基于直接力控制的阵风响应及阵风减缓研究

许晓平，周 洲，王军利

（西北工业大学 无人机特种技术重点实验室，陕西 西安710072）

0 引 言

阵风，又称突风（gust），是大气中一种强度较大的确定性风扰动。当飞行器遭遇阵风时，机体会产生附加的非定常气动力与力矩，从而对飞行器飞行性能产生不利影响。

根据干扰抑制理论，要减少这种气动力及其载荷影响，做到阵风作用的完全减缓，需要在阵风作用面上同一位置、同一时间产生一种与阵风作用力同样大的气动反作用力，而这一点在实际飞机系统中是不可能实现的［1］。

当飞机在飞行过程中受到阵风干扰，特别是垂直阵风及湍流的影响时，一般的情况下是靠偏转升降舵、以产生一个俯仰力矩使飞机转动，由俯仰姿态的改变来控制纵向的运动。其结果，一方面会产生一定的延迟时间；另一方面不能有效地抑制阵风产生的过载对飞机的影响，致使飞机长时间地颠簸，破坏了乘客的舒适感、乘坐品质和飞行品质，并由此产生动态结构载荷作用于飞机上。而采用闭环控制系统，依靠加速度传感器信号偏转附加控制面来完成一个直接升力的控制，其实质是以直接升力操纵来抑制阵风产生的过载，减缓气动载荷对飞机的影响。其结果，可迅速而有效地抑制阵风产生的过载对飞机的影响［1］。

目前，民用飞机上已经使用突风载荷缓和系统（GLV）来缓解阵风载荷的影响，A320系列飞机、波音7J7飞机及许多支线客机都采用了针对垂直突风的GLA主动控制系统。……