亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        縱向短周期試飛駕駛技術(shù)

        2022-05-27 16:10:44焦連躍郭勇冠
        科技與創(chuàng)新 2022年10期
        關(guān)鍵詞:模態(tài)飛機動作

        焦連躍,郭勇冠

        (中國飛行試驗研究院,陜西 西安 710089)

        飛機縱向短周期模態(tài)具有振蕩周期短、頻率高的特點,對于運輸機來說,特別是在進近著陸、目標截獲、空中加油這類需要精確跟蹤的任務(wù)中,要求縱向短周期振蕩必須受到重阻尼,減小飛行員的工作負荷,以保證飛行安全。飛行試驗中,通常采用倍脈沖升降舵的方法來作為輸入激勵。頻率和幅值是對激勵輸入的基本要求,受眾多因素的影響,要求輸入的頻率和幅值也不相同。作為試飛員按照特定的頻率和幅值完成這一激勵的輸入,充分激發(fā)縱向短周期振蕩,對縱向短周期試飛來說至關(guān)重要,本文就如何根據(jù)飛機構(gòu)型和飛行狀態(tài)變化調(diào)整試飛員的輸入動作,高質(zhì)量地完成這一試驗激勵輸入進行分析研究。

        1 縱向短周期模態(tài)介紹

        理論分析和飛行實踐指出,對于大多數(shù)飛機,其縱向自由擾動運動由差別很大的2種運動模態(tài)組成[1],即短周期模態(tài)和長周期模態(tài)。當存在擾動時,首先,擾動后的最初一段時間內(nèi)主要是迎角和俯仰角速度的變化,飛行速度的增量變化不大,因此,在討論短周期運動傳遞函數(shù)的簡化時,可近似認為飛行速度為常量,即增量ΔV=0,速度保持不變,運動是周期性的,阻尼比較大,且周期短,短周期模態(tài)是一個二階響應(yīng),所以用頻率和阻尼比來描述[2]。

        縱向短周期響應(yīng)特征方程:

        式(1)中:ζsp為短周期阻尼比;ωnsp為短周期固有頻率。

        “短周期振蕩”是飛機縱向小擾動運動模態(tài),對應(yīng)于縱向運動特征方程的一對大復(fù)根。該模態(tài)反映迎角受擾動而引起飛機繞重心的快速俯仰振蕩的過程。對于短周期模態(tài)來說,其振蕩周期短、頻率高,駕駛員難以控制其振蕩運動,對于民用運輸機來說,要求縱向短周期振蕩必須受到重阻尼。運輸類飛機適航標準對此要求如下。

        AC-25-7A對以上條款重阻尼的解釋為“是在初始輸入完成后,在兩個周期內(nèi)振蕩幅值衰減到初始值的1/10”。

        縱向短周期特性的試飛方法有3種[4],即單脈沖操縱升降舵、倍脈沖升降舵和階躍升降舵。鑒于運輸機自身特性,試飛過程中普遍使用倍脈沖升降舵作為激勵輸入,這樣可以盡量抑制長周期模態(tài)。

        在進行短周期試飛時,試驗輸入前,要在規(guī)定的試驗狀態(tài)配平飛機,并保持至少10 s穩(wěn)定平飛,這樣能排除空速變化對飛機姿態(tài)響應(yīng)的影響,之后從駕駛桿的中立點為中心,迅速、柔和地推拉駕駛桿,最后回到中立點。作為一開環(huán)響應(yīng)的試飛動作,試驗輸入的頻率和幅值直接決定飛機響應(yīng)和試驗數(shù)據(jù)的有效性。

        倍脈沖升降舵激勵輸入與飛機響應(yīng)示意圖如圖1所示。

        圖1 倍脈沖升降舵的操縱與飛機響應(yīng)

        在動作完成后,通過觀察與記錄飛機的響應(yīng),試飛員可以對短周期的一些特征參數(shù)進行估算,用公式(2)對ζsp進行估算[5]:

