發(fā)動機失效后直升機軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、單發(fā)直升機遭遇發(fā)動機失效后，只能采用自轉(zhuǎn)飛行的方式著陸，著陸安全與否很大程度地取決于自轉(zhuǎn)的操縱規(guī)律。本文從理論上分析了直升機自轉(zhuǎn)的飛行狀態(tài)，并用最優(yōu)控制理論求解了最優(yōu)自轉(zhuǎn)軌跡。 建立直升機自轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型時，只考慮水平、垂直和俯仰方向的運動。取水平位移、下降高度、水平速度、下降率、俯仰角、俯仰角速度和旋翼轉(zhuǎn)速為狀態(tài)變量，取總距和縱向周期變距為控制變量，取直升機的接地速度為目標函數(shù)，可以將直升機的自轉(zhuǎn)著陸問題表示成最優(yōu)控制問題的形

2、式。分析中考慮了駕駛員操縱滯后，著陸時俯仰角和俯仰角速度的限制，增距前旋翼轉(zhuǎn)速下限，增距過程中總距、俯仰角和旋翼轉(zhuǎn)速上限等因素的影響。 優(yōu)化計算采用參數(shù)優(yōu)化法，將最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)化成SnOpt軟件可以求解的參數(shù)優(yōu)化問題，并以S-58直升機為例進行了求解。 數(shù)值計算得到的自轉(zhuǎn)最優(yōu)過程與試飛數(shù)據(jù)吻合。通過優(yōu)化計算，本文重點分析了駕駛員操縱滯后和旋翼轉(zhuǎn)動慣量對自轉(zhuǎn)的影響，求解了自轉(zhuǎn)著陸點的范圍，并得出了S-58直升機的高度—