●前言
第1章緒論1
1.1飛機結冰研究的背景意義1
1.2飛機結冰的概念4
1.2.1飛機結冰機理4
1.2.2飛機結冰條件5
1.2.3飛機結冰冰型6
1.2.4飛機結冰強度、程度8
1.3飛機結冰的危害及影響9
1.3.1飛機結冰對航空安全的危害10
1.3.2飛機結冰對飛機飛行性能的影響10
1.3.3飛機結冰對航空運行經濟性的影響13
1.4國內外研究現狀13
1.4.1結冰對飛機性能影響的研究現狀14
1.4.2結冰條件下飛行安全邊界保護的研究現狀16
1.5本書的主要研究內容18
第2章飛機非線性動力學模型及結冰影響建模20
2.1飛機本體運動方程20
2.1.1坐標軸繫20
2.1.2飛機基本運動方程21
2.1.3小擾動線性化狀態方程模型23
2.2飛機非線性氣動力及力矩模型構建26
2.2.1線性氣動力及氣動力矩模型26
2.2.2非線性氣動力及氣動力矩模型27
2.3結冰氣動影響模型29
2.3.1線性氣動參數結冰影響氣動模型29
2.3.2非線性氣動參數結冰影響建模32
2.4結冰對飛機飛行性能影響的仿真計算36
2.5本章小結38
第3章非線性穩定性分析及穩定域求解方法基礎理論39
3.1安全邊界39
3.1.1基本安全邊界40
3.1.2穩定邊界41
3.2穩定性分叉分析方法43
3.3穩定域求解方法44
3.3.1基於相平面法構造二維穩定域的理論基礎44
3.3.2基於Lyapunov函數求解非線性繫統穩定域的理論基礎46
3.3.3基於穩定流形構造高維非線性繫統穩定域邊界的理論基礎47
3.3.4基於正規形法求解非線性繫統穩定域邊界的理論基礎49
3.4可達集理論基礎及計算方法51
3.4.1可達集方法52
3.4.2正、反向可達集54
3.4.3可控不變集與不變集55
3.4.4可達集算例——飛行器追擊比賽58
3.5本章小結62
第4章結冰飛機縱向二維繫統穩定性及非線性穩定域分析64
4.1結冰飛機縱向線性穩定性分析64
4.1.1縱向運動方程64
4.1.2氣動導數計算65
4.1.3穩定性計算66
4.2基於相平面法的結冰飛機縱向非線性繫統穩定域分析67
4.2.1縱向非線性模型建立67
4.2.2結冰飛機縱向運動穩定性及穩定域分析68
4.2.3時域仿真驗證70
4.3基於Lyapunov函數的結冰飛機縱向非線性繫統穩定域分析73
4.4本章小結75
第5章基於流形法的結冰飛機高維非線性穩定域確定76
5.1結冰飛機開環繫統非線性動力學分叉分析76
5.1.1分叉問題數值方法77
5.1.2運動方程77
5.1.3結冰前後飛機氣動導數78
5.1.4開環繫統分叉分析79
5.2基於流形法的結冰飛機非線性穩定域求解82
5.2.1動力學繫統穩定域邊界上平衡點的判定82
5.2.2基於流形法的動力學繫統穩定域邊界構造方法83
5.2.3飛機開環多維穩定域求解及準確性驗證84
5.3考慮執行機構飽和的結冰飛機縱向閉環繫統穩定域分析88
5.3.1平尾結冰對飛機飛行性能的影響89
5.3.2考慮執行機構飽和的閉環繫統模型90
5.3.3飛機未結冰的非線性穩定域93
5.3.4不同結冰程度下飛機穩定域變化94
5.3.5不同舵面飽和值情況下結冰飛機穩定域95
5.3.6流形法求解閉環穩定域的時域驗證96
5.4本章小結99
第6章基於正規形法的結冰飛機著陸階段非線性穩定域確定101
6.1基於正規形法的穩定域確定方法101
6.1.1多項式形式的非線性映射構造101
6.1.2非線性映射的求解102
6.1.3穩定域邊界的表現形式104
6.2著陸階段結冰飛機的穩定域研究105
6.2.1高階正規形法估計穩定邊界的有效性驗證106
6.2.2不同結冰程度對飛機穩定域的影響108
6.3基於穩定域的結冰飛機動態性能分析110
6.3.1飛機輕度結冰情況111
6.3.2飛機嚴重結冰情況112
6.4穩定邊界優化控制113
6.5本章小結116
第7章結冰飛機的著陸安全包線計算118
7.1安全包線定義118
7.2結冰飛機著陸階段安全包線求解120
7.2.1飛機著陸參數分析120
7.2.2飛機著陸可達集分析121
7.3結冰情形未知條件下的安全包線估計124
7.3.1縱向長周期運動模態方程的簡化124
7.3.2反向可達集估計安全包線的結果分析126
7.4本章小結134
第8章結冰飛機著陸安全包線影響因素分析136
8.1關鍵參數對安全包線的影響分析136
8.1.1著陸時飛機質量對安全包線的影響137
vi結冰條件下飛機穩定性控制方法及應用
8.1.2著陸時飛機迎角對安全包線的影響138
8.1.3著陸時結冰冰型對安全包線的影響140
8.1.4著陸時襟翼偏角對安全包線的影響144
8.2不同位置結冰對飛行安全包線影響的分析147
8.3本章小結149
第9章基於可達集方法的結冰飛機著陸階段安全風險評估151
9.1特別條件下的飛行危險性分析151
9.2飛機結冰風險評估想定153
9.3極值理論153
9.4參數提取和檢驗157
9.4.1參數的提取157
9.4.2參數的檢驗158
9.5風險概率計算160
9.6本章小結164
參考文獻165