        式(2)中:n為飛機俯仰振蕩周期個數(shù)。

        在飛機縱向振蕩過程中可以通過以下2種方式來計數(shù)振蕩的周期數(shù)。方法一,以機內(nèi)儀表為主,觀察姿態(tài)儀上飛機圖標俯仰運動周期數(shù);方法二,以機外為主,觀察機頭相對于天地線或其他外界參照物的振蕩運動周期數(shù)。

        在計數(shù)俯仰振蕩周期數(shù)的過程中,可以使用秒表記錄俯仰振蕩一個周期所用時間,用公式(3)估算ωsp:

        式(3)中:T為短周期時長。

        在估算出縱向短周期的阻尼比和頻率后,使用公式(4)計算縱向短周期固有頻率:

        2 影響操縱激勵輸入的因素

        縱向短周期的飛行試驗通常會在包線范圍內(nèi)所有典型狀態(tài)點上進行,飛行參數(shù)的改變必然會引起飛機自身操縱性和穩(wěn)定性的變化,其中包括飛機縱向短周期特性,同時也影響試飛員的試驗激勵輸入動作,所以試飛員明晰飛機狀態(tài)改變對縱向短周期特征參數(shù)的影響,以及如何相應(yīng)地調(diào)整試驗激勵輸入,對于縱向短周期試驗十分重要。

        2.1 影響輸入頻率的因素

        作為縱向短周期試驗的關(guān)鍵因素之一,如果激勵輸入的頻率太高,將不會充分激發(fā)飛機運動,太低又會導(dǎo)致飛機空速變化過大,偏離試驗點,影響數(shù)據(jù)有效性,只有當試驗輸入頻率與飛機固有短周期頻率一致時,才會充分激發(fā)縱向短周期振蕩。在縱向短周期試飛前,試飛員通常采用正弦掃頻的方法來感受短周期振蕩特性,并盡量使試驗輸入頻率與短周期固有頻率一致,如圖2所示。通過確定迎角或者俯仰角的振蕩周期就可以確定短周期模態(tài)的頻率。

        圖2 縱向正弦掃頻示意圖

        運輸類飛機通常具有很高的縱向靜穩(wěn)定性,所以Cmα將主導(dǎo)ωnsp的表達式[6],則有下列簡化關(guān)系式:

        式(5)中:ωnsp為短周期固有頻率;Cmα為俯仰靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)。

        由上式可知,短周期固有頻率ωnsp將依賴于大氣密度ρ和飛行速度V,也就是說,固有頻率ωnsp與飛機動壓Q的平方根成正比,即:

        2.1.1 飛行高度與空速對輸入頻率的影響

        縱向短周期的試飛高度需包含高空和低空,試飛速度需要在高速、低速進行試飛。在速度和高度狀態(tài)改變時,其對固有短周期頻率的ωnsp的影響[4],可由公式(5)得出下列結(jié)論:①同一高度下,高速飛行要比低速飛行時的ωnsp大,所以相比之下高速飛行時,激勵輸入動作應(yīng)快一些,完成試驗輸入的時間要短;②同一Ma數(shù)、不同飛行高度,由于低空空氣密度大,動壓Q比高空要大,所以低空飛行時固有短周期頻率ωnsp要大,完成試驗輸入時間要短;③當馬赫數(shù)Ma增大時,相比與飛行速度V的增大對短周期固有頻率ωnsp的影響,ωnsp增大的更多,因為隨著馬赫數(shù)Ma的增大,直接導(dǎo)致氣動焦點后移,使得縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)|Cmα|增大,從而導(dǎo)致短周期固有頻率ωnsp隨之增大。所以大馬赫數(shù)飛行時,完成試驗輸入的時間更短一些。

        2.1.2 質(zhì)量、重心對激勵輸入頻率的影響

        當改變飛機重心后,短周期固有頻率也會發(fā)生變化。重心主要影響靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù),重心后移時,縱向定速靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)|Cmα|減小[7],由公式(5)可知,ωnsp減小,所以在后重心構(gòu)型下,試驗輸入頻率減小,試飛員完成輸入動作的時間需相應(yīng)延長,反之亦然。

