飛機綜合控制與飛行管理

前言

國防科技工業(yè)是國家戰(zhàn)略性產業(yè)，是國防現(xiàn)代化的重要工業(yè)和技術基礎，也是國民經(jīng)濟發(fā)展和科學技術現(xiàn)代化的重要推動力量。半個多世紀以來，在黨中央、國務院的正確領導和親切關懷下，國防科技工業(yè)廣大干部職工在知識的傳承、科技的攀登與時代的洗禮中，取得了舉世矚目的輝煌成就；研制、生產了大量武器裝備，滿足了我軍由單一陸軍，發(fā)展成為包括空軍、海軍、第二炮兵和其他技術兵種在內的合成軍隊的需要，特別是在尖端技術方面，成功地掌握了原子彈、氫彈、洲際導彈、人造衛(wèi)星和核潛艇技術，使我軍擁有了一批克敵制勝的高技術武器裝備，使我國成為世界上少數(shù)幾個獨立掌握核技術和外層空間技術的國家之一。國防科技工業(yè)沿著獨立自主、自力更生的發(fā)展道路，建立了專業(yè)門類基本齊全，科研、試驗、生產手段基本配套的國防科技工業(yè)體系，奠定了進行國防現(xiàn)代化建設最重要的物質基礎；掌握了大量新技術、新工藝，研制了許多新設備、新材料，以“兩彈一星”、“神舟”號載人航天為代表的國防尖端技術，大大提高了國家的科技水平和競爭力，使中國在世界高科技領域占有了一席之地。十一屆三中全會以來，伴隨著改革開放的偉大實踐，國防科技工業(yè)適時地實行戰(zhàn)略轉移，大量軍工技術轉向民用，為發(fā)展國民經(jīng)濟作出了重要貢獻。

內容概要

本書主要內容如下：第1章為緒論，綜述了綜合控制的基本概念、國外發(fā)展概況及綜合控制技術的系統(tǒng)結構與綜合設計思路；第2章為推進系統(tǒng)性能及其控制的建模與仿真，重點介紹滿足先進戰(zhàn)斗機綜合控制要求的發(fā)動機、推進系統(tǒng)性能與控制的建模；第3章為綜合飛行／推進控制系統(tǒng)，重點介紹先進戰(zhàn)斗機典型飛行任務的綜合飛行／推進控制系統(tǒng)設計及仿真，即性能尋優(yōu)控制（包括超聲速巡航）、飛行航跡優(yōu)化、短距起降、大迎角綜合飛行／推進控制；第4章為綜合飛行／火力控制系統(tǒng)，重點介紹綜合飛行／火力控制系統(tǒng)的組成、目標狀態(tài)估計器設計、典型武器火力控制建模、綜合控制的設計及性能評價；第5章為戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)，重點介紹戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)的基本功能與結構、飛行中的軌跡規(guī)劃、戰(zhàn)場態(tài)勢評估與駕駛員輔助系統(tǒng)；第6章為綜合飛行／火力／推進控制系統(tǒng)設計與仿真，重點介紹綜合控制技術的系統(tǒng)總體方案、兩種新型的綜合控制設計方法及作戰(zhàn)任務全過程仿真；第7章為飛行器管理系統(tǒng)簡介，綜述了飛機綜合控制技術的發(fā)展-飛行器管理系統(tǒng)研究思路及支撐技術。

