飛行器棲落機動軌跡可達域分析

杜昕，黃江濤，章勝

（中國空氣動力研究與發展中心空天技術研究所，綿陽621000）

0 引 言

超短距起降固定翼飛機具有飛行速度快、運載能力強、環境適應性好等優點，這些特點是普通直升機所不具備的。因此，超短距起降固定翼飛機適用于驅護艦，可以取代并拓展大多數的直升機任務與使用模式，同時具有更低的使用成本和高可靠性。固定翼飛機的艦上起飛尚可以通過彈射實現，但是如何在驅護艦上狹小的空間內實現安全降落，是一個亟待解決的關鍵技術問題。

棲落機動是解決該問題的有效途徑之一。棲落機動是指飛機利用大迎角產生高阻力從而實現超短距離減速和著艦，是一種超機動飛行方式，其靈感來源于鳥類的定點著陸方式。

關于棲落機動的相關研究，國外起步較早，約2000 年左右就開展了一系列較為充分的研究，主要集中于需求與概念論證、棲落過程的大迎角非定常氣動力建模、棲落軌跡優化、棲落機動標稱軌跡跟蹤控制等方面。由于小型滑翔機只有一個控制變量，且重量輕，容易實現大迎角機動，早期被廣泛用來開展相關研究。但是小型滑翔機裝載容量與重量十分有限，無法安裝慣導系統，為了解決這個問題，麻省理工大學的研究人員采用光學定位手段來確定飛行器的位置、速度與姿態信息，并在室內開展了小型滑翔機的定點棲落試驗。為了解決大迎角棲落末端機身的固定問題，斯坦福大學的研究人員設計了一種帶有鉤爪的小型固定翼飛機，當機載超聲波裝置探測到離墻面的距離足夠近時，鉤爪伸出釘入墻面將飛機固定，鉤爪松開后飛機可由墻面實現起飛?！?br>