艦載機(jī)起降關(guān)鍵技術(shù)仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-04 23:28
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)...
【文章頁(yè)數(shù)】:134 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀分析
1.2.1 彈射起飛技術(shù)發(fā)展歷程
1.2.2 進(jìn)艦引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展歷程
1.2.3 著艦阻攔技術(shù)發(fā)展歷程
1.3 彈射起飛、進(jìn)艦引導(dǎo)和著艦阻攔的工作原理
1.3.1 彈射器的組成及工作原理
1.3.2 進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)的組成及工作原理
1.3.3 液壓緩沖式阻攔裝置的組成及工作原理
1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 艦載機(jī)起降環(huán)境數(shù)學(xué)建模及仿真研究
2.1 概述
2.2 在 Matlab 中模擬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程
2.2.1 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的幾個(gè)定義
2.2.2 Matlab 中模擬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程
2.2.3 Taylor 凍結(jié)場(chǎng)假設(shè)
2.2.4 空間功率譜轉(zhuǎn)換成時(shí)間功率譜的方法
2.3 航母甲板幾何結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)模型
2.3.1 航母著艦甲板幾何結(jié)構(gòu)
2.3.2 海況及其影響
2.3.3 航母甲板運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
2.4 艦尾氣流場(chǎng)的成因及特點(diǎn)
2.4.1 艦尾氣流場(chǎng)參數(shù)含義
2.4.2 幾個(gè)常用坐標(biāo)系的定義
2.4.3 航母艦尾流的成因及特點(diǎn)
2.4.4 建立艦尾流模型的方法
2.5 艦尾氣流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型及仿真
2.5.1 自由大氣紊流分量模型及仿真
2.5.2 艦尾流穩(wěn)態(tài)分量模型及仿真
2.5.3 艦船尾流周期分量模型及仿真
2.5.4 艦尾流隨機(jī)分量模型及仿真
2.5.5 艦尾氣流場(chǎng)模型綜合仿真結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第3章 艦載機(jī)彈射起飛動(dòng)力學(xué)建模及仿真研究
3.1 概述
3.2 艦載機(jī)彈射起飛的動(dòng)力學(xué)模型
3.2.1 艦載機(jī)彈射過(guò)程受力分析
3.2.2 建模假設(shè)
3.2.3 艦載機(jī)彈射起飛過(guò)程的劃分
3.2.4 艦載機(jī)彈射起飛過(guò)程動(dòng)力學(xué)建模
3.3 艦載機(jī)彈射起飛仿真模型
3.4 艦載機(jī)甲板彈射階段仿真結(jié)果
3.4.1 各質(zhì)量單元的動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.4.2 各種參數(shù)對(duì)彈射起飛過(guò)程的影響
3.4.3 甲板彈射階段小結(jié)
3.5 艦載機(jī)離艦飛行階段仿真
3.5.1 各種參數(shù)對(duì)起飛性能的影響
3.5.2 艦艏?xì)饬鲌?chǎng)對(duì)彈射起飛的影響
3.5.3 離艦起飛階段小結(jié)
3.6 一種剩余甲板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)方法
3.7 本章小結(jié)
第4章 艦載機(jī)進(jìn)場(chǎng)狀態(tài)動(dòng)力學(xué)建模及動(dòng)力補(bǔ)償技術(shù)研究
4.1 概述
4.2 無(wú)動(dòng)力補(bǔ)償時(shí)航跡傾角對(duì)姿態(tài)角的跟蹤特性
4.2.1 航跡傾角對(duì)姿態(tài)角的傳遞函數(shù)
4.2.2 無(wú)動(dòng)力補(bǔ)償時(shí)軌跡角不可控的原因
4.3 艦載機(jī)著艦狀態(tài)下縱向通道的數(shù)學(xué)模型
4.4 基于趨近律的變結(jié)構(gòu)控制方法
4.4.1 原趨近律的變結(jié)構(gòu)控制方法
4.4.2 基于改進(jìn)趨近律的變結(jié)構(gòu)控制
4.4.3 一個(gè)二階離散系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制器的例子
4.5 保持迎角恒定的進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5.1 艦載機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)方程的離散化
4.5.2 基于改進(jìn)趨近律的變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)
4.6 艦載機(jī)進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償仿真分析
4.6.1 綜合仿真模型的建立
4.6.2 仿真結(jié)果及分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 艦載機(jī)著艦阻攔動(dòng)力學(xué)建模及仿真研究
5.1 概述
5.2 阻攔裝置的組成及工作原理
5.3 艦載機(jī)阻攔過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型
5.3.1 建模假設(shè)
5.3.2 艦載機(jī)動(dòng)力學(xué)方程
5.3.3 阻攔力及攔阻索拉力關(guān)系方程
5.3.4 定長(zhǎng)沖跑控制閥裝置模型
5.3.5 液壓阻攔機(jī)模型
5.4 艦載機(jī)阻攔過(guò)程的仿真
5.4.1 仿真模型的建立
5.4.2 不同著艦初速度的艦載機(jī)的阻攔仿真
5.4.3 不同質(zhì)量的艦載機(jī)降落的阻攔仿真
5.4.4 不同控制凸輪型線控制效果的對(duì)比
5.5 阻攔裝置設(shè)計(jì)要求的分析
5.5.1 飛機(jī)阻攔初步設(shè)計(jì)原則
5.5.2 飛機(jī)阻攔設(shè)計(jì)問(wèn)題描述
5.5.3 飛機(jī)阻攔力的約束
5.5.4 一個(gè)阻攔裝置設(shè)計(jì)的例子
5.5.5 基于能量法分析阻攔裝置的設(shè)計(jì)
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號(hào):3782264
