一种载机准确对中着舰参数确定方法与流程

本发明涉及飞机飞行力学设计技术领域，尤其涉及一种载机准确对中着舰参数确定方法。

背景技术：

舰载机下滑着舰技术是舰载机设计中的一项关键技术，该类飞机不同陆基飞机，陆基飞机着陆平台是个固定平台，而舰基飞机的着舰平台是个移动的平台，所以对精确着舰提出了较高的要求，因此，当舰船在海上以不同船速运动时，飞机要在运动的舰船上准确着舰，必须调整速度，保证纵向运动距离满足要求，同时要调整好合理的滚转姿态进行侧向机动，形成侧向位移来跟踪舰船着舰甲板的侧向位移。

舰载机下滑着舰坡度角确定，目的是确定出飞机合理的侧向位移，而侧向位移的确定是基于舰船的船速和舰船着舰甲板中心线和舰船中心线的夹角共同确定，如果坡度角确定不合理，舰载机就不能准确对中着舰，可能会引发不安全飞行事故。目前舰载机下滑对中着舰都是通过舰船实时测量飞机和舰船之间的距离、姿态等信息，然后根据舰船数据信息数据链把测量信息实时传递给下滑中的舰载机，舰载机根据传递过来的的信息实时调整飞机速度和姿态，来保证飞机准确对中着舰，这种方法虽然大大提高准确着舰率，但也有可能着舰失败。

本发明的核心就是确定出合理的坡度角，而确定坡度角只需要已知飞机当前距离舰船的位置信息和舰船的运动速度、飞机当前飞行速度即可，把这些信息导入高性能计算机进行实时解算，确定出下滑着舰坡度角。飞行员根据确定出的下滑坡度角，对舰载机执行坡度角保持模式，完成准确对中着舰。

技术实现要素：

本发明的目的：

提供一种载机准确对中着舰参数确定方法，实现舰载机准确对中着舰，为飞机着舰安全性设计提供技术指导。

本发明的技术方案：

一种舰载机准确对中着舰参数确定方法，包括以下步骤：

步骤1：计算舰载机纵向运动位移△x；

步骤2：计算舰载机侧向运动位移△y；

步骤3：计算舰载机的着舰下滑的坡度角φ。

步骤1所述的计算舰载机纵向运动位移△x，还包括以下步骤：

步骤1.1：根据舰载机初始飞行高度h、飞行速度v，下滑角γ计算舰载机下滑着舰所用时间δt，计算式为：

步骤1.2：计算舰船纵向运动位移δl1，计算式为

式中vship为舰船的行进速度，δt是舰载机下滑着舰所用时间；

步骤1.3：计算着舰点在舰船坐标系中的纵向位移δx1，计算式为：

式中，σ为舰船甲板中心线与舰船中心线的夹角，单位为度；

步骤1.4：计算舰载机纵向运动位移δx，计算式为：

式中，v是舰载机飞行速度，γ下滑角，δt是舰载机下滑着舰所用时间。

步骤2所述的计算舰载机侧向运动位移△y，包括以下步骤：

步骤2.1：根据舰载机初始飞行高度h、飞行速度v，下滑角γ计算舰载机下滑着舰所用时间δt，计算式为：

步骤2.2：计算舰船纵向运动位移δl1，计算式为

式中vship为舰船的行进速度，δt是舰载机下滑着舰所用时间；

步骤2.3：计算着舰点在舰船坐标系中的侧向位移δy1，计算式为：

式中，σ为舰船甲板中心线与舰船中心线的夹角，单位为度；

步骤2.4：计算舰载机侧向运动位移△y，计算式为：

δy＝δy1

式中δy1为舰船坐标系中的侧向位移。

步骤3所述的计算舰载机的着舰下滑的坡度角φ，计算式为：

式中，δx1为舰船坐标系中的纵向位移，δx2为舰船初始位置距舰载机初始位置的纵向距离，单位是米，α为舰载机的迎角，β为舰载机的侧滑角，v是舰载机飞行速度。

本发明的有益效果：提供一种舰载机准确对中着舰参数确定方法，通过计算舰载机纵向运动位移△x、舰载机侧向运动位移△y、舰载机的着舰下滑的坡度角φ，为舰载机准确对中着舰、飞行员合理操纵提供了有效、直接的指令信息输入，实现舰载机准确对中着舰，为飞机着舰安全性设计及着舰飞行训练提供技术指导，本发明计算方法简单，使用效率高，同时更好地服务于海上作业飞机的着舰安全性设计。