        2.2 影響輸入幅值的因素

        倍脈沖輸入的幅值不易控制,推拉桿幅值的對稱性也很難掌握,此外,由于在推拉桿過程中飛機姿態(tài)快速變化,會直接影響到試飛員的輸入動作。

        2.2.1 操縱系統(tǒng)機械特性的影響

        在輸入過程中,感受桿力的大小是試飛員控制輸入幅值的主要方法之一,飛機操縱系統(tǒng)機械特性中的人感特性直接影響著試飛員的操縱感受,尤其是對于非電傳操縱系統(tǒng)的飛機來說,其中的起動力、摩擦力、自由行程、間隙、回中和振蕩等特性差異,可能會對試飛員的操縱感受帶來較為明顯的影響,所以試飛員必須熟悉飛機操縱系統(tǒng)的機械特性。

        理想的操縱系統(tǒng)完全是線性的,沒有起動力和摩擦力,其Fes與δes曲線如圖3(a)所示。實際操縱系統(tǒng)的機械特性通常是既有摩擦力又有起動力[8],其Fes與δes曲線如圖3(b)所示,飛行試驗前,試飛員可以著重感受操縱系統(tǒng)的摩擦力和起動力。

        圖3 操縱系統(tǒng)桿力與舵偏曲線

        摩擦力是用來克服操縱聯(lián)動裝置滑動、滾動或任何其他形式的動摩擦力所需的桿力,摩擦力是機械操縱裝置的固有屬性,不可避免,摩擦力過大時,操縱系統(tǒng)的特征是:回中性差,整個操縱偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的操縱感覺不精確,需要頻繁地重新配平。

        起動力是指操縱駕駛桿行程離開配平位置所需克服的初始阻力。起動力通常要比摩擦力大,這樣才能克服摩擦力使駕駛桿完全回中,也有助于飛行員感覺到駕駛桿的中立位置點。

        對于機械傳動的操縱系統(tǒng)來說,激勵輸入過程中,起動力和摩擦力將對試飛員的操縱感受與動作的準確性帶來影響,尤其是在動作頂點和中立點這些較為特殊位置。

        2.2.2 飛行員坐姿對輸入幅值的影響

        在進行輸入時,飛行員的坐姿是一個重要且容易被忽視的因素。在缺乏操縱行程指示系統(tǒng)的飛機中,試飛員常以自己肘部的彎曲程度來感受和判斷推拉桿的行程,而大多數(shù)情況下,在動作過程中,試飛員的身體都會不由自主地前后晃動,此時相同的肘部彎曲度必然會產(chǎn)生不同的操縱行程。

        在動作過程中,試飛員需要用腰部力量來穩(wěn)定上身,在做推桿動作時,試飛員的后背緊靠座椅,肩部向后移動的空間非常有限,移動量主要是來自座椅靠背填充物的壓縮量,所以此時肩部位置的移動量很小,對推桿形成造成的影響可以忽略;而在做拉桿動作時,尤其是對于操縱力較大的操縱系統(tǒng)來說,此時腰部力量難以充分穩(wěn)定肩部,通常會造成動作時上身前傾,將導(dǎo)致相同的肘部彎曲度下,拉桿行程較小,而在動作過程中疊加飛機運動,試飛員很難察覺自己的肩部前移,給試飛員造成拉桿行程到位的錯覺,此時再以肘部彎曲度作為參照物極易造成推拉行程輸入不一致。

