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第1章 绪论 1

1.1 航空母舰与舰载机 1

1.2 舰载机起飞与着舰 5

1.2.1 舰载机起飞 5

1.2.2 舰载机着舰 6

1.3 舰载机着舰系统 7

1.3.1 着舰系统发展历程 7

1.3.2 着舰模态与进场着舰规范 8

1.3.3 自动着舰系统架构与工作原理 9

1.4 自动着舰引导与控制关键技术 11

1.4.1 舰载机数学建模 11

1.4.2 着舰引导 11

1.4.3 着舰飞行控制 12

1.4.4 动力补偿/自动油门控制 14

1.4.5 甲板运动建模、预估与补偿 15

1.4.6 舰尾气流建模与抑制 17

1.4.7 雷达测量噪声抑制 17

1.4.8 复飞/逃逸决策与控制 18

第2章 舰载机起飞及进近着舰全过程 20

2.1 起飞模式及起飞过程 20

2.1.1 滑跃起飞 20

2.1.2 弹射起飞 21

2.2 返航进近着舰过程 24

2.3 返航进近着舰模态Ⅰ——目视进近及目视着舰 25

2.3.1 模式Ⅰ飞行航线 25

2.3.2 模式Ⅰ中的马歇尔等待航线 29

2.3.3 F/A-18飞机目视着舰航线 30

2.4 返航进近着舰模态Ⅱ——仪表引导进近及目视着舰 32

2.4.1 模式Ⅱ飞行航线 32

2.4.2 模式Ⅱ中的马歇尔航线 33

2.5 返航进近着舰模态Ⅲ——仪表引导进近及全自动着舰 35

2.5.1 模式Ⅲ飞行航线 36

2.5.2 模式Ⅲ中的马歇尔等待航线 37

2.5.3 模式Ⅲ的ICLS进近航线 38

2.5.4 模式Ⅲ的AWCLS着舰 38

2.6 返航着舰模式Ⅳ——紧急着舰 41

2.7 逃逸/复飞过程 42

思考题 42

第3章 舰载机起飞控制 43

3.1 舰载机弹射起飞系统数学模型 43

3.1.1 舰载机动力学与运动学模型 43

3.1.2 舰载机落架数学模型 46

3.1.3 弹射器数学模型 48

3.2 舰面滑跑阶段运动学模型 50

3.2.1 滑跃起飞滑跑阶段的飞机运动模型 50

3.2.2 弹射起飞滑跑阶段的飞机运动模型 51

3.3 离舰上升阶段自动飞行控制 54

3.3.1 起飞控制系统总体结构 54

3.3.2 起飞控制增稳系统 55

3.3.3 起飞自动飞行控制系统 56

3.4 起飞安全离舰的影响因素及安全准则 57

3.4.1 甲板运动影响分析 57

3.4.2 舰首气流影响分析 59

3.4.3 其他因素影响分析 62

3.4.4 弹射起飞安全准则 63

思考题 64

第4章 舰载机着舰引导 65

4.1 舰载机光学着舰引导 65

4.1.1 舰载机菲涅耳透镜光学助降引导设备 69

4.1.2 舰载机菲涅耳透镜光学助降引导几何 70

4.2 舰载机仪表着舰引导 80

4.2.1 舰载机仪表着舰引导设备 80

4.2.2 舰载机仪表着舰引导几何 83

4.3 舰载机自动着舰引导 87

4.3.1 舰载机自动着舰引导设备 87

4.3.2 舰载机自动着舰引导几何 90

4.4 舰上控制进场着舰系统 93

4.4.1 CCA工作原理及引导设备 93

4.4.2 CCA着舰航线几何 95

思考题 95

第5章 甲板运动与补偿 96

5.1 甲板运动建模 96

5.1.1 正弦波组合的甲板运动模型 96

5.1.2 基于功率谱的甲板运动模型 97

5.1.3 基于Conolly线性理论的甲板运动模型 98

5.2 甲板运动仿真及影响因素分析 100

5.2.1 甲板运动仿真设置 100

5.2.2 海况对甲板运动的影响 100

5.2.3 舰船航速对甲板运动的影响 101

5.2.4 舰船遭遇角对甲板运动的影响 104

5.2.5 舰船大小对甲板运动的影响 105

5.3 纵向甲板运动补偿 106

5.3.1 自动着舰纵向甲板运动补偿系统 107

5.3.2 纵向甲板运动补偿器设计 108

5.3.3 纵向甲板运动预估器设计 110

5.3.4 纵向甲板运动补偿仿真验证 111

5.4 侧向甲板运动补偿 113

5.4.1 侧向甲板运动补偿策略 113

5.4.2 侧向甲板运动补偿仿真验证 115

思考题 116

第6章 舰载机着舰控制 117

6.1 舰载机着舰增稳控制 117

6.1.1 舰载机着舰纵向增稳控制 117

6.1.2 舰载机着舰侧向增稳控制 117

6.1.3 舰载机着舰动力补偿控制 119

6.2 舰载机光学助降控制 123

6.2.1 基于菲涅耳透镜的舰载机下滑控制 123

6.2.2 基于激光引导的舰载机对中控制 128

6.3 舰载机仪表着舰控制 130

6.3.1 ILS纵向下滑着舰引导系统 130

6.3.2 ILS侧向着舰引导系统 132

6.4 舰载机全自动着舰控制 133

6.4.1 自动着舰纵向通道基本控制结构 134

6.4.2 自动着舰侧向通道基本控制结构 137

6.5 舰载机着舰安全控制 139

6.5.1 单发停车模态着舰安全控制 139

6.5.2 着舰模式切换与安全控制 142

思考题 146

第7章 舰载机复飞与逃逸 147

7.1 纵侧向复飞准则与复飞区的建立 147

7.1.1 纵向复飞准则与复飞区的建立 147

7.1.2 侧向复飞准则与复飞区的建立 150

7.2 舰载机复飞决策系统设计与仿真验证 154

7.2.1 舰载机复飞决策系统总体结构 155

7.2.2 基于小扰动动力学模型的舰载机复飞决策 156

7.2.3 基于终端状态预估方程的舰载机复飞决策 165

7.2.4 具有推力矢量的复飞决策系统 170

7.3 舰载机逃逸控制 173

思考题 175

第8章 舰载机起飞着舰综合仿真 176

8.1 舰载机起飞着舰综合仿真系统架构及功能 176

8.1.1 仿真系统的架构 176

8.1.2 舰载机起飞着舰仿真系统功能 177

8.2 仿真系统功能模块 177

8.2.1 飞机动力学仿真模块 177

8.2.2 舰载机着舰引导模块 180

8.2.3 舰载机飞行控制律模块 181

8.2.4 舰载机动力补偿模块 181

8.2.5 舰尾气流仿真模块 181

8.2.6 甲板运动仿真模块 182

8.2.7 甲板运动补偿仿真模块 183

8.2.8 视景仿真模块 183

8.3 仿真系统运行环境 183

8.4 仿真系统参数设置 184

8.4.1 飞机气动模型初始条件设置 184

8.4.2 着舰环境初始条件设置 186

8.4.3 控制参数初始条件设置 187

8.4.4 海洋环境初始条件设置 187

8.5 数据输出与动画显示 188

8.6 舰载机着舰综合仿真验证结果 189

8.6.1 舰载机纵向着舰仿真 189

8.6.2 舰载机侧向着舰仿真 191

思考题 193

参考文献 194