[发明专利]一种水陆两栖飞机水面起降纵向操纵方法

说明书

本发明属于到水面飞行器水面起降操纵技术领域，具体涉及一种水陆两栖飞机水面起降纵向操纵方法。本发明通过试飞，确定飞机在不同速度下以中位纵倾角滑行时对应的升降舵偏角，起飞控制时，利用试飞速度、中位纵倾角及其对应的升降舵偏对应关系，分别绘制飞机在起飞过程中升降舵控制率曲线，得到飞机在静水面、波浪水面起飞过程中飞机升降舵控制率；着水控制时，在飞机接水后，飞行员逐步带杆，使升降舵偏角处于最大可用舵偏角组合中的最小值状态，直到飞机在水面减速完成为止。本发明有效解决水陆两栖飞机在起飞、着水降落过程中，由于水面波浪影响，对飞机起降带来的干扰而造成的不稳定影响，提高起降安全性。

技术领域

本发明属于到水面飞行器水面起降操纵技术领域，具体涉及一种水陆两栖飞机水面起降纵向操纵方法。

背景技术

水陆两栖飞机在水面上起降时，俯仰姿态角处在某一范围内时飞机才能稳定滑行，即水陆两栖飞机存在纵向姿态角存在稳定边界，当飞机的俯仰姿态角超出稳定边界时会发生海豚运动、跳跃运动等不稳定运动现象，危及起飞安全。由于水面属于软支撑，飞机离水前的纵倾角随速度、升降舵偏角、水面条件一直发生变化，特别时在波浪水面上起降时，飞机的纵倾角呈现一定幅值、一定周期的波动特征，飞机的纵向运动稳定性变得更加复杂。

飞机在静水面上起飞滑行时，只要飞机的俯仰姿态角处在稳定边界范围内，飞机均能保持稳定滑行直至起飞。当飞机的水面滑行纵倾角处在稳定边界范围内时，飞机受到扰动后，飞机具有自稳的特性，即干扰消失后飞机在几个震荡周期内俯仰姿态角收敛到受干扰前的状态，研究表明，即使是干扰姿态很大，致使飞机纵倾角短暂的超出稳定边界，飞机的纵倾角也能在几个振荡周期内收敛到受干扰前的状态。但当飞机的水面滑行纵倾角在稳定边界上或者稳定边界外时，飞机要么产生自发的不稳定运动，要么受到干扰后产生不稳定运动。

当飞机在水面上降落时，飞机的滑行稳定特性与起飞稳定特性类似。但飞机降落后应尽可能较快的降低飞机速度，同时避免风、浪对飞机的干扰。研究表明，飞机以较小姿态滑行时的安全性比以较大姿态滑行的安全性较差，原因在于当飞机的俯仰姿态角较小时，飞机船体前部分参与滑水的面积增加，即船体浸湿面积作用中心前移，超过一定极限时，作用中心前移至重心之前，当飞机受到干扰后水动力形成偏航力矩，甚至引起滚转，从而影响飞机的运动安全。但飞机以较大俯仰姿态角运动时船体浸湿面积作用重心后移，有利于增强飞机的运动稳定性。因此，从运动安全性的角度考虑，飞机着水后以较大的俯仰姿态角作减速运动是一种更加安全的着水操纵方法。

当水陆两栖飞机在波浪水上运动时，受波浪的扰动影响，飞机的俯仰姿态角以一定幅值、一定周期的特性震荡，幅值和周期受到波高、波长、速度的影响。当飞机的俯仰姿态角震荡幅值大于稳定范围时，会出现俯仰角超出稳定边界的情况，但是否出现不稳定运动，与飞机在该构型下、静水面的滑行姿态角(即飞机以该速度、该升降舵偏角滑行时的俯仰姿态角，称为初始俯仰姿态角)有关。

目前，现有技术虽然已建立了怎样保持水陆两栖飞机在起降过程中姿态的控制方法，但没有讲明在起飞、降落过程中不同阶段应将姿态角、操纵翼面如何控制，因此对飞行器起降操纵指导性不够，容易出现水面起降危险。

发明内容

本发明目的是：提供了一种可以有效降低干扰，提高水陆两栖飞机水面起降性能，增强飞行安全性的操纵方法。

本发明的技术方案：水陆两栖飞机水面起降纵向操纵方法，通过试飞，确定飞机在不同速度下以中位纵倾角滑行时对应的升降舵偏角，起飞控制时，利用试飞速度、中位纵倾角及其对应的升降舵偏对应关系，分别绘制飞机在起飞过程中升降舵控制率曲线，得到飞机在静水面、波浪水面起飞过程中飞机升降舵控制率；着水控制时，在飞机接水后，飞行员逐步带杆，使升降舵偏角处于最大可用舵偏角组合中的最小值状态，直到飞机在水面减速完成为止。

确定飞机在不同速度下以中位纵倾角通过试飞确定该速度下能稳定滑行的最大纵倾角α_max、最小纵倾角α_min后计算获得，