        3 對試驗輸入動作具體過程的優(yōu)化

        基于以上分析研究,本文對實施試驗輸入的具體過程作出總結(jié)與優(yōu)化:①動作前試飛員應(yīng)調(diào)整座椅位置及坐姿,在調(diào)整過程中,本文建議的參考如下原則,推桿至極限位置時,肘部需要仍具有一定的彎曲度,確保肘關(guān)節(jié)不被伸直鎖死;拉桿時背部挺直并稍微向后傾斜,以便能更好地利用腰背力量穩(wěn)定肩部,并且雙腳能夠均衡用力抵住方向舵,以便確保在拉桿時臀部不會向前滑動。②在實施倍脈沖前,用縱向掃頻的方法來熟悉飛機縱向跟隨駕駛盤的運動特性,當某一頻率上的操縱輸入使得飛機俯仰運動產(chǎn)生“蕩秋千”式的運動時,試飛員應(yīng)牢記在此頻率的操縱感受,此頻率十分接近飛機固有頻率,后期試驗輸入時的操縱頻率應(yīng)該與此頻率基本一致[9]。③試驗前將飛機配平到規(guī)定的飛行狀態(tài),松開駕駛桿的情況下,飛機的高度、速度、航向、姿態(tài)等狀態(tài)參數(shù)應(yīng)保持恒定或變化量在要求范圍內(nèi)。④根據(jù)飛機當前構(gòu)型、速度限制、高度限制情況來確定推拉桿的先后順序,推桿與拉桿的行程要一致,推拉桿動作要平滑柔和,避免在操縱頂點受飛機姿態(tài)變化影響動作出現(xiàn)短暫停頓。⑤動作完成后手要松開駕駛盤,讓其自由響應(yīng),但要始終跟隨駕駛盤運動,尤其重心接近飛機中性點,防止出現(xiàn)發(fā)散的短周期運動,但注意飛機正常響應(yīng)過程中不要觸碰到駕駛盤。飛機響應(yīng)過程中,注意感受飛機姿態(tài)變化的最高點和最低點,并記下飛機響應(yīng)的周期數(shù),用經(jīng)驗公式來估算飛機的短周期頻率和阻尼比[10]。

        4 結(jié)束語

        倍脈沖升降舵是最常用的激勵飛機短周期運動的方法,試驗動作看似簡單,但對試飛員有很高的要求,需要試飛員在動作前綜合考慮飛機的質(zhì)量、重心、構(gòu)型、飛行高度、操縱系統(tǒng)的機械特性等一系列因素,結(jié)合具體的飛行過程再不斷調(diào)整、細化、提煉試飛動作,力爭空中能夠快速、準確獲得試飛數(shù)據(jù),提高飛行試驗效率。

        猜你喜歡
        模態(tài)飛機動作
        飛機失蹤
        “拼座飛機”迎風飛揚
        當代陜西(2019年11期)2019-06-24 03:40:28
        動作描寫要具體
        乘坐飛機
        畫動作
        動作描寫不可少
        神奇飛機變變變
        國內(nèi)多模態(tài)教學(xué)研究回顧與展望
        非同一般的吃飯動作
        基于HHT和Prony算法的電力系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)識別
        白丝美女扒开内露出内裤视频| 国产zzjjzzjj视频全免费| 在线高清精品第一区二区三区| 日日骚一区二区三区中文字幕| 日本a爱视频二区三区| 亚洲 欧美 日韩 国产综合 在线| 每天更新的免费av片在线观看| 福利网在线| 视频一区视频二区自拍偷拍| 午夜天堂精品久久久久| 久久久久亚洲av无码a片软件| 2021久久精品国产99国产| 最近中文字幕精品在线| 亚洲av无码一区二区三区网址 | 淫片一区二区三区av| 岳好紧好湿夹太紧了好爽矜持 | 麻豆国产在线精品国偷产拍| 日韩爱爱网站| 日本高清二区视频久二区| 黄污在线观看一区二区三区三州| 在线播放免费播放av片| 久久久久欧洲AV成人无码国产 | 91国产精品自拍视频| 国产精品国产精品国产专区不卡| 亚洲 欧美 激情 小说 另类| 亚洲无线码一区在线观看 | 亚洲国产亚综合在线区| 一本大道久久东京热无码av| 日本韩国三级aⅴ在线观看| 青青久在线视频免费视频| 精品国产三级a∨在线| 天天天综合网| 超短裙老师在线观看一区| 无码熟妇人妻av在线网站| 亚洲av无码国产剧情| 爱v天堂在线观看| 男女啪啪视频高清视频| 小宝极品内射国产在线| 成 人 网 站 在线 看 免费| 美女视频黄a视频全免费网站色| 亚洲人成人无码www影院|