附图说明：

图1为本发明流程图。

具体实施方式：

一种舰载机准确对中着舰参数确定方法，包括以下步骤：

步骤1：计算舰载机纵向运动位移△x；

步骤2：计算舰载机侧向运动位移△y；

步骤3：计算舰载机的着舰下滑的坡度角φ。

步骤1所述的计算舰载机纵向运动位移△x，还包括以下步骤：

步骤1.1：根据舰载机初始飞行高度h、飞行速度v，下滑角γ计算舰载机下滑着舰所用时间δt，计算式为：

步骤1.2：计算舰船纵向运动位移δl1，计算式为

式中vship为舰船的行进速度，δt是舰载机下滑着舰所用时间；

步骤1.3：计算着舰点在舰船坐标系中的纵向位移δx1，计算式为：

式中，σ为舰船甲板中心线与舰船中心线的夹角，单位为度；

步骤1.4：计算舰载机纵向运动位移δx，计算式为：

式中，v是舰载机飞行速度，γ下滑角，δt是舰载机下滑着舰所用时间。

步骤2所述的计算舰载机侧向运动位移△y，包括以下步骤：

步骤2.1：根据舰载机初始飞行高度h、飞行速度v，下滑角γ计算舰载机下滑着舰所用时间δt，计算式为：

步骤2.2：计算舰船纵向运动位移δl1，计算式为

式中vship为舰船的行进速度，δt是舰载机下滑着舰所用时间；

步骤2.3：计算着舰点在舰船坐标系中的侧向位移δy1，计算式为：

式中，σ为舰船甲板中心线与舰船中心线的夹角，单位为度；

步骤2.4：计算舰载机侧向运动位移△y，计算式为：

δy＝δy1

式中δy1为舰船坐标系中的侧向位移。

步骤3所述的计算舰载机的着舰下滑的坡度角φ，计算式为：

式中，δx1为舰船坐标系中的纵向位移，δx2为舰船初始位置距舰载机初始位置的纵向距离，单位是米，α为舰载机的迎角，β为舰载机的侧滑角，v是舰载机飞行速度。

实施例：

已知某型舰载机飞行重量g＝30000kg；重心20％，飞行初始高度h＝100m；初始飞行速度v范围[190～210]km/h；下滑航迹角γ＝－3°。已知舰船着舰甲板中心线与舰船中心线的夹角σ＝15°；舰船的行进速度vship分别为28.5km/h、38km/h、47.5km/h。

1)依据上述的计算方法先确定舰载机下滑着舰所用时间δt，结果见表1。

表1舰载机下滑着舰所用时间δt(s)

2)计算舰船纵向位移δl1，计算结果见表2。

表2舰船纵向运动位移δl1(m)

3)计算着舰点在舰船坐标系中的纵向位移δx1和侧向位移δy1，计算结果见表3～表4。

表3着舰点在舰船坐标系中的纵向位移δx1(m)

表4着舰点在舰船坐标系中的侧向位移δy1(m)

4)计算舰载机纵向运动位移δx和舰载机侧向运动位移δy，计算结果见表5～表6。

表5舰载机纵向运动位移δx(m)

表6舰载机纵向运动位移δy(m)

5)基于公式可得到舰船初始位置距舰载机初始位置的纵向距离δx2，计算结果见表7

表7舰船初始位置距舰载机初始位置的纵向距离δx2(m)

6)基于公式给定初始坡度角φ＝0.1°，进行迭代计算，最终确定出舰载机准确对中着舰下滑的坡度角φ，计算结果见表8。

表8舰载机准确对中着舰坡度角φ计算结果(°)