[发明专利]一种采用差动刹车控制飞机极限转弯的方法

摘要

一种采用差动刹车控制飞机极限转弯的方法，通过差动刹车来对飞机进行极限转弯的控制方法，最大限度地利用地面的摩擦力，在保证飞机转弯过程平稳、安全的前提下，根据不同转弯要求，提供给飞行员相应的可以最高效地控制飞机实现转弯的发动机推力和刹车力矩状态参数，让飞机以最快的转弯速度进行转弯，最大限度地发挥飞机的操控潜力，同时减小转弯过程中前、主机轮轮胎的磨损和发动机的油耗小，飞机也不会发生侧滑和倾翻。这种以设定的轮胎与跑道的最大摩擦系数为输入量的极限转弯控制方法具有转弯速度快、转弯过程平稳、安全、高效等优点。

主权项

一种采用差动刹车控制飞机极限转弯的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定飞机当前滑行条件下的最大允许摩擦系数；所述的最大允许摩擦系数μ根据跑道条件、飞行员的操控经验、转弯任务的紧急程度和轮胎条件和气候条件综合确定；步骤2，建立飞机的运动及动力学方程：所述飞机的运动及动力学方程指飞机在低速滑行时实现稳定转弯的运动及动力学方程，飞机自转力矩平衡方程、飞机绕转动中心A转弯的力矩平衡方程、飞机绕转动中心A转弯的离心力方程、前机轮侧向力平衡方程、飞机重心的偏转角β和前轮偏转角α的求解方程、前机轮垂直载荷分配方程、转弯内侧主机轮垂直载荷分配方程、转弯外侧的松刹车主机轮垂直载荷分配方程和刹车机轮的刹车阻力方程；步骤3，确定飞机转弯时的控制参数及能够达到的状态参数：所述的飞机转弯时的控制参数包括飞行员应该施加的刹车力矩和发动机推力；所述飞机转弯时能够达到的状态参数包括转弯半径r、转弯线速度、转弯角速度和前轮偏转角；具体过程是：所述转弯半径r是以最小转弯半径l为起点，逐步增大转弯半径，得到若干个飞机转弯半径r；将得到的各转弯半径r分别作为输入量，利用Matlab仿真计算软件，在Simulink环境下，通过建立的飞机自转力矩平衡方程、飞机绕转动中心A转弯的力矩平衡方程、飞机绕转动中心A转弯的离心力方程、前机轮侧向力平衡方程、飞机重心的偏转角β和前轮偏转角α的求解方程、前机轮垂直载荷分配方程、转弯内侧机轮垂直载荷分配方程、转弯外侧机轮垂直载荷分配方程和刹车机轮的刹车阻力方程，得到在稳定的持续转弯状态下，飞行员应该施加给飞机的刹车力矩和发动机推力，以及飞机在稳定转弯状态下所能达到的各状态参数；将所述每一个飞机转弯半径r下实现极限转弯所需的控制参数以及能够达到的状态参数连接起来，得到差动刹车过程的极限转弯曲线；所述逐步增大转弯半径时的步长根据需要任意设定；所述最小转弯半径l通过公式(10)确定：l2=a2+(B2)2---(10)]]>a为飞机重心到主机轮轴的距离，单位：m；B为两个主机轮之间的距离，单位：m；步骤4，通过飞行员对刹车力矩和发动机推力进行控制；飞行员根据得到的差动刹车过程的极限转弯曲线，对刹车力矩和发动机推力进行控制。