書籍目錄

第1章  緒  論  1.1 飛機綜合控制技術產生背景及基本概念  1.2 飛機綜合控制技術系統(tǒng)結構與綜合設計思路    1.2.1 系統(tǒng)基本結構    1.2.2 系統(tǒng)綜合設計思路    參考文獻第2章  推進系統(tǒng)性能及其控制的建模與仿真  2.1 概述    2.1.1 推進系統(tǒng)的組成    2.1.2 發(fā)動機和推進系統(tǒng)的性能指標    2.1.3 戰(zhàn)斗機及其綜合控制系統(tǒng)對推進系統(tǒng)的要求    2.1.4 適用于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的發(fā)動機類型及其性能特點和發(fā)展  2.2 加力渦扇發(fā)動機性能和控制規(guī)律    2.2.1 加力渦扇發(fā)動機的部件特性與控制    2.2.2 加力渦扇發(fā)動機穩(wěn)態(tài)共同工作線及共同工作點的確定    2.2.3 發(fā)動機性能和控制規(guī)律  2.3 推進系統(tǒng)性能與控制    2.3.1 超聲速進氣道特性    2.3.2 超聲速進氣道和發(fā)動機的性能匹配及控制    2.3.3 進氣道一發(fā)動機一噴管的性能匹配與推進系統(tǒng)性能    2.3.4 根據(jù)飛行任務和使用條件對推進系統(tǒng)性能的控制  2.4 推進系統(tǒng)性能數(shù)學模型    2.4.1 戰(zhàn)斗機綜合控制系統(tǒng)研究對推進系統(tǒng)性能模型的要求    2.4.2 發(fā)動機的非實時性能模型    2.4.3 發(fā)動機的實時性能模型    2.4.4 推進系統(tǒng)性能模型    2.4.5 自適應模型    2.4.6 面向對象編程技術在建模中的應用    參考文獻第3章  綜合飛行／推進控制系統(tǒng)  3.1 概述  3.2 性能尋優(yōu)控制    3.2.1 性能尋優(yōu)控制系統(tǒng)的組成及原理    3.2.2 性能尋優(yōu)控制系統(tǒng)的效益及分析    3.2.3 超聲速巡航模態(tài)推進系統(tǒng)性能優(yōu)化   3.3 面向綜合飛行／推進系統(tǒng)的飛行航跡優(yōu)化    3.3.1 背景及性能指標的提出    3.3.2 優(yōu)化方法    3.3.3 時間和耗油量的估算    3.3.4 縱向剖面優(yōu)化仿真  3.4 短距起降綜合飛行／推進控制    3.4.1 短距起飛／著陸系統(tǒng)建模    3.4.2 短距起飛方案設計及仿真研究    3.4.3 大迎角自動短距著陸方案設計及仿真研究  3.5 大迎角綜合飛行／推進控制    3.5.1 大迎角綜合飛行／推進系統(tǒng)特性分析    3.5.2 大迎角推進系統(tǒng)的穩(wěn)定性    3.5.3 推進系統(tǒng)穩(wěn)定性控制方案    3.5.4 大迎角推力矢量與氣動舵面的協(xié)調控制    3.5.5 大迎角仿真及分析    參考文獻第4章  綜合飛行／火力控制系統(tǒng)  4.1 綜合飛行／火力控制系統(tǒng)基本組成及特點  4.2 系統(tǒng)坐標系選擇及定義  4.3 機載目標狀態(tài)估計器設計    4.3.1 跟蹤坐標系的選擇    4.3.2 機動目標模型    4.3.3 估計器模型的建立與濾波  4.4 火力控制系統(tǒng)建模    4.4.1 空-空機炮模態(tài)    4.4.2 空-空導彈模態(tài)    4.4.3 空-地激光制導炸彈模態(tài)  4.5 綜合飛行／火力控制系統(tǒng)耦合控制律設計及系統(tǒng)仿真    4.5.1 空-空機炮模態(tài)    4.5.2 空-空導彈模態(tài)    4.5.3 激光制導炸彈模態(tài)  4.6 超控耦合器的設計    4.6.1 超控耦合器的功能定義    4.6.2 超控耦合器的結構設計    4.6.3 可調增益K的設計    4.6.4 超控耦合器的邏輯關系設計  4.7 綜合飛行／火力控制系統(tǒng)性能分析及評價    4.7.1 空一空機炮模態(tài)多重遞階綜合控制系統(tǒng)的性    4.7.2激光制導炸彈空一地轟炸模態(tài)多重遞階綜合    控制系統(tǒng)的性能分析與評價    參考文獻第5章  戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)  5.1 引  言    5.1.1 戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)    5.1.2 戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)研究歷史  5.2 戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)功能與結構分析    5.2.1 戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)基本功能    5.2.2 戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)模塊化結構分析    5.2.3 戰(zhàn)術任務飛行管理系統(tǒng)的關鍵技術  5.3 飛行中的軌跡規(guī)劃    5.3.1 概述    5.3.2 飛行軌跡優(yōu)化方法概述    5.3.3 啟發(fā)式搜索    5.3.4 威脅源模型的建立    5.3.5 采用專家系統(tǒng)提高飛行軌跡規(guī)劃的效率    5.3.6 軌跡規(guī)劃中的一些具體問題  5.4 戰(zhàn)場態(tài)勢評估技術    5.4.1 概述    5.4.2 威脅評估    5.4.3 基于貝葉斯推理的威脅評估  5.5 駕駛員輔助系統(tǒng)    5.5.1 概述    5.5.2 駕駛員輔助系統(tǒng)的基本功能    參考文獻第6章  綜合飛行／火力／推進控制系統(tǒng)設計與仿真  6.1 戰(zhàn)術任務飛行管理與綜合控制系統(tǒng)方案    6.1.1 戰(zhàn)術任務飛行管理與綜合控制對綜合航空電子系統(tǒng)的要求    6.1.2 系統(tǒng)方案的組成與功能  6.2 基于遞階一分散一集中方法的綜合控制系統(tǒng)設計    6.2.1 遞階一分散一集中綜合控制設計方法    6.2.2 準穩(wěn)態(tài)運動狀態(tài)設計方法    6.2.3 綜合飛行／火力／推進系統(tǒng)建模    6.2.4 綜合飛行／火力／推進控制系統(tǒng)設計    6.2.5 戰(zhàn)術任務過程數(shù)學仿真  6.3 基于多層遞階結構的綜合控制系統(tǒng)設計    6.3.1 綜合控制系統(tǒng)的結構    6.3.2 機身指向控制    6.3.3 速度矢量控制  6.4 空一空導彈模態(tài)作戰(zhàn)區(qū)全過程控制律設計及仿真    參考文獻第7章  飛行器管理系統(tǒng)簡介  7.1 概述  7.2 面向全系統(tǒng)物理綜合和功能綜合設計飛行器管理系統(tǒng)  7.3 面向飛行能力優(yōu)化設計飛行器管理系統(tǒng)  7.4 飛行器管理系統(tǒng)支撐技術  參考文獻

