艦載機起降關(guān)鍵技術(shù)仿真研究.pdf

1、航空母艦/艦載機系統(tǒng)是現(xiàn)代航母編隊作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心組成部分，作為艦載機的海上活動平臺，航空母艦必須具備讓艦載機起飛與降落能力，因此必須對艦載機在航空母艦上起飛與降落的關(guān)鍵技術(shù)進行研究。艦載機起降關(guān)鍵技術(shù)主要包括：滑躍起飛技術(shù)、彈射起飛技術(shù)、進艦引導(dǎo)技術(shù)、LSO技術(shù)、進場動力補償技術(shù)以及著艦阻攔技術(shù)等。本課題針對其中的彈射起飛技術(shù)、進場動力補償技術(shù)以及著艦阻攔技術(shù)進行仿真分析與研究，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、海洋環(huán)境的特點與海浪模型，然后給出了工程意義下的甲板運動數(shù)學(xué)模型。針對著艦安全有重大影響的艦尾氣流場，選擇了具有工程實際意義的美軍標(biāo)MIL-HDBK-1797中的模型作為研究對象，對其進行了深入的分析與研究，利用空間功率譜和時間功率譜的轉(zhuǎn)換方法，給出了自由大氣紊流分量的濾波器形式，對艦尾流隨機分量傳遞函數(shù)中含有時變參數(shù)的特點，提出了將其轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間的實現(xiàn)方法，解決了傳遞函數(shù)參數(shù)的時變問題。最后建立了艦尾氣流場的仿真模型，并

3、對仿真結(jié)果進行了深入的分析。
　　 2.對艦載機彈射起飛方式的6個過程：彈射桿預(yù)張緊過程、彈射桿加載過程、彈射滑跑過程、前輪和主輪自由滑跑過程、主輪自由滑跑過程以及離艦起飛過程分別進行了分析，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，并分析了其動力學(xué)特性，研究了彈射載荷突卸后前起落架突伸特性對彈射起飛性能的影響。討論了艦載機離艦后起飛規(guī)律，分析了影響彈射起飛性能

4、的因素。研究了艦艏氣流場對彈射起飛的影響。最后討論了剩余甲板長度的取值范圍問題，并提出了一種剩余甲板長度的設(shè)計方法。
　　 3.以艦載機自動著艦系統(tǒng)為例，首先分析了無動力補償時，艦載機的航跡角無法對姿態(tài)角進行有效跟蹤的原因。接著分析了艦載機自動著艦的縱向運動狀態(tài)的特點，并建立其數(shù)學(xué)模型。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制對外部干擾和未建模動態(tài)具有很強的魯棒性，本節(jié)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法設(shè)計進場動力補償系統(tǒng)。為了消除利用離散指數(shù)趨近律方法設(shè)計控制

5、系統(tǒng)的狀態(tài)在原點附近的抖振現(xiàn)象，給出了一種改進的離散指數(shù)趨近律方法，并對該趨近律的到達性及趨近過程進行了深入的分析。然后使用該改進的趨近律，對進場動力補償系統(tǒng)進行了設(shè)計。最后建立起艦載機縱向自動著艦系統(tǒng)的仿真模型，并將航母艦尾氣流場模型加入到自動著艦系統(tǒng)綜合仿真模型中，通過仿真分析了進場動力補償系統(tǒng)的性能。
　　 4.以國外現(xiàn)役航母上一種正在使用的液壓緩沖式阻攔裝置-Mark7 Mod3型阻攔機為研究對象，對其組成及工作原理進行