[發明專利]一種基于姿態參數求導的彈射座椅俯仰橫滾姿態控制方法

有效

• 申請號: 201811319506.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109466778B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 余志友;姜南
• 申請（專利權）人: 中國航空救生研究所
• 主分類號: B64D25/10
• 分類號: B64D25/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于彈射救生領域，涉及一種基于姿態參數求導的彈射座椅俯仰橫滾姿態控制方法。通過調整座椅的姿態，使火箭包推力天向總沖量最大化，盡可能提高座椅的運動軌跡；在具備橫滾姿態火箭的彈射座椅基礎上，增加了一對俯仰火箭，用來提供姿態調整所需的俯仰力矩，通過實時計算火箭包天向分量A、以及A的一階導數中滾轉角速度系數C_cz、俯仰角速度系數C_fy，控制火箭包、橫滾火箭、俯仰火箭工作時機，整體上提高了各工況下座椅彈射出艙后的運動軌跡，提升了座椅不利姿態的救生性能。

技術領域

本發明屬于彈射救生領域，涉及一種基于姿態參數求導的彈射座椅俯仰橫滾姿態控制方法。

背景技術

彈射座椅多采用的單橫滾自由度姿態控制技術，在彈射座椅左右兩側安裝橫滾姿態火箭，通過控制兩枚橫滾火箭的工作時機，調整座椅姿態，來提高座椅在不利姿態的救生性能。單橫滾自由度姿態控制提升了彈射座椅的救生性能，但是無法解決俯仰角較大的不利姿態彈射救生的問題，單橫滾自由度姿態控制技術存在局限性。

發明內容

本方法發明的目的：為克服彈射座椅單橫滾自由度姿態控制的局限性，解決俯仰角較大的不利姿態彈射救生問題，本發明提供一種基于姿態參數求導的彈射座椅俯仰橫滾姿態控制方法，可以有效提高座椅在低速不利姿態的救生性能。

本發明的技術方案是：一種基于姿態參數求導的彈射座椅俯仰橫滾姿態控制方法，通過調整座椅的姿態，使火箭包推力天向總沖量最大化，盡可能提高座椅的運動軌跡；其特征在于：在具備橫滾姿態火箭的彈射座椅基礎上，增加了一對俯仰火箭即正俯仰火箭和正橫滾火箭，用來提供姿態調整所需的俯仰力矩，用火箭包天向分量A衡量座椅的姿態，取值范圍－1到1；

從A的一階導數表達式中得到滾轉角速度w_x系數C_cz，俯仰角速度w_z系數C_fy，彈射啟動后，根據A的大小及系數C_cz、C_fy的正負控制姿態火箭的開啟時機，具體控制方式如下：

當C_cz0，正橫滾火箭工作，使w_x0；

當C_cz0，負橫滾火箭工作，使w_x0；

從而使A導數中橫滾角速度分量C_czw_x0。同樣的，

當C_fy0，正俯仰火箭工作，使w_z0；

當C_fy0，負俯仰火箭工作，使w_z0；

從而使A導數中俯仰角速度分量C_fyw_z0；

當座椅的姿態優勢超過某一界限，火箭包工作能推高座椅的運動軌跡，即A大于某一臨界值L_A1，火箭包開始工作；相反A小于臨界值L_A1，火箭包不工作，其中L_A1表示與火箭包控制有關的臨界值，取值范圍0到1，與座椅型號有關。

所述的正俯仰火箭安裝在椅盆下方，方向垂直于水平面向上，負俯仰火箭安裝在椅背后方，方向沿座椅體軸系O_tX_t軸，火箭推力F_fy，力臂L_fy。

所述的正橫滾火箭安裝在座椅左側，方向沿座椅體軸系Z軸，負橫滾火箭安裝在座椅右側，方向沿座椅體軸系-Z軸，推力F_cz,力臂L_cz。