目錄
第1章 緒論 1
1.1 航空母艦與艦載機 1
1.2 艦載機起飛與著艦 5
1.2.1 艦載機起飛 5
1.2.2 艦載機著艦 6
1.3 艦載機著艦系統(tǒng) 7
1.3.1 著艦系統(tǒng)發(fā)展歷程 7
1.3.2 著艦模態(tài)與進場著艦規(guī)范 8
1.3.3 自動著艦系統(tǒng)架構與工作原理 9
1.4 自動著艦引導與控制關鍵技術 11
1.4.1 艦載機數學建模 11
1.4.2 著艦引導 11
1.4.3 著艦飛行控制 12
1.4.4 動力補償/自動油門控制 14
1.4.5 甲板運動建模、預估與補償 15
1.4.6 艦尾氣流建模與抑制 17
1.4.7 雷達測量噪聲抑制 17
1.4.8 復飛/逃逸決策與控制 18
第2章 艦載機起飛及進近著艦全過程 20
2.1 起飛模式及起飛過程 20
2.1.1 滑躍起飛 20
2.1.2 彈射起飛 21
2.2 返航進近著艦過程 24
2.3 返航進近著艦模態(tài)Ⅰ——目視進近及目視著艦 25
2.3.1 模式Ⅰ飛行航線 25
2.3.2 模式Ⅰ中的馬歇爾等待航線 29
2.3.3 F/A-18飛機目視著艦航線 30
2.4 返航進近著艦模態(tài)Ⅱ——儀表引導進近及目視著艦 32
2.4.1 模式Ⅱ飛行航線 32
2.4.2 模式Ⅱ中的馬歇爾航線 33
2.5 返航進近著艦模態(tài)Ⅲ——儀表引導進近及全自動著艦 35
2.5.1 模式Ⅲ飛行航線 36
2.5.2 模式Ⅲ中的馬歇爾等待航線 37
2.5.3 模式Ⅲ的ICLS進近航線 38
2.5.4 模式Ⅲ的AWCLS著艦 38
2.6 返航著艦模式Ⅳ——緊急著艦 41
2.7 逃逸/復飛過程 42
思考題 42
第3章 艦載機起飛控制 43
3.1 艦載機彈射起飛系統(tǒng)數學模型 43
3.1.1 艦載機動力學與運動學模型 43
3.1.2 艦載機起落架數學模型 46
3.1.3 彈射器數學模型 48
3.2 艦面滑跑階段運動學模型 50
3.2.1 滑躍起飛滑跑階段的飛機運動模型 50
3.2.2 彈射起飛滑跑階段的飛機運動模型 51
3.3 離艦上升階段自動飛行控制 54
3.3.1 起飛控制系統(tǒng)總體結構 54
3.3.2 起飛控制增穩(wěn)系統(tǒng) 55
3.3.3 起飛自動飛行控制系統(tǒng) 56
3.4 起飛安全離艦的影響因素及安全準則 57
3.4.1 甲板運動影響分析 57
3.4.2 艦首氣流影響分析 59
3.4.3 其他因素影響分析 62
3.4.4 彈射起飛安全準則 63
思考題 64
第4章 艦載機著艦引導 65
4.1 艦載機光學著艦引導 65
4.1.1 艦載機菲涅耳透鏡光學助降引導設備 69
4.1.2 艦載機菲涅耳透鏡光學助降引導幾何 70
4.2 艦載機儀表著艦引導 80
4.2.1 艦載機儀表著艦引導設備 80
4.2.2 艦載機儀表著艦引導幾何 83
4.3 艦載機自動著艦引導 87
4.3.1 艦載機自動著艦引導設備 87
4.3.2 艦載機自動著艦引導幾何 90
4.4 艦上控制進場著艦系統(tǒng) 93
4.4.1 CCA工作原理及引導設備 93
4.4.2 CCA著艦航線幾何 95
思考題 95
第5章 甲板運動與補償 96
5.1 甲板運動建模 96
5.1.1 正弦波組合的甲板運動模型 96
5.1.2 基于功率譜的甲板運動模型 97
5.1.3 基于Conolly線性理論的甲板運動模型 98
5.2 甲板運動仿真及影響因素分析 100
