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舰载飞机着舰飞行动力学仿真

作　者: 程超
导　师: 陈卫东
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 舰载飞机轨迹飞行动力学仿真
分类号: V271.492
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 72次
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内容摘要

随着我国综合国力的增加,我国对海洋的安全问题也日益重视。航空母舰是国家海上交通线和海上生命线的重要保障,其研发成功有利于更好的维护我国的领海权,保卫我国的广阔海疆。舰载飞机一直伴随航空母舰的产生、发展、日新月异,是航空母舰超级战斗力的最重要体现,其主要任务是为舰队护航、夺取海上或海岸制空权、制海权,攻击敌方舰队和陆上目标、支援登陆和抗登陆作战等。舰载飞机在航空母舰上的着舰难度非常大,且危险性极高,是事故的多发阶段,可见提高舰载飞机着舰安全性,对保障航空母舰的作战效能具有及其重要意义。本文结合飞行动力学的知识,对舰载飞机着舰轨迹进行研究。研究的主要内容是舰载飞机着舰过程中的下滑段,而对于着舰时刻舰载飞机与航空母舰之间的相互作用没有讨论。通过对舰载飞机飞行过程中所受到的气动力和气动力矩的分析,结合舰载飞机飞行动力学知识,以苏-33舰载飞机为模型,对其着舰过程中的飞行轨迹进行了仿真。在舰载飞机着舰过程,由于空气动力等多方面的影响,需要对飞行姿态进行适当的调整,在本文的仿真计算中,给出了升降舵偏转角产生的俯仰力矩表达式,方向舵偏转角产生的偏转力矩表达式和襟翼所产生的升力的表达式,分析了着舰过程中下滑阶段和拉平阶段,给出不同阶段的舰载飞机运动方程组,最后给出了舰载飞机的着舰轨迹仿真曲线图。通过本文的研究所得到的着舰参考方案,对实际的着舰飞行过程有一定的参考价值,对舰载飞机的研制和舰载飞机着舰技术的提高有着重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 论文的研究目的及意义  10-11
  1.2 舰载飞机着舰技术研究及发展状况  11-14
    1.2.1 舰载飞机着舰技术  11-12
    1.2.2 飞行动力学发展现状  12-14
  1.3 国内外研究概况  14-15
  1.4 本论文的主要工作  15-16
第2章飞行动力学基础  16-38
  2.1 前言  16
  2.2 常用的坐标轴系及其转换  16-18
    2.2.1 常用的坐标轴系  16-17
    2.2.2 常用坐标系之间的转换  17-18
  2.3 飞机的的运动参数  18-19
    2.3.1 飞机的姿态角  18
    2.3.2 飞机的航迹角  18
    2.3.3 飞机的气流角  18-19
  2.4 飞机操纵系统的参数  19
  2.5 作用在飞机上的外力与外力矩  19-32
    2.5.1 空气动力与力矩  20-21
    2.5.2 纵向气动力和力矩  21-29
    2.5.3 横侧向气动力与力矩  29-32
  2.6 作用在飞机上的推力与重力  32-34
    2.6.1 发动机的推力与推力力矩  32-33
    2.6.2 重力  33-34
  2.7 操纵力矩  34-35
    2.7.1 纵向操纵力矩  34
    2.7.2 横侧向操纵力矩  34-35
  2.8 飞机空间运动耦合机理  35-37
    2.8.1 运动耦合  36
    2.8.2 惯性耦合  36
    2.8.3 陀螺耦合  36-37
    2.8.4 气动耦合  37
  2.9 本章小结  37-38
第3章飞机运动方程  38-46
  3.1 前言  38
  3.2 飞机动力学方程  38-42
    3.2.1 动力学方程的简化假定  38-39
    3.2.2 坐标系的选择  39
    3.2.3 动力学方程  39-42
  3.3 飞机运动学方程  42-43
    3.3.1 飞机绕质心转动运动学方程  42-43
    3.3.2 飞机质心运动学方程  43
  3.4 几何关系方程  43-44
  3.5 飞机运动方程讨论  44-45
    3.5.1 机体—机体系运动方程组  44-45
    3.5.2 航迹—机体系运动方程组  45
  3.6 本章小结  45-46
第4章舰载飞机着舰仿真  46-59
  4.1 前言  46
  4.2 模型及其假设  46-47
    4.2.1 舰载飞机模型  46
    4.2.2 舰载飞机着舰仿真假设  46-47
  4.3 舰载飞机着舰的受力分析  47-51
    4.3.1 舰载飞机着舰过程中受到的气动力  47-49
    4.3.2 舰载飞机着舰过程中的气动力矩分析  49-51
  4.4 舰载飞机着舰轨迹飞行力学仿真  51-58
    4.4.1 程序说明  51
    4.4.2 仿真过程  51-55
    4.4.3 仿真结果  55-58
  4.5 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-63
附录舰载飞机着舰轨迹仿真的源程序  63-68
攻读学位期间的论文和科研成果  68-69
致谢  69

舰载飞机着舰飞行动力学仿真

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