章節(jié)摘錄

20世紀60年代以來， 飛行器設計出現(xiàn)了隨控布局CCV(Control Configuration Vehicle)的設計思想，從而取代了以氣動布局為中心的設汁思想。所謂CCV設汁思想是指在總體設計階段就綜合考慮飛行器的飛行控制系統(tǒng)FCS(Flight Comrol Sys-tem)、氣動布局、推進系統(tǒng)及機體結構4個環(huán)節(jié)，并以控制為紐帶，充分發(fā)揮和協(xié)調這4個環(huán)節(jié)的功能，從而大大提高整個飛行器的性能。與飛行器的CCV設計思想同時產生的是FCS的主動控制設計思想。主動控制設計思想將FCS從過去的從屬地位變?yōu)轱w行器總體設計的4個環(huán)節(jié)之一，主動、積極地參與飛行器的總體布局、總體方案和總體設計各個環(huán)節(jié)。它實際上是CCV設計思想的一個重要支柱。綜合控制以各相對獨立或視為獨立的控制分系統(tǒng)所組成的整個系統(tǒng)為對象，進行綜合優(yōu)化設計，將原來孤立的但有耦合關系的部分組成特定作用的整體，獲得比原來孤立系統(tǒng)更好的性能。這樣設計的系統(tǒng)就是綜合控制系統(tǒng)。它是飛行控制技術發(fā)展的必然趨勢。就作戰(zhàn)飛機綜合控制技術來說，須充分考慮和利用機體（氣動力與結構）、推進（進氣道、發(fā)動機及尾噴管）和武器系統(tǒng)的控制功能及其相互關系，對全機控制功能進行一體化、多學科綜合設計，使飛機能最大限度地發(fā)揮其性能潛力，以滿足總體性能和任務能力的需求。

編輯推薦

《飛機綜合控制與飛行管理》由北京航空航天大學出版社，北京理工大學出版出版。

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