放宽静稳定度飞机时间延迟稳定边界

陈晓明，孙绍山，陶呈纲，唐勇

1. 北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100083

2. 中国航空工业成都飞机设计研究所 歼击机综合仿真航空科技重点实验室，成都 610091

放宽静稳定度设计是通过配置重心与焦点的相对位置以降低配平阻力和改善飞机机动性能的一种主动控制技术[1]。现代战机采用放宽静稳定度设计方案能够提高其最大可用过载、大迎角机动性及过失速机动能力等关键性能[2]。

飞机设计初步阶段的操稳评估是影响整个布局方案与飞行控制安全的关键环节[3]，其传统作法主要是依据基于飞机本体动力学方程的静态评估准则(包括静稳定导数Cmα、倍幅时间T2、最大低头力矩等)进行逐项考察[4]。但在工程实践中，一方面这些准则的边界往往来自于经验，易致使偏于保守的评估结果；另一方面，对于即便满足静态准则的布局设计，在依据飞行品质的要求设计控制增稳系统后，仍可能出现因电传飞控系统整体时延带来的复杂动力学特性[5](如分支与极限环等)所导致的控制震荡乃至发散不可控的情况。因此，一方面，在给定战机布局条件下，对其闭环控制最大允许时间延迟边界的确定，将有助于指导电传飞控系统的后续详细设计；而另一方面，随着电传飞控技术的持续发展，其固有时间延迟也在逐步减小，这对设计更为先进、本体更为静不稳定的飞机布局是有利的，在给定飞控系统最小可达时延能力时，确定其所能支撑的最大静不稳定布局边界，亦将有助于初步设计阶段布局方案的高效迭代。……