【文章頁(yè)數(shù)】:134 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀分析
1.2.1 彈射起飛技術(shù)發(fā)展歷程
1.2.2 進(jìn)艦引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展歷程
1.2.3 著艦阻攔技術(shù)發(fā)展歷程
1.3 彈射起飛、進(jìn)艦引導(dǎo)和著艦阻攔的工作原理
1.3.1 彈射器的組成及工作原理
1.3.2 進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)的組成及工作原理
1.3.3 液壓緩沖式阻攔裝置的組成及工作原理
1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 艦載機(jī)起降環(huán)境數(shù)學(xué)建模及仿真研究
2.1 概述
2.2 在 Matlab 中模擬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程
2.2.1 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的幾個(gè)定義
2.2.2 Matlab 中模擬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程
2.2.3 Taylor 凍結(jié)場(chǎng)假設(shè)
2.2.4 空間功率譜轉(zhuǎn)換成時(shí)間功率譜的方法
2.3 航母甲板幾何結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)模型
2.3.1 航母著艦甲板幾何結(jié)構(gòu)
2.3.2 海況及其影響
2.3.3 航母甲板運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
2.4 艦尾氣流場(chǎng)的成因及特點(diǎn)
2.4.1 艦尾氣流場(chǎng)參數(shù)含義
2.4.2 幾個(gè)常用坐標(biāo)系的定義
2.4.3 航母艦尾流的成因及特點(diǎn)
2.4.4 建立艦尾流模型的方法
2.5 艦尾氣流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型及仿真
2.5.1 自由大氣紊流分量模型及仿真
2.5.2 艦尾流穩(wěn)態(tài)分量模型及仿真
2.5.3 艦船尾流周期分量模型及仿真
2.5.4 艦尾流隨機(jī)分量模型及仿真
2.5.5 艦尾氣流場(chǎng)模型綜合仿真結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第3章 艦載機(jī)彈射起飛動(dòng)力學(xué)建模及仿真研究
3.1 概述
3.2 艦載機(jī)彈射起飛的動(dòng)力學(xué)模型
3.2.1 艦載機(jī)彈射過(guò)程受力分析
3.2.2 建模假設(shè)
3.2.3 艦載機(jī)彈射起飛過(guò)程的劃分
3.2.4 艦載機(jī)彈射起飛過(guò)程動(dòng)力學(xué)建模
3.3 艦載機(jī)彈射起飛仿真模型
3.4 艦載機(jī)甲板彈射階段仿真結(jié)果
3.4.1 各質(zhì)量單元的動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.4.2 各種參數(shù)對(duì)彈射起飛過(guò)程的影響
3.4.3 甲板彈射階段小結(jié)
3.5 艦載機(jī)離艦飛行階段仿真
3.5.1 各種參數(shù)對(duì)起飛性能的影響
3.5.2 艦艏?xì)饬鲌?chǎng)對(duì)彈射起飛的影響
3.5.3 離艦起飛階段小結(jié)
3.6 一種剩余甲板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)方法
3.7 本章小結(jié)
第4章 艦載機(jī)進(jìn)場(chǎng)狀態(tài)動(dòng)力學(xué)建模及動(dòng)力補(bǔ)償技術(shù)研究
4.1 概述
4.2 無(wú)動(dòng)力補(bǔ)償時(shí)航跡傾角對(duì)姿態(tài)角的跟蹤特性
4.2.1 航跡傾角對(duì)姿態(tài)角的傳遞函數(shù)
4.2.2 無(wú)動(dòng)力補(bǔ)償時(shí)軌跡角不可控的原因
4.3 艦載機(jī)著艦狀態(tài)下縱向通道的數(shù)學(xué)模型
4.4 基于趨近律的變結(jié)構(gòu)控制方法
4.4.1 原趨近律的變結(jié)構(gòu)控制方法
4.4.2 基于改進(jìn)趨近律的變結(jié)構(gòu)控制
4.4.3 一個(gè)二階離散系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制器的例子
4.5 保持迎角恒定的進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5.1 艦載機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)方程的離散化
4.5.2 基于改進(jìn)趨近律的變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)
4.6 艦載機(jī)進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償仿真分析
4.6.1 綜合仿真模型的建立
4.6.2 仿真結(jié)果及分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 艦載機(jī)著艦阻攔動(dòng)力學(xué)建模及仿真研究
5.1 概述
5.2 阻攔裝置的組成及工作原理
5.3 艦載機(jī)阻攔過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型
5.3.1 建模假設(shè)
5.3.2 艦載機(jī)動(dòng)力學(xué)方程
5.3.3 阻攔力及攔阻索拉力關(guān)系方程
5.3.4 定長(zhǎng)沖跑控制閥裝置模型
5.3.5 液壓阻攔機(jī)模型
5.4 艦載機(jī)阻攔過(guò)程的仿真
5.4.1 仿真模型的建立
5.4.2 不同著艦初速度的艦載機(jī)的阻攔仿真
5.4.3 不同質(zhì)量的艦載機(jī)降落的阻攔仿真
5.4.4 不同控制凸輪型線控制效果的對(duì)比
5.5 阻攔裝置設(shè)計(jì)要求的分析
5.5.1 飛機(jī)阻攔初步設(shè)計(jì)原則
5.5.2 飛機(jī)阻攔設(shè)計(jì)問(wèn)題描述
5.5.3 飛機(jī)阻攔力的約束
5.5.4 一個(gè)阻攔裝置設(shè)計(jì)的例子
5.5.5 基于能量法分析阻攔裝置的設(shè)計(jì)
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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致謝
本文編號(hào):3782264
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