5.2.1 甲板運動仿真設置 100
5.2.2 海況對甲板運動的影響 100
5.2.3 艦船航速對甲板運動的影響 101
5.2.4 艦船遭遇角對甲板運動的影響 104
5.2.5 艦船大小對甲板運動的影響 105
5.3 縱向甲板運動補償 106
5.3.1 自動著艦縱向甲板運動補償系統(tǒng) 107
5.3.2 縱向甲板運動補償器設計 108
5.3.3 縱向甲板運動預估器設計 110
5.3.4 縱向甲板運動補償仿真驗證 111
5.4 側向甲板運動補償 113
5.4.1 側向甲板運動補償策略 113
5.4.2 側向甲板運動補償仿真驗證 115
思考題 116
第6章 艦載機著艦控制 117
6.1 艦載機著艦增穩(wěn)控制 117
6.1.1 艦載機著艦縱向增穩(wěn)控制 117
6.1.2 艦載機著艦側向增穩(wěn)控制 117
6.1.3 艦載機著艦動力補償控制 119
6.2 艦載機光學助降控制 123
6.2.1 基于菲涅耳透鏡的艦載機下滑控制 123
6.2.2 基于激光引導的艦載機對中控制 128
6.3 艦載機儀表著艦控制 130
6.3.1 ILS縱向下滑著艦引導系統(tǒng) 130
6.3.2 ILS側向著艦引導系統(tǒng) 132
6.4 艦載機全自動著艦控制 133
6.4.1 自動著艦縱向通道基本控制結構 134
6.4.2 自動著艦側向通道基本控制結構 137
6.5 艦載機著艦安全控制 139
6.5.1 單發(fā)停車模態(tài)著艦安全控制 139
6.5.2 著艦模式切換與安全控制 142
思考題 146
第7章 艦載機復飛與逃逸 147
7.1 縱側向復飛準則與復飛區(qū)的建立 147
7.1.1 縱向復飛準則與復飛區(qū)的建立 147
7.1.2 側向復飛準則與復飛區(qū)的建立 150
7.2 艦載機復飛決策系統(tǒng)設計與仿真驗證 154
7.2.1 艦載機復飛決策系統(tǒng)總體結構 155
7.2.2 基于小擾動動力學模型的艦載機復飛決策 156
7.2.3 基于終端狀態(tài)預估方程的艦載機復飛決策 165
7.2.4 具有推力矢量的復飛決策系統(tǒng) 170
7.3 艦載機逃逸控制 173
思考題 175
第8章 艦載機起飛著艦綜合仿真 176
8.1 艦載機起飛著艦綜合仿真系統(tǒng)架構及功能 176
8.1.1 仿真系統(tǒng)的架構 176
8.1.2 艦載機起飛著艦仿真系統(tǒng)功能 177
8.2 仿真系統(tǒng)功能模塊 177
8.2.1 飛機動力學仿真模塊 177
8.2.2 艦載機著艦引導模塊 180
8.2.3 艦載機飛行控制律模塊 181
8.2.4 艦載機動力補償模塊 181
8.2.5 艦尾氣流仿真模塊 181
8.2.6 甲板運動仿真模塊 182
8.2.7 甲板運動補償仿真模塊 183
8.2.8 視景仿真模塊 183
8.3 仿真系統(tǒng)運行環(huán)境 183
8.4 仿真系統(tǒng)參數設置 184
8.4.1 飛機氣動模型初始條件設置 184
8.4.2 著艦環(huán)境初始條件設置 186
8.4.3 控制參數初始條件設置 187
8.4.4 海洋環(huán)境初始條件設置 187
8.5 數據輸出與動畫顯示 188
8.6 艦載機著艦綜合仿真驗證結果 189
8.6.1 艦載機縱向著艦仿真 189
8.6.2 艦載機側向著艦仿真 191
思考題 193
參考文獻 194