDBK-1797中的模型作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了深入的分析與研究，利用空間功率譜和時(shí)間功率譜的轉(zhuǎn)換方法，給出了自由大氣紊流分量的濾波器形式，對(duì)艦尾流隨機(jī)分量傳遞函數(shù)中含有時(shí)變參數(shù)的特點(diǎn)，提出了將其轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間的實(shí)現(xiàn)方法，解決了傳遞函數(shù)參數(shù)的時(shí)變問(wèn)題。最后建立了艦尾氣流場(chǎng)的仿真模型，并

3、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了深入的分析。
　　 2.對(duì)艦載機(jī)彈射起飛方式的6個(gè)過(guò)程：彈射桿預(yù)張緊過(guò)程、彈射桿加載過(guò)程、彈射滑跑過(guò)程、前輪和主輪自由滑跑過(guò)程、主輪自由滑跑過(guò)程以及離艦起飛過(guò)程分別進(jìn)行了分析，建立了一種基于前起落架載荷突卸的彈射起飛的動(dòng)力學(xué)模型。討論了在甲板彈射階段的前起落架主要承力構(gòu)件載荷振蕩情況，并分析了其動(dòng)力學(xué)特性，研究了彈射載荷突卸后前起落架突伸特性對(duì)彈射起飛性能的影響。討論了艦載機(jī)離艦后起飛規(guī)律，分析了影響彈射起飛性能

4、的因素。研究了艦艏?xì)饬鲌?chǎng)對(duì)彈射起飛的影響。最后討論了剩余甲板長(zhǎng)度的取值范圍問(wèn)題，并提出了一種剩余甲板長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)方法。
　　 3.以艦載機(jī)自動(dòng)著艦系統(tǒng)為例，首先分析了無(wú)動(dòng)力補(bǔ)償時(shí)，艦載機(jī)的航跡角無(wú)法對(duì)姿態(tài)角進(jìn)行有效跟蹤的原因。接著分析了艦載機(jī)自動(dòng)著艦的縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特點(diǎn)，并建立其數(shù)學(xué)模型。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制對(duì)外部干擾和未建模動(dòng)態(tài)具有很強(qiáng)的魯棒性，本節(jié)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法設(shè)計(jì)進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)。為了消除利用離散指數(shù)趨近律方法設(shè)計(jì)控制

5、系統(tǒng)的狀態(tài)在原點(diǎn)附近的抖振現(xiàn)象，給出了一種改進(jìn)的離散指數(shù)趨近律方法，并對(duì)該趨近律的到達(dá)性及趨近過(guò)程進(jìn)行了深入的分析。然后使用該改進(jìn)的趨近律，對(duì)進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后建立起艦載機(jī)縱向自動(dòng)著艦系統(tǒng)的仿真模型，并將航母艦尾氣流場(chǎng)模型加入到自動(dòng)著艦系統(tǒng)綜合仿真模型中，通過(guò)仿真分析了進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)的性能。
　　 4.以國(guó)外現(xiàn)役航母上一種正在使用的液壓緩沖式阻攔裝置-Mark7 Mod3型阻攔機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其組成及工作原理進(jìn)行